WLAN仓库场景部署指导
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在科技飞速发展的时代,仓储管理正逐步迈向智能化、自动化和数字化。WLAN(无线局域网)技术的应用为仓库管理带来了前所未有的变革机遇。智能仓库系统以其高效、灵活和准确的特点,成为仓储行业的重要突破口,加速了传统仓储向智能化的转型。
新华三技术有限公司的WLAN产品凭借出色的覆盖能力和灵活的网络架构,为复杂的仓库布局提供了可靠的无线解决方案。无论是设备的实时数据传输,还是移动设备和物联网传感器的无缝连接,其卓越的性能和兼容性显著提升了仓储管理的效率和准确性。
本文将深入探讨WLAN在仓储环境中的应用场景和需求,并结合实际案例,为读者提供全面的解决方案部署指导。我们将展示H3C如何利用其先进的WLAN技术,通过智能网络配置和灵活的架构管理,优化仓储管理流程,解决货物调度和空间调整中的挑战。
新华三不仅引领无线网络技术的发展潮流,还肩负着推动仓储行业数字化转型的使命。未来,H3C将持续为仓储管理创造更加可控、高效和创新的无线网络体验,助力全行业实现智能升级。
在现代信息化的推动下,物流与仓储领域正在经历巨大转型,呈现出前所未有的发展机遇。随着市场竞争的激烈和各行业对高效率的需求提高,企业在业务流程的智能化和数字化及便捷性方面提出了更高的要求。在此背景下,WLAN(无线局域网)的重要性在仓储管理和物流操作中愈发突显。然而,仓储环境的独特挑战使得WLAN的部署变得复杂而充满挑战。
仓库的设计和布局对物流效率和运营成本具有重要影响。通过对仓库类型的细分分析,企业可根据自身需求选择合适的仓储形式和自动化程度,同时针对不同仓库类型制定相应的WLAN网络部署方案,从而实现仓储管理效率的最大化。
根据货物存放方式和货架构造,不同类型的仓库有各自的特点和适用场景。
特点:
· 货物直接放置在地面上,没有使用专门的货架结构,通常占用较大面积。
· 适用于不规则形状或堆叠不稳定的商品,如大型机器设备、建筑材料等,这些商品可能难以在货架上稳定存放。
· 操作简单,但依赖较多的人工搬运,且空间利用率较低。
适用场景:
· 临时库存存放。
· 存储大件、不规则物品的仓库。
· 对存储空间的高度利用要求不高的场所。
· 横梁式货架是最常见的形式。
特点:
¡ 是最常见的货架类型,结构简单,能够承载各种重量和规格的货物。
¡ 通过托盘存放货物,提供便捷的存取方式,提高了管理效率。
¡ 高度可调节,能够根据货物的尺寸灵活改变货架高度。
适用场景:
¡ 各类制造业、零售仓库。
¡ 多品种、小批量的存储需求。
¡ 需要快速存取货物的仓储环境。
· 驶入式/驶出式货架也是比较常见的一种形式。
特点:
¡ 结构紧凑,适用于高密度存储,空间利用率高。
¡ 允许叉车进入货架通道存取货物,多用于存放大批量、同类商品。
¡ 通常遵循先进后出(LIFO)的原则。
适用场景:
¡ 食品饮料行业、冷藏存储。
¡ 需要缓冲存储的场合。
¡ 对出入库顺序要求不严格,且存取频率较低的物品。
特点:
· 整个仓库采用高架货架和自动化设备(如巷道堆垛机、输送带等)进行操作。
· 极大提高存储密度和操作效率,减少人工作业。
· 需要较高的初始投资,但可长期节省人力成本。
适用场景:
· 大型电商、物流中心。
· 对存储和出入库速度有高要求的行业。
· 需高效管理并减少操作错误的存储环境。
随着技术的发展,仓储的自动化程度逐年提升。根据自动化水平的不同,仓库可分为以下几种类型:
· 特点:基本上依赖人工操作,包括货物接收、存储、分拣和发货等所有处理步骤。人员使用手动设备,如手推车和普通叉车。
· 优点:投资成本较低,适用于中小企业以及自动化成本不经济的小型或不规则场馆。
· 缺点:对人工依赖大,效率较低,人为出错率较高,劳动强度大。
· 特点:结合部分自动化技术,采用机械设备和信息系统辅助操作,例如使用自动分拣机、传送带和简单的库存管理系统(WMS)。
· 优点:提高了操作效率,减少了人力需求,在效率和成本之间取得了一定平衡。
· 缺点:前期投资可能增加,自动化水平有限,仍需一定程度的人力介入。
