WLAN Client Produkte
Die Familie der MC-WLAN-Client-Adapter bietet Geräten mit Ethernet-Schnittstelle (LAN-Clients) die Möglichkeit drahtlos über ein bestehendes WLAN Netzwerk zu kommunizieren. Seriell kommunizierende Client-Geräte können über die serielle Schnittstelle der MC-Adapter an eine WLAN Infrastruktur angebunden werden. Alle notwendigen Parameter zur Herstellung der WLAN-Verbindung werden in den MC-WLAN-Client-Adaptern verwaltet, sodass der LAN-Client keinerlei zusätzlichen Treiber- oder Konfigurationsaufwand benötigt, um das WLAN-Netzwerk zu nutzen. Das typische Einsatzgebiet der MC-Adapter ist das weite Feld industrieller WLAN-Anwendungen im Bereich Maschine-zu-Maschine-Kommunikation. Dazu gehören auch mobile Installationen wie zum Beispiel auf Gabelstaplern oder fahrerlosen Transportsystemen.
Hier werden 3 MC-Adapter vorgestellt, die alle auf der Basis der gleichen Prozessorplattform aufgebaut sind und sich lediglich in Bezug auf die zur Verfügung stehenden Schnittstellen unterscheiden.
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Eigenschaften
Hardware
- Prozessorboard mit ARM® Cortex®-A9 Kern
- Speicher: 128MByte DDR-RAM und 4GB Flash
- 802.11a/b/g/n für 2.4 + 5 GHz WLAN, Datenrate bis 300 MBit/s
- 1 (MC1), 2 (MC2) oder 4 (MC4) Gigabit LAN-Schnittstelle(n)
- RS232 serielle Schnittstelle (MC1 + MC2)
- USB2-Port zum Anschluss von Druckern oder auch zur Schnittstellenerweiterung (RS232, RS485, Input, Output usw.) (MC USB Printer Server)
- 1 x Relaisumschalter (MC Relais & digitaler Eingang)
- 1 x digitaler Eingang (mit Optokoppler) (optional) (MC Relais & digitaler Eingang)
- Spannungsversorgung 10-60V oder über PoE (LAN Port 1)
- Robustes Aluminiumgehäuse mit verschiedenen Montageoptionen
- Weitgehende mechanische und funktionale Kompatibilität zu den Vorläufermodellen WLX + ESCG.
Funktionen
- Konfiguration über Webseite (HTTP oder HTTPS), REST-API oder mit Hilfe des MCConfig-Programms
- SNMP Monitoring
- Verschiedene Bridge-Modi zur Anbindung der LAN-Clients: (Bridge Modes)
- NAT
- Single Client NAT
- Single Client Cloning
- Level 2 Bridge
- MWLC Mode (Tunnel-Protokoll für den transparenten LAN-Client Datenverkehr zum stationären Netzwerk)
- Zertifikatsverwaltung für die Authentifizierung mit 802.1x (WPA2 Enterprise)
- SCEP (Simple Certificate Enrollment Protocol)
- 802.11r Fast-Roaming
- 802.11k Radio Resource Management
- 802.11e Wi-Fi Multimedia Quality of Service (WMM QoS)
Technische Daten
| Datenblätter: MC1 MC2 MC4 |
| Eigenschaften | Spezifikationen |
| Ethernet | 1, 2 oder 4 x 10/100/1000 MBit Auto MDI/MDIX |
| Seriell | RS232, 300-460,8 KBit/s, RTS, CTS, DSR, DTR oder alternativ RS422 |
| USB | 1 x USB2 zum Anschluss von Druckern oder USB-Adaptern mit verschiedenen anderen Schnittstellen |
| Relais | 1 x Umschalter max 1A@24V, max 125VAC |
| Schalteingang | 1 x galv. getrennt 10-72V |
| Antennenanschluss | 2 x RPSMA (optional TNC oder RPTNC) |
| Spannungsversorgung | 10-60VDC oder 802.3af PoE über LAN-Port |
| Energiebedarf | <= 5W (3,5W typisch) |
| Temperaturbereich | 0-60°C |
| Maße | 105x125x35mm |
| Gewicht | ca. 400g |
WLAN-Schnittstelle
| Technologie | 802.11 a/b/g/n WLAN (2.4 + 5 GHz Band) | ||||||||||
| Antennen | 2 Antennen (2T2R MIMO) | ||||||||||
| Verschlüsselung | WEP (64, 128bit) + TKIP/AES | ||||||||||
| Sicherheit |
802.11i WPA(2) - PSK |
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| Kanäle |
802.11b/g/n ETSI 1-13, USA/Kanada 1-11 |
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| Datenraten |
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| Sendeleistung |
802.11b/g 17 dBm |
Bestellbezeichnungen
