Проект аудита и устранения неисправностей WiFi-сети на складе товаров

Беспроводная сеть WiFi была развернута с использованием 55 точек доступа Zyxel NWA5121-NI с контроллером точек доступа Zyxel NXS2500. Однако после монтажа и настройки оборудования, на складе наблюдались сбои в работе Wifi-сети, вследствие чего терминалы сбора данных Motorola и Mobilebase DS5 постоянно теряли сигнал, зависали, не определяли сигнал сети.

В результате такой работы у представителей Заказчика сложился негатив из-за потраченных времени и средств на оборудование, а также ставился вопрос об актуальности закупленных моделей и возможном переделывании проекта «с нуля».

Заказчик предоставил отчет с результатами исследований качества сигнала на складе, однако полученная информация не позволяла определить причину плохой работы беспроводной сети. В итоге клиенту было предложено провести аудит на объекте силами специалистов SPW.

В октябре 2016 года в нашу компанию обратились с запросом проведения аудита и, по возможности, исправления настроек беспроводной сети WiFi на складе продовольственных товаров площадью 40 000 квадратных метров. Причиной обращения являлась сложность внедрения системы управления складом (WMS) из-за плохого качества работы WiFi-сети.

При выезде на объект диагностика проводилась по четырем возможным проблемам:

• Физически неправильное расположение точек доступа, антенн;
• Проблемы с настройкой точек доступа, слишком высокая мощность передатчика;
• Наличие внешних помех в диапазоне 2.4ГГц;
• Некорректный выбор оборудования для данной задачи.

Анализ сети проводился с использованием следующего программного обеспечения и оборудования:

• Программно-аппаратный комплекс на основе Wireless Explorer (шумы, каналы, точки доступа);
• Маршрутизатор MikroTik с использованием пакета ПО MikroTik The Dude (спектральный анализ, видимые рабочие станции в сети, процент использования каналов).

В результате проведенной диагностики были обнаружены следующие проблемы:

• Контроллер настроен на автоматическое распределение точек доступа по непересекающимся каналам (1, 6, 11). Однако каналы выбираются автоматически и, в том числе, в момент работы точки доступа. Это может приводить к потере клиентом связи с точкой доступа, когда та поменяет частоту;
• Основная общая проблема — некорректное расположение точек доступа, отсутствие планирования сети.
• Дополнительная проблема — медленное срабатывание роуминга на терминалах Mobilebase DS5. Терминалы Motorola и маршрутизатор MikroTik в режиме Station отрабатывали роуминг с потерей 1-2 пакетов, в то время как Mobilebase DS5 отрабатывал роуминг с потерей от 3 до 15 пакетов.
• Существенных проблем в эфире обнаружено не было (помехи и т.п.).

По итогам диагностики было принято решение произвести "минимально необходимый и максимально возможный" комплекс мер по улучшению ситуации:

• Перенос 19 точек доступа в другие места (на момент диагностики подбор мест был ограничен текущей длиной кабеля и физическим доступом к некоторым точкам доступа);
• Подбор параметров роуминга для терминалов Mobilebase DS5;
• Подбор оптимальных настроек точек доступа по мощности.

Пример 1. Расположение точки доступа на балке, с учетом возможного экранирования.

Пример 2. Расположение точек доступа ниже основных балок, где это возможно. На всех перенесенных точках доступа антенны разведены на угол в 90 градусов и сориентированы для покрытия вдоль прохода.

Фото 1. При данном уровне сигнала клиент начинает искать более мощную точку доступа. Стандартное значение — 70ДБм.

Фото 2. Разница в уровне сигнала между существующей и найденной точкой доступа при которой произойдет переключение на новую точку доступа. Чтобы был выполнен поиск, требуется срабатывание Roam Trigger из «Фото 1». Стандартное значение — 15 Дбм.

Фото 3. Период времени, в течение которого происходит сканирование эфира в поиске новой точки доступа, при срабатывании Roam Trigger из «Фото 1». Стандартное значение в 10 сек отлично работает при работе пеших сотрудников. При работе на погрузчике сотрудник перемещается слишком быстро.

Фото 4. Определение каналов частоты 2,4ГГц, подлежащие сканированию, при поиске точки доступа в режиме роуминга. Ускоряет переподключение за счет пропуска неиспользуемых каналов.

Для тестирования изменений было выдано 10 терминалов MobileBase DS5 с измененными настройками роуминга. Терминалы выдавались сотрудникам с разной мобильностью (работает на одном месте, ходит пешком, работает на погрузчике по всему складу).

Общие результаты тестирования:

• Все опрошенные пользователи отметили более уверенную работу и меньшее количество подвисаний RDP-сессии, а также существенное увеличение качества покрытия беспроводной сети;
• Контрольная группа с 10 терминалами с модифицированными параметрами отметила почти полное отсутствие подвисаний RDP-сессии, но чуть больший расход аккумулятора;
• Замеры скорости сети, проведенные при помощи ПО MikroTik BandWith, показали среднюю скорость передачи данных от 20 до 40 Мбит в секунду, в зависимости от места на складе, с которого производился тест.

Отслеживание работы клиентов сети с использованием Wireless-контроллера показало:

• Примерно 10% клиентов в каждый промежуток времени имели неустойчивую связь (сигнал от клиента -95 DBm);
• Время перехода клиента с точки на точку занимало от 1 до 5 секунд, что достаточно для того, чтобы не было разрыва RDP сессии;
• Наблюдался дисбаланс между уровнем сигнала от точки доступа до клиента и от клиента до точки доступа (у клиента был передатчик явно меньшей мощности);
• Максимальное количество регистраций на одной точке доступа не превышала 12 клиентов;
• Из 55 точек доступа регистрация клиентов была только на 37.

Установленное оборудование возможно использовать для работы, для чего необходима дальнейшая модификация работы сети, а именно:

• Установка на точки доступа антенн с бОльшим коэффициентом усиления сигнала. Рекомендуемое значение 8-10 DBi. При установке антенн необходимо пропорционально снизить мощность модифицированных точек доступа, что позволит увеличить чувствительность с сохранением зоны покрытия;
• Произвести инвентаризацию точек доступа и статически назначить канал (частоту) по принципу один проход на складе – один канал WiFi;
• Произвести мониторинг неиспользуемых точек доступа, отключить их от системы.
• Требуется донастройка параметров роуминга;
• Возможно дальнейшее расширение терминалов до 150-200 шт., а также наращивание количества точек доступа до 64 (ограничено лицензией).
• Рекомендуется резервирование Wireless-контроллера.

В результате выполнения проекта, в условиях ограничения по времени и ресурсам, удалось:

• Существенно увеличить качество беспроводной сети;
• Достичь понимания Заказчика о возможности использования уже закупленного оборудования и об отсутствии необходимости запуска проекта «с нуля»;
• Предоставить Заказчику конкретные рекомендации по дальнейшей модификации работы сети;
• Сократить расходы на закупку новых точек доступа, а также модификацию сети, за счет отключения 18 единиц неиспользуемого оборудования (треть всех смонтированных точек доступа);
• Устранить негатив сотрудников и руководства компании, за счет оперативности и компетентности специалистов технического отдела SPW;
• Организация, занимающаяся развертыванием WMS-системы, смогла завершить проект внедрения.