· 特点:大范围应用自动化设备,如自动导引车(AGV)、自主移动机器人(AMR)、巷道堆垛机、自动分拣系统和自动化输送线等,配合高级库存管理系统,实现较高程度的自动化操作。
· 优点:显著提高货物存储和处理效率,降低出错率,减少人力成本。适用于大规模、高密度的库存管理。
· 缺点:需要较高的初始投资及技术维护,复杂的系统需要定期更新和专业人员运营。
在仓库环境中,终端设备种类繁多,其对WLAN网络的需求因设备功能和操作场景的不同而有所差异。通过了解不同终端设备的功能和网络需求,仓库可以有效配置WLAN网络,以满足多样化设备的连接需求,从而提升整体运营效率。
以下是仓库中常见的终端类型及其对WLAN网络的具体需求:
功能:用于条形码扫描和实时数据传输,支持入库、出库和盘点等日常操作。
WLAN需求:
· 广泛覆盖:需要稳定的无线信号,确保在仓库各个区域实现无缝连接。
· 移动性支持:在操作员移动过程中保持连接稳定,并能快速漫游切换接入点。
· 低延迟:快速响应以确保数据实时更新和准确性。
功能:用于库存管理、货物跟踪及其他管理任务。
WLAN需求:
· 高带宽:支持复杂的数据处理和应用程序运行。
· 可靠连接:尤其是在数据同步和实时通信时需保持高可靠性。
功能:用于自动化货物搬运和存取。
WLAN需求:
· 无缝漫游:确保在移动过程中能够无缝切换不同区域的连接。
· 低延迟和高稳定性:支持实时导航和控制指令的传输。
· 广覆盖:确保各个运行区域内的信号连续覆盖。
无线信号在仓库内的传播受到货物存放方式和信号遮挡的影响,这决定了无线覆盖的策略和AP(接入点)的部署方式。同时,仓库的自动化程度和业务需求也对WLAN网络和AP的能力提出了不同要求。
对于平面仓库和货架仓库,货物通常通过手推车、叉车或传送带搬运,使用手持终端和无线扫描枪进行入库、出库和盘点等业务,以确保货物的快速存取和数据的实时更新。因此,WLAN网络的重点在于实现各区域的全面无线信号覆盖,保障终端设备的稳定连接和满足其移动性需求。此外,由于货架高度和货物种类可能会对信号造成不同程度的遮挡,这需要在WLAN设计和AP部署时特别考虑。
相比之下,立体仓库的自动化程度较高,通常利用AGV(自动导引车)和AMR(自主移动机器人)进行货物搬运,实现高效的存取操作。根据货物或货架的布局,这些小车可以进行平面和立体(通过升降机)四向移动,或者在轨道上进行双向移动。因此,WLAN网络需确保在小车移动路径上的良好信号覆盖,并满足其移动性要求。此外,这类仓库通常设有专门的分拣区域,用于支持扫描枪等终端的分拣和扫描操作,从而进一步提升效率和准确性。
总结归纳如表1所示。
表1 仓库的WLAN需求和特点
仓库 |
WLAN业务特点 |
子场景 |
WLAN信号覆盖要求 |
平面仓库 货架仓库 |
· 主要使用PDA、扫码枪进行条码扫描 · 终端数量中等,带宽需求低,存在一定漫游需求 |
高货架区域 |
· 仓库层高较高,货架和货物对信号遮挡严重 · WLAN信号覆盖以通道为主覆盖区域 |
低货架区域 |
· 货架和货物对信号遮挡有限 · WLAN信号覆盖没有明显的主次之分 |
||
立体仓库 |
货物存放区域: · 小车在移动过程中依赖WLAN进行指令传输和接收 · 根据仓库规模,小车数量有所不同,带宽需求低,但要求漫游及时 分拣区域: · 主要使用PDA、扫码枪进行条码扫描 · 终端数量中等,带宽需求低,存在一定漫游需求 |
平面型 |
· 小车在地面四向自由移动,路线不固定 · 货物和货架一起移动,或者移动到位后小车抬升进行存放 · WLAN信号覆盖没有明显的主次之分 |
通道型 |
· 小车沿固定路径或者预设路径搬运货物 · 不管货物的堆叠形式如何,一般都会有固定的通道留给小车 · WLAN信号覆盖以通道为主覆盖区域 |
||
立体型 |
· 小车在立体仓库中进行移动,通过升降机(一般为有线)移动到对应的楼层,然后进行四向移动 · 货物存放在立体仓库中 · WLAN信号覆盖没有明显的主次之分 |
图1 高货架区
图2 低货架区
图3 平面型-立体(自动化)仓库
图4 通道型-立体(自动化)仓库
图5 立体型-立体(自动化)仓库