| Option | Bestellbezeichnung | Modelle |
| Gehäuse mit Montagelaschen | MCn-SL... | MC1, 2, 4 |
| Gehäuse mit DIN-Schienen-Clip | MCn-SC... | MC1, 2, 4 |
| M12 Anschluss | MCn-Sx-M12 | MC1, 2, 4 |
| WK8 8pol. Weidmüller Klemmleiste | MCn-Sx-WK8 | MC1, 2, 4 |
| M8 Anschluss | MCn-Sx-M8 | MC1, 2, 4 |
| Relais | MCn-Sx-xx-REL | MC1, 2 |
| Schalteingang | MCn-Sx-xx-INP | MC1, 2 |
| Serielles Interface RS485 | MCn-Sx-xx-RS485 | MC1, 2 |
| Serielles Interface RS422 | MCn-Sx-xx-RS422 | MC1, 2 |
| TNC Antennenstecker | MCn-Sx-xx-1(2)TNC | MC1, 2,4 |
| RPTNC Antennenstecker | MCn-Sx-xx-1(2)RTNC | MC1, 2,4 |
Typische Konstellationen für den Einsatz des MC WLAN-Client-Adapters
Beim Einsatz eines WLAN-Client-Adapters geht es in der Regel darum, ein oder mehrere Geräte mit einem Ethernet-Anschluss per WLAN mit einem Netzwerk zu verbinden.
Der MC bietet verschiedene Bridge-Modi an, um anwendungsspezifische Vorgaben zu erfüllen.
| Bridge-Mode | LAN-Clients | IP's im WLAN | Transparenz | Anmerkung |
|---|---|---|---|---|
| LAN Client Cloning | 1 | 1 (LAN Client IP) | alle Ports | Im WLAN ist nur die LAN-Client-IP mit der MAC-Adresse des LAN-Clients registriert. |
| Single Client NAT | 1 | 1 (MC IP) | alle Ports | Im WLAN ist nur die IP des MC mit der WLAN-MAC-Adresse des MC registriert. |
| NAT | beliebig viele | 1 (MC IP) | Ports def. per Config |
Im WLAN ist nur die IP des MC mit der WLAN-MAC-Adresse des MC registriert. |
| Level 2 Bridge | beliebig viele | n LAN-Clients + 1 | alle Ports | Im WLAN sind alle LAN-Client-IP's und die MC-IP mit der WLAN-MAC-Adresse des MC registriert. |
| MWLC-Mode | beliebig viele | 1 (MC IP) | alle Ports | Im WLAN ist nur die MC-IP mit seiner WLAN-MAC-Adresse registriert. |
LAN Client Cloning Modus
In diesem Modus bestimmt das am LAN-Port des MC angeschlossene Gerät sowohl die IP- als auch die MAC-Adresse mit der der MC im WLAN arbeitet. Die Konfiguration und das Monitoring des MC geschieht über WLAN über die IP-Adresse des LAN-Clients. Über den LAN-Anschluss des MC addressiert man den MC über die in der Konfiguration eingestellte Gateway-IP.
Wenn in der Anwendung nur ein LAN-Client am MC arbeitet, sollte dieser Modus bevorzugt eingesetzt werden.
Vorteile:
- Im WLAN-Netzwerk erscheint der MC zusammen mit dem LAN-Client mit nur einer IP-Adresse.
Nachteile:
- An den MC kann nur ein LAN-Client angeschlossen werden.
NAT- und Single-NAT Modus
Der NAT-Modus ist dadurch gekennzeichnet, dass die LAN-Clients am MC in einem von der WLAN-Seite getrennten Netzwerk arbeiten. Der Datenverkehr der LAN-Clients über WLAN ins stationäre Netzwerk wird vom MC so umgesetzt, sodass alle Daten über die IP-Adresse des MC gesendet und empfangen werden.
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Was zu beachten ist: Wenn mehrere LAN-Clients angeschlossen werden sollen, muss der NAT-Modus definiert sein. |
Vorteile
Nachteile
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Level 2 Pseudo-Bridge Modus
In diesem Modus kommuniziert jeder LAN-Client mit seiner eigenen IP-Adresse über das WLAN. Allerdings werden alle Daten mit der MAC-Adresse der MC-WLAN-Karte verschickt. Dieses Vorgehen kann bei einigen WLAN Infrastrukturen zu Problemen führen, wenn evt. vorhandene WLAN-Controller ARP-Anfragen von der stationären Netzwerkseite anhand einer WLAN-Client Liste beantworten (ARP-Caching). Wenn diese WLAN-Controller nur einen Eintrag MAC <--> IP zulassen, ist der Zugriff auf die LAN-Clients aus dem stationären Netzwerk nicht sicher gegeben, weil ARP-Anfragen evt. nicht beantwortet werden. Mit dieser Problematik ist in der Regel in controllerbasierten WLAN-Infrastrukturen von CISCO® zu rechnen.
