В этой статье мы дадим вам проверенные временем полезные советы по оптимизации вашей промышленной беспроводной сети.
Эффективная инфраструктура связи позволяет обеспечить высокий уровень надежности, доступности и удобства обслуживания, тем самым снижая эксплуатационные расходы, а также сводит к минимуму капитальные вложения.
- Переход на диапазон 5 ГГц
Частота 2,4 ГГц не рекомендуется к использованию в промышленных сетях из-за узкой полосы пропускания и большой загруженности каналов. Также на частоте 2,4 ГГц работает множество других устройств, например, микроволновые печи, ZigBee и Bluetooth-устройства, которые создают помехи. Частота 5 ГГц, напротив, обеспечивает широкую полосу пропускания и имеет большее количество не перекрывающихся каналов. Однако, частота 5 ГГц также используется радиолокационными системами. В большинстве стран для беспроводных устройств необходима поддержка функции динамического выбора частоты (DFS), чтобы легально работать на частоте 5 ГГц. Таким образом, для промышленных сетей, использование беспроводных точек доступа, работающих на частоте 5 ГГц и поддерживающих функцию динамического выбора частоты (DFS) позволяет обеспечить наилучшее качество связи.
График использования каналов на частоте 2.4ГГц, создан при помощи анализатора частоты Fluke
- Использование Wi-Fi калькулятора для расчета дальности передачи
Для стабильного соединения с высокой скоростью передачи требуется сильный радиосигнал. Недостаточная мощность радиосигнала приводит снижению пропускной способности или разрывам соединения. Есть несколько способов, чтобы увеличить охват радиосигнала, например, установка антенны с высоким коэффициентом усиления или переход на более низкую частоту, например, 900 МГц, чтобы уменьшить эффекты затухания в свободном пространстве.
Использование специализированного калькулятора позволяет подобрать антенну с нужным коэффициентом усиления для обеспечения требуемого расстояния передачи данных и пропускной способности.
Следует помнить, что калькулятор представляет собой теоретическую модель, и полученные результаты следует проверить путем выполнения физического обследования объекта. Таким образом, калькулятор позволяет запланировать параметры оборудования для вашей проектируемой сети, но не дает гарантии полной работоспособности
Для производителя MOXA можно использовать удобный функционал .
- Использование беспроводного резервирования для минимизации времени простоя сети
Даже если у вас отсутствуют радиопомехи и достаточный охват сигнала, есть еще и другие факторы, которые могут приводить к нестабильной работе беспроводной сети.
Неправильная установка оборудования может быть причиной проблемы скрытых узлов, что приводит к нестабильному соединению даже в хорошо спроектированной сети. Кроме того, на объекте могут появляться помехи от неизвестных источников, что может приводить к обрывам соединения.
Для безотказной работы Wi-Fi сети используйте беспроводные технологии резервирования, такие как Zero Packet Loss - технология резервирования каналов Wi-Fi или .
- Правильный расчет зоны покрытия
Беспроводные точки доступа имеют ограниченную зону покрытия. Средняя дальность передачи коммерческих точек доступа со стандартной антенной около 50 м.
Для того, чтобы обеспечить бесшовное переключение между точками доступа, необходимо перекрытие сигналов. Вы можете использовать программное обеспечение для составления беспроводной карты покрытия, например, Ekahau или AirMagnet, а затем запланировать количество и расположение точек доступа.
Дальность передачи может быть увеличена, за счет использования антенны с большим коэффициентом усиления. Но пользователи часто упускают из виду покрытие антенны в вертикальной плоскости. При установке антенны с большим коэффициентом усиления, не устанавливайте антенну очень высоко; если антенна слишком высоко, устройства на земле окажутся вне зоны покрытия. Правильно рассчитать угол наклона антенны, зону Френеля, потери при передаче в свободном пространстве поможет .