仓库中的WLAN网络部署可以分为以下两个主要阶段:
(1) 无线信号覆盖规划
根据仓库的货架特点和物理布局,精细规划无线信号的覆盖策略。无线信号的覆盖效果与现场勘测密切相关,此部分将在《部署指南》章节中详细介绍。
(2) 网络架构和设备选择
选择合适的网络架构和设备,并结合具体的网络特性和优化策略,以确保仓库业务流程的高效运作并提升WLAN网络的用户体验。后续章节将详细探讨通用部署方案以及新华三的“覆盖+车载”一体化解决方案。
最后,结合新华三的实践经验,提供具体的部署案例说明,以帮助理解和实施有效的WLAN网络解决方案。
目前中国暂未授权6GHz频段。
通用部署方案由三大核心部分组成:AD-Campus/WBC、AC以及Fit AP(覆盖AP),共同满足仓库内PDA、小车等终端的无线接入需求。其组网架构如图6所示。
· 网络覆盖AP是核心:AP是无线网络的基础,其可靠性和冗余设计是部署的首要考虑因素。
¡ AP故障补偿机制:通常情况下,AP是连续覆盖部署的。当某个AP发生故障时,周边AP可通过自动调整发射功率实现信号覆盖补偿。
¡ AP型号选择:终端数量较少,可以选择支持双频(2.4GHz + 5GHz)的AP。终端数量较多,推荐采用支持三频的高性能AP,以满足高密度终端场景的需求。
· AC统一管理覆盖AP:AC作为WLAN网络的管理和控制中心,其可靠性至关重要。
¡ 双AC备份设计:推荐部署双AC,通过双链路组网实现互为备份,避免单点故障对网络造成影响。
¡ AP License共享:配合双链路AP License共享功能,仅需在主AC安装AP License。当主AC发生故障时,备AC可自动接管并使用共享的License,确保网络的连续运行。
· AD-Campus(或WBC)进行管理和运维:智能化的管理平台是高效运维的重要保障,AD-Campus与WBC均可提供卓越的管理能力。
¡ AD-Campus(Advanced Data Campus):提供智能化运维管理,支持自动监控、故障诊断和优化配置。
¡ WBC(Wireless Business Campus):专为大规模无线网络设计,支持集中化管理、灵活策略配置以及高效的安全管理。
与其他Wi-Fi终端一样,仓库中常用的终端设备,如PDA和安装在小车上的工业终端,均呈现出快速发展的趋势。
· 在技术标准方面,这些终端从早期的Wi-Fi 4(802.11n)逐渐过渡到Wi-Fi 5(802.11ac)、Wi-Fi 6(802.11ax)和Wi-Fi 7(802.11be)。
· 在频段支持上,从最初仅支持2.4GHz,逐步扩展到同时支持2.4GHz、5GHz和6GHz。
· 此外,空间流的数量也从单流普遍升级到双流。
随着仓库环境中终端类型的多样化,WLAN网络必须具备良好的兼容性以支持各种终端设备。为此,新华三公司定期开展终端兼容性测试,并发布兼容性报告,详细信息请参考H3C WX5500X系列多业务无线控制器下《了解产品/终端兼容性报告》中的《H3C无线局域网Wi-Fi7产品终端兼容性测试报告》和《H3C无线局域网Wi-Fi6产品终端兼容性测试报告》。此外,公司还积极与市场上的主流小车制造商合作进行优化,以解决适配过程中出现的问题,并提供最佳实践方案,确保网络和终端的无缝协作。
在仓库等复杂环境中,Wi-Fi网络的部署需要特别关注无线信号的传播特性。仓库的结构、物品堆叠、动态变化及干扰源等因素都会对无线信号产生显著影响。因此,在选择合适的AP(接入点)设备时,需要综合考虑如下几个关键因素。
· 仓库环境中通常存在大量物理障碍,如货架和堆叠物品,这些会对无线信号造成阻挡和衰减。
· 金属货架和其他反射面可能导致信号的反射和散射,影响信号的稳定性和覆盖范围。
· 仓库内的设备,如叉车和传送带系统,可能产生电磁干扰,进一步影响Wi-Fi信号质量。
· 仓库中的物品和设备位置经常变化,这要求无线网络能够适应动态的信号路径。
· 天线类型:
¡ 全向天线适用于覆盖广泛的开放区域,提供均匀信号分布。
¡ 定向天线适合在特定方向需要增强信号覆盖的场景,如长走廊或特定区域。
· 外置天线支持:
支持外置天线的AP可以根据具体需求更换天线类型,优化信号覆盖和强度。