Vorteile:
- Es können fast beliebig viele LAN-Clients an einen MC angeschlossen werden.
- Gute Transparenz der LAN-Clients zum WLAN ohne Konfiguration
Nachteile:
- Der MC und alle LAN-Clients arbeiten mit eigenen IP-Adressen, die aber im gleichen Netzwerk liegen müssen.
- Schwierigkeiten in einigen WLAN Infrastrukturen mit zentralen Controllern (keine Erreichbarkeit der LAN-Clients aus dem WLAN heraus)
MWLC-Modus
Mit dem MWLC-Modus werden alle Einschränkungen bezüglich der Erreichbarkeit, IP-Adressvergabe und der Transparenz insbesondere in Anwendungsfällen mit mehreren LAN-Clients am MC aufgehoben. Dies wird dadurch erreicht, dass der MC in diesem Modus alle am LAN-Port eintreffenden Datenpakete über eine IP/UDP Verbindung (Tunnel) zu einem weiteren MC auf der stationären Netzwerkseite schickt. Dieser MC setzt die empfangen Datenpakete wieder in den Originalzustand zusammen und sendet sie ins stationäre Netzwerk. Der MC auf der WLAN-Seite arbeitet dabei im MWLC-Slave-Modus und der MC auf der stationären Seite im MWLC-Master-Modus.
In diesem Modus ist es nicht relevant, welche IP-Adressen die Clients im Verhältnis zum MC haben wie z.B. beim Level-2-Pseudo-Bridging. Die Clients werden auch im stationären Netzwerk mit ihren eigenen MAC-Adressen adressiert. Da der MWLC-Master in dieser Konstellation eine zentrale Rolle spielt und ein Ausfall dieses Geräts die Verbindung aller Clients unterbrechen würde, gibt es die Möglichkeit einen 2. MWLC-Master als Backup zu installieren und die IP-Adresse dieses Backup-Masters in den MWLC-Slaves zu konfigurieren.
Vorteile:
- Maximale Transparenz der Verbindungen der LAN-Clients über WLAN in das stationäre Netzwerk.
- Kein besonderer Konfigurationsaufwand auf dem MC egal wie viele LAN-Clients angebunden werden.
Nachteile:
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Es werden ein oder zwei zusätzliche MC-Adapter auf der stationären Netzwerkseite benötigt.
Die genauere Beschreibung dieser Modi finden Sie im Handbuch zum MC.
Drahtloser Anschluss eines Gerätes mit serieller Schnittstelle
Port zu Netzwerk VerbindungDie serielle Schnittstelle des MC-WLAN-Adapters kann genutzt werden, um ein Gerät mit serieller Schnittstelle über WLAN mit einer Applikation z.B. auf einem Steuerrechner zu verbinden. Die Kommunikation zwischen der Applikation und dem Gerät am MC kann über folgende Protokolle durchgeführt werden:
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Port zu Port VerbindungWenn auf der stationären Seite keine Kommunikation über ein Netzwerk erfolgen kann, sondern auch nur eine serielle Schnittstelle zur Verfügung steht, besteht die Möglichkeit mit einem 2. MC eine Port zu Port Kommunikation über WLAN zu realisieren. Dabei übernimmt der MC nicht nur die Übertragung der seriellen Daten sondern auch die Steuerung der Handshake-Signalleitungen (RTS,CTS + DTR,DSR). An diese Lösung sollte man allerdings keine hohen Echtzeit-Anforderungen stellen.
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| Die Verbindung der MC untereinander kann sowohl über WLAN als auch über LAN stattfinden. Die beiden MC Geräte können auch drahtlos ohne Accesspoint über den Adhoc-Modus verbunden werden. |
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Der MC kann gleichzeitig als serieller und als Ethernet Client genutzt werden. |
MC mit Relais und digitalem Eingangssignal
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Der MC kann ein Relais ansteuern und ein digitales Eingangssignal erfassen. Der digitale Eingang kann in einem bestimmten Interval abgefragt werden. |
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Die Anschlüsse des Relais (Umschalter) und des digitalen Eingangs werden je nach Ausführung des Anschlusssteckers am MC nach außen geführt. |
Über den USB Port am MC können Drucker angeschlossen werden, für die der MC als Printerserver arbeitet.
Die Host-Anwendung sendet Druckaufträge auf den TCP-Port 9100 (default) an die IP-Adresse des MC.
Der MC kann gleichzeitig als USB Printerserver und als Ethernet Client genutzt werden.