Главная /  Статьи /  Радиообследование wi-fi на действующем производстве

Радиообследование wi-fi на действующем производстве

30.08.2018

Задача:

Анализ работы существующего wi-fi.

На производстве установлено оборудование следующих производителей:

1.    Ubiquiti Networks – 13 шт.;

2.    MOXA – 16 шт.;

3.    TP-Link – 2 шт.

Площадь/объем исследования: офисные помещения – 7 шт., складские помещения – 4 шт., производственные помещения – 2 шт. и рампы складов – 2 шт., ориентировочно площадь завода 250 на 500 метров.

Отчет по обследованию wifi сети на объекте с рекомендациями по улучшению ситуации.

Склад готовой продукции

На складе готовой продукции промышленный wifi организован на 3-х точках доступа MOXA с дополнительными антеннами. Имеется четвертая wi-fi точка доступа, но на момент проведения обследования она не работала.
Покрытие сигналом wifi обеспечено на большей части территории склада, но существует ряд проблем, из-за которых работа конечных устройств, подключаемых по wifi будет не стабильной, а в некоторых местах и невозможна.

Проблемы со стабильностью wifi сигнала возникают по 2 причинам:

1. Неравномерность покрытия сигналом wifi и наличие «мертвых» зон – участков где отсутствует сигнал wifi либо уровень сигнала wi fi ниже минимально допустимого.

2. Наличие нескольких разрозненных сигналов wifi от множества точек доступа. Проблемы с устойчивым соединением между точками доступа и конечными устройствами возникают по причине больших расстояний и наличия препятствий на пути сигнала между точкой доступа и конечным устройством.
На большом удалении возникает проблема, когда сильный сигнал от точки доступа доходит до конечного устройства, а сигнал от устройства до точки – нет. Это происходит из-за того, что мощность радиомодуля конечного устройства намного ниже мощности радиомодуля точки доступа. По этой причине складывается ситуация.

Дополнительное затухание вносят препятствия – стены, колонны, стеллажи и т.д. В этом случае еще больше разница между расстоянием, на котором конечное устройство может принимать сигнал от точки доступа и расстоянием, на котором она может отправить данные.

Зоны устойчивой связи конечного устройства с точками доступа (синий) и зоны достаточного уровня сигнала от точки доступа, при котором конечное устройство не переключается на следующую точку доступа (оранжевый) указаны на Рис. 1.

Рис. 1
Рис. 1

Представленная визуализация показывает, что имеются значительные расхождения между зонами, где обеспечивается стабильный уровень сигнала от конечного устройства до точки доступа и зонами, где устройство все еще подключено к точке доступа в силу достаточного уровня сигнала от нее.

Тепловая карта покрытия сигнала wifi приведена на Рис. 2.

Рис. 2
Рис. 2

Как усилить Wi-Fi? Для устранения указанных проблем целесообразно организовать покрытие сигнала правильным расположение точек доступа, а также дополнительно применить усилители сигнала wi fi, например,  антенны, которые будут усиливать принимаемый от конечного устройства сигнал к точкам доступа .

На складе имеется 4 точки доступа MOXA, но на момент измерений работали только 3 из них.

Ниже приводится схема расположения точек доступа с подключенными дополнительными антеннами. Чтобы увеличить wi fi, к каждой точке доступа планируется подключить по 7 направленных антенн, которые будут располагаться напротив проходов между стеллажами. Этим обеспечится:

1) усиление не только излучаемого, но и принимаемого точками доступа сигнала, что позволит принимать сигнал от конечных устройств со слабым радиомодулем на максимальной площади склада, в результате происходит улучшение wi fi.

2) устранение препятствий на пути сигнала от конечных устройств к точкам доступа, т.к. антенны будут располагаться напротив проходов между стеллажами.

3) дополнительная развязка между сигналами от соседних точек доступа, т.к. антенны являются направленными и основные лепестки диаграмм направленности будут располагаться параллельно друг другу.

Расположение точек доступа с внешними антеннами приведено на Рис. 3.

Рис. 3
Рис. 3

Благодаря такому расположению антенн значительно улучшится зона стабильного приема сигнала от конечных устройств, т.к. антенны будут усиливать в том числе и приходящий на них сигнал, а расположение антенн напротив проходов между стеллажами позволит минимизировать затухание сигнала когда стеллажи будут полностью заполнены продукцией.

Предполагаемое покрытие при подключении дополнительных антенн представлена на Рис 4.

Рис. 4
Рис. 4

Второй причиной, по которой подключение конечных устройств к точкам доступа может быть не стабильным – это отсутствие wifi роуминга. Бесшовный wifi (wifi роуминг) — это способ организации wifi сети таким образом, что при покрытии даже больших площадей нескольким точками доступа конечное устройство всегда  подключается к лучшему сигналу без разрывов и задержек в соединении.

В обычной ситуации, когда wifi модуль конечного устройства видит несколько сетей, то «решение» о переключении с одной сети на другую принимает само устройство (драйвер wifi), поэтому переход на более близкую точку доступа происходит со значительной задержкой, а может и вовсе не происходить.

В этом случае сильный радиомодуль токи доступа является не достоинством, а недостатком, т.к. конечное устройство не будет переключаться на другую точку доступа, даже если сигнал от нее лучше, пока сигнал от предыдущей точки доступа не потеряется совсем.

На Рис. 5 показаны зона действия существующих точек wifi, зоны где конечное устройство переключается на следующую точку (оранжевый) и зоны где сигнал от конечного устройства до точки доступа ниже допустимого (зеленый).