· 空间流数:
多空间流AP提供更高的吞吐量和更好的并发支持,适合设备密集、数据流量大的环境。
· 频段支持:
支持双频(2.4GHz和5GHz)的AP提供灵活的频段选择,5GHz通常带来更高速度和更少干扰。
· 环境适应性:
选择耐用性强的AP,能够适应仓库的温度、湿度和灰尘环境。
新华三针对仓库场景进行了深入调研和细分,推出了优化产品以契合各细分场景的特点,具体的场景部署样例和产品推荐可以参见《部署指南》章节。
合理的分配射频资源是WLAN网络进行良性运转的基础。新华三4i技术之一iRadio通过射频资源自动优化、负载均衡等功能实现智能调度射频资源,从而有效利用无线频谱资源,以提高网络性能和用户体验。
射频自动调优的关键在于优化信道选择和功率控制。首先,通过扫描周围环境,系统自动选择干扰最小的信道,从而提升网络性能。其次,动态调整发射功率,既保证了信号的覆盖范围,又减少了不必要的干扰。这种功率控制策略有助于在不同距离和环境下维持设备的稳定连接。此外,针对射频的频宽可以进行动态调整。然而,在仓库场景中,由于终端流量需求较低,通常建议将信道频宽固定在20MHz,以保留最多的可用信道数量。这种做法有助于避免使用雷达信道,从而进一步优化信道配置。
为了优化网络资源利用并防止单个接入点过载,系统通过在多个接入点之间智能分配用户连接来实现动态负载均衡。iRadio的负载均衡功能不仅关注接入点之间的用户负载分布和射频资源的利用,还综合考虑终端类型和信道利用率阈值等因素。这种全面的平衡策略有效地优化了整个网络的射频负载,从而为用户提供更优质的连接体验。
图7 负载均衡
在AP(接入点)连续组网中,当某个AP出现故障时,其他AP可以通过自动调整发射功率来进行补盲覆盖,从而保持网络的整体性能和覆盖范围。这种机制被称为“自动功率调整”或“自动补盲”。
无线控制器实时监测所有AP的状态,包括信号强度、覆盖范围和故障情况。当检测到某个AP故障或停止工作时,控制器通过信号缺失或连接中断来识别问题。随后,控制器确定受故障AP影响的区域以及邻近的AP,并评估这些AP的发射功率,以了解其当前的覆盖范围和负载情况。
根据评估结果,邻近的AP会自动增加其发射功率,以扩展覆盖范围并填补故障AP留下的盲区。如果由于补盲导致邻近AP负载过重,控制器还会执行适当的负载均衡,以确保网络的稳定性和用户体验。
WLAN协议并没有提供终端漫游的机制,而是由终端自身决定什么时间漫游,在实际应用中,不同终端的漫游机制存在着较大的差异。如何保证终端在移动过程中,快速漫游到最佳的射频上,避免漫游粘滞或频繁漫游的出现,对提升用户体验尤为关键。
iStation智能漫游功能,首先会对终端能力进行分类,给每个终端打上不同的能力标签,比如是否支持5G、是否支持802.11k、是否支持802.11v等,然后根据终端标签使用不同的方式进行导航。使得终端漫游更快、更平顺,客户体验更好。
· 对于支持802.11k/v的终端,AC会通知终端测量Wi-Fi使用质量、周边Wi-Fi信号等数据。AC结合终端测量数据和周边AP的运行情况,统一分析为终端找出最佳的AP,然后再给终端发出指令进行切换。
· 对于不支持802.11v的终端,AC会根据终端上行信号强度、流量等信息,选择性地降低AP的发射功率,为终端创造更多漫游条件,促使终端认为自己的信号过差而主动漫游。如果终端仍然不漫游,则触发终端重新关联机制。
图8 智能漫游示意图
在仓库等生产环境中,WLAN网络的可靠性对于保障生产过程的连续性和效率至关重要。AC(无线接入控制器)作为WLAN网络的管理中枢,其稳定性直接影响整个网络的运作。因此,为避免AC的单点故障,通常采用双AC部署和双链路技术。
在网络架构中部署两台AC,一台作为主AC,另一台作为备用AC。这种冗余配置确保即使一台AC发生故障,另一台AC能够立即接管其功能。主AC和备AC之间保持配置和信息的同步,包括AP设置、用户认证信息和策略管理等,以确保故障切换时不会影响网络服务的连续性。一旦主AC出现故障,备AC可以自动检测并迅速接管管理AP和客户端的职责,确保网络的无缝运作。