Карта покрытия, создана при помощи Ekahav Site Survey tool
- Переход на стандарт IEEE 802.11n
Стандарт 802.11n включает в себя множество усовершенствований по сравнению с устройствами стандарта 802.11g. Основой стандарта 802.11n является технология MIMO (Multiple-Input Multiple-Output, Многоканальный вход/выход). Технология MIMO позволяет осуществлять одновременный прием/передачу нескольких потоков данных через несколько антенн, вместо одной. Само по себе использование нескольких антенн не увеличивает скорость передачи данных или расширение диапазона. Основным в устройствах стандарта 802.11n является то, что в них реализован усовершенствованный метод обработки сигнала, который предоставляет следующие преимущества:
- Увеличение скорости передачи данных
- Увеличение зоны покрытия
- Увеличение надежности передачи сигнала
- Увеличение пропускной способности
Установка антенн MIMO на обоих концах движущегося транспортного средства может улучшить качество беспроводной связи
- Бесшовный роуминг для движущихся объектов
Для достижения миллисекундного времени переключения необходимо использовать передовые технологии беспроводного роуминга. Несмотря на то, существуют стандарты, такие как 802.11r, которые могут оптимизировать производительность роуминга, большинство производителей, как правило, применяют свои собственные технологии роуминга.
Современные технологии позволяют беспроводному клиенту автоматически искать новую точку доступа, когда соединение с текущей точкой доступа становится слабым. Точная настройка параметров порога переключения имеет решающее значение, чтобы избежать обрывов соединения. Например, технология бесшовного переключения между точками доступа MOXA позволяет тонко настраивать параметры роуминга, чтобы обеспечить гибкость, необходимую для оптимизации производительности в различных промышленных применениях.
Понимание того, как правильно настроить технологию роуминга
- Клонирование MAC-адреса для совместимости со всеми промышленными протоколами
Некоторые характеристики стандартного протокола 802.11 не позволяют прозрачно обмениваться данными между проводным Ethernet и беспроводной сетью. Хотя большинство протоколов автоматизации на основе TCP/IP может передавать данные без проблем, бывают случаи, когда протокол 802.11 не совместим с протоколами промышленной автоматизации.
Протокол 802.11 был разработан с предположением, что беспроводные клиенты, например, смартфоны, являются конечными точками сети. Когда беспроводной клиент не является фактической конечной точкой, а используется для подключения к нему дополнительных конечных устройств Ethernet (например, ПЛК), стандартный протокол 802.11 не сможет пересылать данные, используя MAC-адрес оконечного устройства. Moxa преодолевает это ограничение 2 уровня Ethernet используя функцию Moxa MAC Clone. Функция клонирования MAC-адреса делает Wi-Fi клиент полностью прозрачным, что позволяет использовать беспроводную связь для протоколов автоматизации, таких как PROFINET.
- Используйте устройства, сертифицированные Wi-Fi Alliance
Интеллектуальные портативные устройства, такие как смартфоны и планшеты широко используются для управления производственными операциями. Различные производители устройств, используют различные операционные системы (iOS, Android и Windows). И все эти портативные устройства могут без проблем подключатся к промышленным точкам доступа стандарта 802.11. Только устройства, которые соответствуют определенным стандартам совместимости могут быть отмечены логотип Wi-Fi. Логотип Wi-Fi выдается некоммерческой организацией Wi-Fi Alliance, которая разрабатывает семейство стандартов Wi-Fi-сетей и сертифицирует продукты Wi-Fi. Не каждое Wi-Fi устройство, совместимое с IEEE 802.11 отдается на сертификацию в Wi-Fi Alliance из-за расходов, связанных с процессом сертификации. Тем не менее, отсутствие логотипа Wi-Fi не обязательно означает, что устройство несовместимо с Wi-Fi, но имеющие логотип Wi-Fi обеспечивает 100% гарантию совместимости.
Итого:
В этой статье мы дали восемь советов, о том, как наилучшим образом использовать Wi-Fi в промышленности. Их можно разделить на три основные категории:
Улучшение качества беспроводных соединений
- Переход на диапазон 5 ГГц
- Использование Wi-Fi калькулятора для расчета дальности передачи
- Использование беспроводного резервирования для минимизации времени простоя сети
Оптимизация мобильной связи
- Правильный расчет зоны покрытия
- Переход на стандарт IEEE 802.11n
- Бесшовный роуминг для движущихся объектов
Обеспечение совместимости протоколов и взаимодействии устройств
- Клонирование MAC-адреса для совместимости со всеми промышленными протоколами
- Используйте устройства, сертифицированные Wi-Fi Alliance