Рис. 5
Рис. 5

При организации бесшовного wifi подключением устройства изначально управляет контроллер, он «заставляет» конечное устройство подключаться к определенной точке доступа. Таким образом система следит за тем, чтобы устройство в каждый момент времени было подключено к лучшему сигналу. В этом случае исключаются зоны, где конечное устройство будет подключено к точке доступа со слабым сигналом при наличии более сильного сигнала от другой точки доступа.

У установленного вендора оборудования (MOXA) есть возможность организовывать бесшовный wifi при помощи контроллеров беспроводного роуминга WAC-1001 и WAC-1001-T, но они работают только с точками доступа и бесповодными клиентами серии AWK-RTG, на данный момент не известно какие точки доступа установлены на объектах и можно ли использовать их для настройки роуминга с указанным контроллером.

Склады сырья

На складах сырья покрытие сигналом wifi организовано на 4-х точках доступа MOXA с разнесенными внешними антеннами. Частично это продиктовано тем, что некоторые помещения пожароопасные и размещение в них роутеров невозможно.

Рис.

На складах сырья основной проблемой является то, что на рампе, где происходит разгрузка, сходятся сигналы от нескольких точек доступа, а на рампе 1 даже присутствует сигнал с соседнего склада готовой продукции.

Как и в случае со складом готовой продукции, существуют проблемы множественности разрозненных сетей, точки доступа так же не настроены в бесшовный роуминг wifi, поэтому переключения на точку доступа с лучшим сигналом не происходит. На рампе сигнал от конечного устройства до точки доступа не стабилен и может происходить потеря данных.

Существующая ситуация по зонам устойчивой связи конечного устройства с точками доступа (синий) и зонам достаточного уровня сигнала от точки доступа, при котором конечное устройство не переключается на следующую точку доступа (оранжевый) указаны на Рис 6.

Рис. 6
Рис. 6

Существует много зон пересечения сигнала от соседних точек доступа, что приводит к тому, что соседние точки доступа создают друг другу помехи.

Тепловая карта сигналов wifi приведена на Рис.7.

Рис. 7
Рис. 7

В данной ситуации целесообразно физически разнести сигналы от разных точек доступа за счет изменения мощности излучения точек доступа wifi, но в то же время это может привести к уменьшению зоны покрытия сигналом wifi, в частности на рампе.

Лучшим решением в данной ситуации будет применение дополнительных антенн, подключаемых к точкам доступа. Пример подключения и расположение антенн с незначительным изменением расположения роутеров приводится на Рис. 8.

Рис. 8
Рис. 8

Внутри помещений применяются всенаправленные антенны с небольшим коэффициентом усиления, это позволит хорошо покрыть сигналом wifi площадь внутри каждого помещения и минимизирует прохождение сигнала в соседние помещения.

На каждой рампе от центра к краям устанавливаются направленные антенны, что позволит обеспечить равномерный сигнал от одной точки доступа на всей площади рампы.

Предлагаемая схема подключения и расположения дополнительный антенн в совокупности с подстройкой уровня мощности излучения сигнала wifi точками доступа обеспечит высокую степень разнесения сигналов от соседних точек доступа.

Это позволит даже при отсутствии бесшовного wifi роуминга минимизировать зоны, в которых конечное устройство будет подключено к более слабому сигналу от соседней точки доступа.

Предполагаемое покрытие при подключении дополнительных антенн представлена на Рис 9.

Рис. 9
Рис. 9

Максимальный результат для получения стабильного устойчивого wifi соединения между точками доступа и конечными устройствами может быть достигнуть только при применении всех рекомендаций – использования дополнительных антенн и настройки wifi роуминга при помощи контроллеров.

Гарантировать 100% устранение всех имеющихся проблем применением только дополнительных антенн невозможно, поэтому важно уточнить модели используемых точек доступа для определения возможности подключения их к контроллерам беспроводного роуминга WAC-1001 или WAC-1001-T.
Перечень оборудования, необходимого для внедрения рекомендаций.
Оборудование для организации wifi роумига.

1 WAC-1001
WAC-1001-T		 контроллер беспроводного
роуминга MOXA		 Количество зависит от организации локальной сети

Оборудование для подключения дополнительных антенн для склада готовой продукции:

1 KP14-2600 Направленная 14 дБ WiFi антенна 2,4 ГГц  28 шт
2 PS4-800-2700-50 Делитель мощности на 4 канала 4 шт
3 PS3-800-2700-50 Делитель мощности на 3 канала 4 шт
4 PS2-800-2700-50 Делитель мощности на 2 канала 4 шт
5 RG58 Кабель коаксиальный ВЧ
6 SМА(male) Разъем SМА(male)- RG58 обжимной 8 шт
7 N-111F N(male) Разъем N-111F N(male) RG-58, обжимной 69 шт

Оборудование для подключения дополнительных антенн для складов сырья (на каждый склад):

1 KP14-2600 Направленная 14 дБ WiFi антенна 2,4 ГГц 4 шт
2 KDA5-800/2700 Всенаправленная (круговая) 3дБ антенна KDA5-800/2700 8 шт
3 PS4-800-2700-50 Делитель мощности на 4 канала 2 шт
4 PS2-800-2700-50 Делитель мощности на 2 канала 2 шт
5 RG58 Кабель коаксиальный ВЧ
6 SМА(male) Разъем SМА(male)- RG58 обжимной 8 шт
7 N-111F N(male) Разъем N-111F N(male) RG-58, обжимной 16 шт

Для заказа услуг радиообследование wi-fi, диагностика wi fi сетей, подключить сеть wi-fi звоните по номерам указанным на сайте или оставьте заявку на звонок нашего специалиста — форму Вы найдете прямо под текстом.