在双AC部署中,AP同时与两台AC建立主备链路。当主AC发生故障时,备AC或AP能够检测到该故障,AP会立即自动切换到备AC,确保无线服务不中断。通过热备技术,备份AC上预先存储了AP和STA的相关信息,因此切换后,客户端设备(STA)与AP都能保持连接的稳定性和业务的连续性。
通过双AC部署和双链路热备技术,生产环境中的WLAN网络能够实现高可靠性和高可用性。这种架构不仅避免了AC的单点故障,还通过热备和自动检测切换技术,确保无线网络在各种故障情况下持续稳定地运行,为仓库和生产环境提供可靠的网络支持。
AC单点故障会导致整个WLAN网络失效,因此有多种方式避免这种情况,相关技术都比较成熟,常见的有:云集群、双链路等。各种方式的对比如下:
表2 AC可靠性
比较项目 |
云集群 |
双链路(热备) |
双链路(冷备) |
N+1备份 |
工作原理 |
采用物理和容器双重虚拟架构,两台AC虚拟成一台,物理设备组建物理集群,Comware容器组建容器集群实现设备级和业务级备份 |
单个AP与主备AC分别建立CAPWAP链路,信息在主备AC间自动进行同步 |
单个AP与主备AC分别建立CAPWAP链路 |
单个AP只与一个AC建立CAPWAP链路,AC间不备份同步信息 |
可靠性 |
· 双重备份,可靠性高 · 检测到故障时,AP和终端等业务可无缝切换 |
· 可靠性高 · 检测到故障时,AP和终端等业务可无缝切换 |
主链路故障时AP能快速切换到备链路,终端有重新上线过程 |
AP感知到主AC故障后,自动连接备AC |
切换速度与业务影响 |
· 最快 · 检测到故障时,AP和终端等业务可无缝切换 |
· 快 · 检测到故障时,AP和终端等业务可无缝切换 |
· 中 · AP检测到AC不通时,切换到备链路,终端需要重新上线 |
· 慢 · AP检测到AC不通时,切换到备链路,AP和终端都需要重新上线 |
使用约束 |
· 不支持跨L3部署,AC必须直接连接 · 设备型号和版本必须一致 |
· 支持跨L3或异地部署 · 设备型号可以不一致,版本必须一致 |
· 支持跨L3或异地部署 · 推荐使用相同设备型号 |
支持跨L3或异地部署 |
适用场景 |
对可靠性要求高,对业务统一控制有一定要求的场景,如办公场景 |
对业务连续性、可靠性要求高的场景,如大型企业园区、生产车间 |
对可靠性要求适中且需异地部署主备AC的场景,如总部分支场所 |
对可靠性要求低、成本控制要求高,对业务中断容忍度高的场景 |
最佳实践:从仓库网络的可靠性和可维护角度出发,一般推荐使用双链路(热备)机制,可靠且易于进行故障隔离。
AP连续部署情况下,AP故障通常通过自动补盲方式弥补信号覆盖。
(1) 云集群基础配置举例
参考官网H3C WX3500X系列多业务无线控制器下《配置调测/最佳实践》中的《H3C WLAN云集群技术最佳实践》。
(2) 无线控制器双链路备份和AP license共享配置举例
参考官网H3C无线控制器双链路备份和AP License共享最佳实践。
(3) 无线控制器N+1备份和AP license共享典型配置
参考官网H3C无线控制器典型配置案例集中《可靠性》分册下的《N+1备份和AP license共享典型配置》。
在WLAN网络体系中,数据主要由控制报文与数据报文构成。其中,控制报文借助CAPWAP(无线接入点控制与配置协议)的控制隧道进行转发,以此实现对无线接入点(AP)的管理与配置等控制功能。
而对于用户的数据报文,依据其是否通过CAPWAP的数据隧道转发这一标准,存在两种不同的转发方式:集中转发方式和本地转发方式。
在这种模式下,所有业务数据通过AC进行集中处理和转发。这种方式便于统一管理和控制,具备较高的安全性。然而,由于数据需要绕行AC,可能导致转发效率较低,且增加AC的负担。
在这种模式下,业务数据在经过AP后直接向目的地转发,无需绕行AC,因此转发效率更高,减轻了AC的负担,同时节省了AC和AP之间的带宽。不过,这种方式在集中管理和控制方面有所欠缺。
最佳实践:在仓库环境中,由于业务对实时性要求较高,推荐使用本地转发方式以提高转发效率。
(1) 本地转发
# 编辑MAP文件。
#
system-view
