測試經過
測試是在艾默生的工廠內進行的。測試包括2臺思科的1510戶外網狀式接入器，1臺艾默生1420無線網關分別與思科1510網狀式接入器以及8臺艾默生智能無線現場儀表相連。此外，還有一些艾默生的Wi-Fi接入器擺在測試網絡的附近。
我們將網絡性能分析工具（Iperf）連到需要測試的接入器，并在Wi-Fi網絡上進行數據裝載。網絡電話（VoIP）采用的是思科7921IP電話和裝有聲音軟件的Intermec CK60移動通訊平臺。
網絡統計是在802.15.4網絡上進行監測的，Iperf網絡測試工具則用于檢測802.11b/g網絡的流量。lperf用戶端通過802.11g連接。我們定期監測lperf數據的輸出，以判斷對802.11b/g網絡現有的帶寬的總體影響。
我們選擇了3種頻道1、6、11在802.11b/g網絡中進行測試。802.15.4網絡中的設備數據更新頻率設置在每15秒（常規配置）。
在測試期間，從802.15.4網關到802.11 b/g網格訪問點近似于1 m，從大多數802.15.4設備到任何地點為30 cm 至1 m。如此可以盡可能地創造最不利的測試環境條件下給定和已知的射頻特性。
測試結果
802.11b/g對802.15.4.的影響。在整個測試過程中，802.15.4現場網絡的可靠性保持在100%。僅管802.11b/g的干擾引起一小部分的來自于802.15.4網絡設備信號的損失，但是艾默生的現場網絡具有一些功能（例如重新連接和路徑多樣性）可以抵沖這種損失，使整個數據的可靠性不至于受到太大影響。
802.15.4對802.11b/g的影響。在基線測試期間不存在802.15.4通訊量時，802.11 b/g網絡（用Iperf進行監視）的吞吐量在4 MB/s至8 MB/s范圍內變化；存在802.15.4通訊量時，吞吐量在整個測試期間也在此圍內變化。基于測試結果和已知的射頻干擾（重疊通道、輸出功率），測試802.11 b/g網絡的數據吞吐量發生的絕大部分變化，很可能是由處于周圍環境中、但不屬于測試組成部分的其它802.11 b/g訪問點所引起的。
在進行IP上聲音測試時，使用帶IP聲音應用程序和Cisco 7921電話的Intermec CK60便攜式計算機。在測試環境條件下，在802.15.4通訊量引入測試環境的整個測試過程中，未檢測出對音質有任何影響。
無線應用問題
802.11 b/g對802.15.4的影響 － 任何在802.11 b/g網格訪問點不大于1 m范圍內的802.15.4設備，其路徑穩定性影響取決于距離和應用帶寬。對數據包出錯率的影響為數據包出錯率 ＝ BWU * 20% 式中，BWU為802.11 b/g網格訪問點的應用帶寬，20%系數為經驗數據。
例如，若802.11 b/g平均應用帶寬為20%（對于典型Wi-Fi網絡，這個數字屬于較高水平），則單個路徑穩定性的影響為4%。這一數據包出錯率水平還不足以大到影響總體802.15.4網絡的數據可靠性。這是因為網絡協議具有內置的自動重試功能，盡管造成使某些數據包遺失，但仍能保持非常高的數據穩定性。而且，路徑多樣性和通道跳躍功能有助于使這種干擾影響不復存在。
以前進行的研究和測試表明：在802.11 b/g網格訪問點10 cm范圍內的靜態通道802.15.4設備受到明顯的影響，其原因在很大程度上應歸于802.11 b/g無線電的大功率輸出。但在Emerson Smart Wireless（智能無線）解決方案中并未發現，其原因是這項解決方案使用通道跳躍，以便在干擾周圍移動。“黑色列表”重疊通道是這次測試中未使用的一項技術，故設備未使用這些通道，這也是緩解問題的一種方法。
802.15.4對802.11 b/g的影響 － 802.15.4網絡會對802.11 b/g網絡有影響，這個影響正比于其通道使用性。通道使用性是網絡中總帶寬應用和通道駐留時間的函數。通道使用性范圍從典型網絡0％一直到由線路供電設備組成的大型網絡100％不等。
對于在802.11 b/g訪問點范圍內的每一臺設備，對吞吐量的最大可能影響為 802.11 b/g帶寬減少 = 25% * BWU * 4/15 式中，25%系數為經驗數據；4/15為1個802.11 b/g通道占用的802.15.4通道數量。接近802.15.4網關的帶寬應用可能近似于大型網絡的41％。41％這個系數來自在10 ms時間間隔內，可以產生最大尺寸數據包（128個字節）的2.4 GHz 802.15.4網絡的數據率。
假設802.11 b/g設備接近802.15.4/WirelessHART網關，則最不利影響為25% * 41％* 4/15 ＝ 2.73％，即減少20 Mbps（典型吞吐量）至19.45 Mbps。即使是對時間極其敏感的應用，如VolP通訊，這個減少幅度也可以忽略不計；且測試證明未出現性能下降現象。
此項測試旨在描述在使用IEEE 802.11b/g設備和IEEE 802.15.4設備中，用戶可能遇到的最不利條件。在實際安裝中，不大可能這兩類網絡均大于40%帶寬應用。即使在此項測試的極端條件下，這兩類網絡也未發現明顯影響。由于進入網關的最大通訊量在較低功率水平（功率多樣性）上進行，在實際應用中已顯示對網絡並無影響。
總結
無線技術的飛速發展已消除人們以前對過程運行中使用無線技術存有的任何疑慮。尤其是Emerson和Cisco的無線結構體系，如通道跳躍和網格網絡等，可以減少或防止802.11與802.15.4技術之間潛在的共存性問題。
這種在實際條件下的結構體系測試證明：即使在極端應用條件下，共存性問題在事實上也是非常小的。從這些發現中可以得出下列結論：過程工業用戶可以完全相信這項技術一定能夠成功。實際上，可能會有許多充足的理由來開始設計新的無線技術應用。
本文只涉及射頻兼容性，但其它問題，如安全性和網絡管理等，也是網絡設計應予關注的問題。Cisco和Emerson提出一個解決方案的范圍，涉及基于各種項目環境的這些問題。Cisco和Emerson還將發表白皮書，介紹工廠環境中無線網絡過程工業用戶的典型應用范例。若要求其它信息，請訪問www.EmersonProcess.com/SmartWireless，或與Emerson或Cisco銷售代表聯系。
參考文獻
[1] IEEE 標準802.15.4-2006，第15.4部分：小功率無線人員區域網絡（WPAN）的無線載體訪問控制（MAC）和物理層（PHY）技術條件
[2] IEEE 標準802.15.2-2003，第15.2部分：無線人員區域網絡與其它運行于未許可頻帶的無線設備之間的共存性
[3] Dust Networks，時間同步化網格協議（TSMP）技術概述，2006年6月20日
鏈接：www. dustnetworks.com/docs/TSMP_Whitepater.pdf
[4] WirelessHART技術規范
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