Budowa sieci Wi-Fi na obiekcie przemysłowym (część 2)

Pierwsza część naszego wpisu związana z budowaniem sieci Wi-Fi na obiekcie przemysłowym pozwoliła naszym czytelnikom na zapoznanie się z podstawowymi pojęciami związanymi z procesem projektowania systemu w oparciu o technologię bezprzewodową. Wiemy już czym są urządzenia typu Access Point oraz Client, na jakie rzeczy zwrócić uwagę podczas budowania czy modernizowania nowej sieci Wi-Fi, a także jakim problemom będziemy musieli sprostać. Zgodnie z zapowiedzią, w tym wpisie postaramy się przybliżyć proces projektowania sieci bezprzewodowej z wykorzystaniem rozwiązań Moxa na przykładzie hali produkcyjnej wykorzystując informacje zawarte we wpisie „Budowa sieci Wi-Fi na obiekcie przemysłowym (część 1)”.

 

Wstęp

Na przedstawionym przez nas schemacie hali produkcyjnej uwzględniliśmy zarówno urządzenia stacjonarne (zainstalowane na stałe, nieporuszające się) jak i wózki samojezdne AGV (ang. Automated Guided Vehicles), które przemieszczają się po wyznaczonym obszarze. Zadaniem budowanej sieci Wi-Fi ma być zapewnienie bezproblemowej i bezprzewodowej transmisji danych pomiędzy urządzeniami na obiekcie przemysłowym. W celu przejrzystego rozplanowania AP dokonaliśmy podziału na obszary, które odpowiadają za realizację konkretnych procesów przemysłowych.

• Obszar A – strefa, w której poruszają się wózki AGV po określonym torze.
• Obszar B oraz C – stref, w której zainstalowano urządzenia na stałe. Oba obszary są odgrodzone metalową ścianą.

 

Omówmy zatem krok po kroku kolejne obszary. 

Obszar A

 

Urządzenia Moxa AWK-3131A mogą pracować zarówno jako Access Point jak i Client, i to właśnie na tym sprzęcie będziemy bazować podczas projektowania naszej sieci. Urządzenia standardowo są wyposażone w anteny dookólne 2dBi, jednak na tego typu obiektach warto rozważyć zastosowanie anten o większym zysku energetycznym. Z uwagi na fakt, że urządzenia są rozłożone zarówno wzdłuż jak i w szerz obiektu, zastosowanie anteny dookólnej wydaje się najlepszym wyborem. Zakładając, że przybliżony zasięg sygnału wynosi do 200m, zastosowano 4 szt. urządzeń po jednej stronie hali oraz 1szt. po drugiej. W przypadku Access Pointa oznaczonego jako AP5 widzimy, że obszar po którym przemieszczają się wózki jest na tyle mały, że do pokrycia obszaru wystarczy sygnał emitowany z jednego urządzenia. Nieco inna sytuacja jest przedstawiona na drugim końcu hali, gdzie wózki poruszają się zarówno wzdłuż jak i w szerz naszego obiektu. Warto zwrócić uwagę na wzajemne zazębianie się obszarów pokrycia sygnałów pochodzących z AP1 – AP4 (RF overlapping), które jest celowym działaniem. Takie rozwiązanie powoduje, że poruszające się wózki AGV będą mogły płynnie poruszać się pomiędzy kolejnymi punktami dostępowymi bez utraty sygnału, co w połączeniu z rozwiązaniem Moxa Turbo Roaming pozwoli na zapewnienie niezawodnej komunikacji.  

 

Obszar B

 

Obszar B to strefa, w której występuje dużo urządzeń typu Client. Zgodnie z omawianą w poprzednim wpisie teorią, urządzenia bezprzewodowe Moxy pozwalają na podłączenie do jednego punktu dostępowego od 15 do 30 Clientów w standardzie IEEE 802.11 a/b/g/n  w przypadku przesyłania niewielkich ilości danych. Jak widać na załączonym rysunku w obszarze B znajduje się ok. 40 urządzeń klienckich, w związku z tym w celu zapewnienia odpowiedniego pokrycia zastosowano dwa Access Point’y – AP6 oraz AP7.

Obszar C

Obszar C to również strefa, w której urządzenia są zainstalowane stacjonarnie, natomiast nie możemy wykorzystać sygnału emitowanego z AP6 czy AP7 strefy B, z uwagi na oddzielającą je metalową ścianę. Musimy zbudować zatem osobną infrastrukturę, w związku z czym w obszarze C należy zainstalować trzy punkty dostępowe, oznaczone przez nas jako AP8, AP9 i AP10. Z uwagi na fakt, że urządzenia klienckie nie przemieszczają w tej strefie obiektu, nie jest wymagane nakładanie się sygnałów, czyli wspomniany RF overlapping, tak jak w przypadku urządzeń zainstalowanych w obszarze A.  

 

Co dalej?

Skoro wiemy już jak nasze Access Point’y zostaną rozlokowane, możemy przejść do rozplanowania kanałów oraz przydzielenia adresów IP.

 

W naszym przypadku wybrano kanał 40 oraz 100. Istotną kwestią podczas planowania jest wystrzeganie się stosowania tych samych kanałów w sąsiadujących urządzeniach. Jak widać w przypadku obszaru A, gdzie występuje roaming zastosowano naprzemiennie kanały 40 i 100, co pozwoliło uniknąć wzajemnych zakłóceń. Jeśli chodzi o adresację adresów IP to tutaj oczywiście panuje zupełna dowolność. Pamiętać jednak należy, aby nie utrudniać sobie pracy i adresować je w wygodny dla nas sposób. W naszym przypadku ostatnia cyfra adresu IP jest powiązana z kolejnym numerem punktu dostępowego, a ze względu na na to, że urządzenia działają w jednej podsieci adresacja IP jest z zakresu 192.168.127.1 do 192.168.127.10. Kolejnym krokiem powinno być planowanie SSID. Tutaj jedyne o czym trzeba pamiętać to zapewnienie tego samego SSID dla obszaru urządzeń pracujących z wykorzystaniem roamingu. Na rysunku widać, że każdy z AP w tym obszarze ma przypisany ten sam SSID: FA1.  

 

 

Na koniec warto przygotować dokumentację ukazującą w przejrzysty sposób plan naszej sieci Wi-Fi, która w przypadku diagnostyki lub możliwej przyszłej modernizacji z pewnością ułatwi nam dalsze prace. Najprostszym, a zaraz najlepszym sposobem wydaje się zestawienie w formie tabeli.

 Nie należy zapominać, że nasze urządzenia bezprzewodowe muszą być w jakiś sposób połączone z pozostałą infrastrukturą istniejącą na obiekcie. Ostatnim krokiem jest zatem rozplanowanie sieci Ethernetowej i odpowiednie rozlokowanie switchy na obiekcie, zapewniających nam podłączenie urządzeń bezprzewodowych do sieci.

 

 

Podsumowanie

W artykule został przedstawiony krok po kroku prawdopodobny scenariusz budowania bezprzewodowej sieci Wi-Fi skupiając uwagę na relacjach Access Point – Client. Na tym jednak nie koniec! Skoro wiemy już jak powinny być rozlokowane nasze urządzenia to w kolejnej, trzeciej już części pokażemy jak skonfigurować urządzenia Moxa w trybie Access Point oraz Client, a także na co zwrócić uwagę podczas instalacji i testów.