vlan 200
quit
interface GigabitEthernet 1/0/1
port link-type trunk
port trunk permit vlan 200
#
# 创建无线服务模板并配置本地转发。
#
wlan service-template 1
ssid service
client forwarding-location ap
service-template enable
#
# 在AP组或AP对应视图下指定MAP文件并绑定无线服务模板(本节以AP组为例)。
#
wlan ap-group group1
ap-model WA6320
map-configuration flash:/map.txt
radio 2
radio enable
service-template 1 vlan 200
#
(2) 集中转发
# 创建无线服务模板。
#
wlan service-template 1
ssid service
service-template enable
#
# 在AP组或AP对应视图下绑定无线服务模板(本节以AP组为例)。
#
wlan ap-group group1
ap-model WA6320
radio 2
radio enable
service-template 1 vlan 200
#
SSID的规划通常可以参考以下几种方式:
根据仓库内不同的业务需求,设置不同的SSID。例如,为了确保小车的接入和漫游,可以设置一个SSID如"agv-ssid",并仅绑定5GHz频段。对于扫码枪等设备,可以单独设置一个SSID如"pda-ssid",并仅绑定2.4GHz频段。
如果仓库面积较大,可以根据区域设置SSID,例如"North_Warehouse"和"South_Warehouse"。这种划分方式便于管理和维护,并能根据不同区域的信号强度和用户密度进行针对性无线配置。
对于安全性要求较高的业务,设置独立的加密SSID。例如,传输敏感货物信息的设备可以使用"Secure_Warehouse"SSID,并采用高强度加密协议来保障数据安全。
总体而言,建议在一个区域内将SSID的数量控制在3个以内,以减少空口的管理负担。
WLAN网络常见的接入认证方式有802.1X、Portal、PSK等,几种方式的差异和各自适用场景如下表所示。
表3 接入认证方式
认证 |
优点 |
缺点 |
适用场景 |
802.1X |
安全性高 |
· 需部署认证服务器 · 客户端需支持802.1X协议(Windows自带终端支持;Apple,安卓手机均支持) |
适用于大型园区以及对认证和安全要求较高的企业网络 |
Portal |
· 部署灵活,对客户端无要求 · 可推送广告 |
安全性不高,用PSK+Portal可提高安全性 |
浏览器认证,页面可定制,适用于商业服务场景 |
MAC认证 |
对客户端无要求 |
· 安全性低 · 配置管理复杂 |
适用于扫码枪、打印机等,使用MAC地址作为用户名和密码自动进行认证 |
WPA2-PSK认证 |
· 部署简单 · 安全性有一定保障 |
不支持对用户单独认证 |
适用于园区内网,如仓库、生产车间等 |
WPA3-SAE认证 |
· 安全性高 · 部署方便 |
终端支持不多 |
适用于园区内网,如仓库、生产车间等;Open-enhance模式适用于物联网等哑终端 |
最佳实践:综合考虑各种认证方式特点以及仓库常见终端的情况,仓库场景下推荐WPA2-PSK认证方式。
参考官网H3C无线控制器典型配置案例集中《WLAN接入》分册下的《PSK加密典型配置》。
参考官网H3C无线控制器典型配置案例集中《WLAN接入》分册下的《PSK加密(WPA3个人级)典型配置》。
参考官网H3C无线控制器典型配置案例集中《无线认证》分册下的《远程MAC认证典型配置》。
(4) Portal认证配置
参考官网H3C无线控制器典型配置案例集中《无线认证》分册下的《远程Portal认证典型配置》。
(5) 802.1X认证配置
参考官网H3C无线控制器典型配置案例集中《无线认证》分册下的《802.1X远程认证典型配置》。
