Бесшовный роуминг в Wi-Fi сетях

Беспроводные сети передачи данных, в том числе и Wi-Fi, на сегодняшний день получили широкое применение не только в быту, но и в промышленных системах. Чаще всего сети Wi-Fi разворачиваются там, где по каким-либо причинам нежелательна или невозможна прокладка кабеля. Например, в системах с абонентами, перемещающимися по территории. В связи с данной спецификой работы Wi-Fi сети возникает необходимость бесшовного переключения динамических объектов между точками доступа для обеспечения высокоскоростной стабильной передачи данных. Такое переключение беспроводного абонента от одной стационарной станции (точки доступа) к другой называется роумингом.

Turbo Roaming – это технология, разработанная компанией Moxa и предназначенная для применения в Wi-Fi сетях для бесшовного переключения клиентов, перемещающихся между неподвижными точками доступа.

Wi-Fi оборудование MOXA поддерживает два варианта роуминга:

• Turbo Roaming на основе контроллера (Controller-based Turbo Roaming)

• Turbo Roaming на основе клиента (Client-based Turbo Roaming)

Первый вариант подразумевает использование специальных точек доступа и дополнительного контроллера WAC-1001. Контроллер сам сканирует уровни сигнала станций и принимает решение о переключении, а также отвечает за аутентификацию клиента при переключении к другой точке доступа, тем самым минимизируя время роуминга. Данная технология применяется в скоростных системах, например, в подвижных железнодорожных составах. Заявленное производителем время переключения менее 50 мс позволяет непрерывно передавать критичные данные в режиме реального времени.

Функция Client-based Turbo Roaming предназначена для клиента, который перемещается между несколькими стационарными точками доступа на относительно небольшой скорости. Примером такой системы является производственная площадка, на которой объекты (например, тележки) с установленными на них Wi-Fi клиентами движутся вдоль распределенных по территории точек доступа, переключаясь между ними.

Также классическим примером использования технологии Client-based Turbo Roaming является ее применение в нефтегазовой отрасли, где на месторождениях работает горнодобывающая техника, перемещающаяся по всей площадке и передающая данные в единый центр управления.

Скорость тележки на производстве или горнодобывающей техники несравнима со скоростью подвижного состава, следовательно, использование дополнительного контроллера избыточно и неуместно. Переключение клиента между точками доступа при использовании функция Client-based Turbo Roaming занимает порядка 150 мс.

Работает Client-based Turbo Roaming следующим образом:

• 1. Клиент фиксирует ослабление уровня сигнала первой точки доступа

• 2. Клиент анализирует радиоэфир для поиска другой точки доступа с более сильным сигналом

• 3. Клиент отключается от первой точки доступа

• 4. Аутентификация клиента

• 5. Подключение ко второй точке доступа

Без использования данной технологии клиент сначала будет отключаться от точки доступа (шаг 3), сигнал которой стал плохим, и только после этого искать другую точку доступа с приемлемым уровнем сигнала (шаг 2). Это может занимать порядка нескольких секунд, что является недопустимым в промышленных сетях.

Стоит отметить, что время переключения клиента зависит от типа используемого шифрования и количества каналов:

• Open/WEP (1 канал) – менее 100 мс

• WPA2 (1 канал) – менее 150 мс

• WPA2 (3 канала) – менее 350 мс

Обращаем внимание, что некоторые факторы, такие как радиочастотные помехи, скорость перемещения клиентских устройств, загруженность сети и др. могут повлиять на время переключения. В связи с этим настоятельно рекомендуем провести радиообследование объекта, прежде чем разворачивать Wi-Fi сеть на нем.

Особенности технологий Turbo Roaming от Moxa:

* время сканирования всех каналов составляет 150мс*N, где N – количество каналов, при этом сканирование использует 1/3 пропускной способности канала

Таким образом, функция Turbo Roaming от компании MOXA обеспечивает время переключения клиентского устройства между точками доступа менее чем за 150 мс при сохранении пропускной способности канала и гарантирует бесперебойную работу движущихся объектов.

Пример настройки функции Client-based Turbo Roaming

Рассмотрим упрощенную топологию Wi-Fi сети:

• В качестве стационарных точек доступа: AWK-3131A

• В качестве движущегося клиента: AWK-3131A