射频是WLAN网络的基础,信道、功率等部署和调整是否合适,有关参数是否能很好地兼容和匹配不同品牌、不同类型和款型的终端,这些都直接关系到网络的使用体验。因此,需要对射频资源和用户接入进行良好的协调管理。
在仓库环境中,考虑到信道的可用数量以及总体业务带宽需求不高,一般信道频宽固定在20MHz,2.4GHz和5GHz信道采用手工规划的设计。通过iRadio来完成功率和负载均衡的动态调整,保证各点位的覆盖和整网性能。当然,如果从提升信噪比角度出发,则可以考虑采用定向天线进行覆盖、功率尽量推高、配置低协议标准以降低协商速率等措施。
通过合理地对终端进行分类,针对较新的终端可以开启802.11v引导等措施;而对于老旧类型的终端,针对性地进行引导,解决粘滞、漫游不佳等现象。
(1) 二层隔离
网络中的广播和组播报文会在二层广播域中进行传播,会产生较大冲击。对于WLAN网络更是如此,广播、组播报文会以最低速率在无线侧进行发送,会极大地占用宝贵的空口资源。因此,如果无线终端间没有二层直接互访的需求,推荐开启二层隔离功能。
(2) 广播和组播报文控制
广播和组播报文在空口都是使用最低速率发送,导致占用了大量的射频资源,因此需要对AP Radio接口发送的广播和组播报文进行控制或限制。
(3) 弱信号拒绝
信号强度较弱的无线客户端虽然能够接入网络,但其所能获取到的网络性能和服务质量相比信号强的无线客户端要差很多。开启此功能可以拒绝信号低于指定强度门限值的客户端接入,避免低信号客户端占用较多的信道资源。
(4) AP间信道重用
同一信道的网络设备增多,会导致整体性能下降,此问题主要通过WLAN前期部署时的信道规划和功率控制来规避。但对于已有的WLAN网络环境,可通过配置AP间信道重用提升功能来优化。该功能可调整AP设备感知到的环境噪声,确保AP能够有更多机会获得射频资源。在多AP密集部署的环境中,可以提高同信道AP的整体性能。
(5) 缩短客户端休眠时间
开启该功能后,AP通过修改Beacon帧中的TIM,缩短了客户端的休眠时间,从而可提高传输效率。
(1) 协同漫游:考虑到终端的多样性,建议在配置之前咨询网络工程师的意见
[AC-wlan-st-1] bss transition-management enable // 开启BSS切换管理功能
[AC-wlan-ap-group-group1-ap-model-WA6320-radio-2] sacp anti-sticky enable rssi 25 // 设置漫游门限
(2) 二层隔离:推荐进行配置
[AC] user-isolation vlan vlan-list permit-mac mac-list
(3) 广播和组播报文控制:推荐进行配置
[AC-wlan-ap-ap1] rrop anti-bmc network ipv4-and-ipv6-simple enable // 广播/组播报文控制,默认开启
[AC-wlan-ap-ap1] rrop anti-bmc broadcast/multicast rate-limit enable // 开启下行广播/组播报文限速
[AC-wlan-ap-ap1] rrop anti-bmc broadcast/multicast rate-limit pps 100 // 设置限速
(4) 弱信号拒绝:推荐按缺省值进行配置
在AP或AP组的radio视图下通过命令:option client reject{disable | enable [ rssi rssi-value ]}配置。
(5) AP间信道重用:针对具体现场环境的无线空口情况,建议在网络工程师的指导下进行配置操作
[AC-wlan-ap-ap1-radio-1] option channel-reuse-optimization enable level 6
(6) 客户端保活机制:推荐进行配置
AP或AP组的radio视图下通过命令:option keep-active enable开启。
在WLAN网络体系中,AC(无线接入控制器)与AP(无线接入点)之间借助有线网络实现控制及业务数据的传输。由此可见,有线网络的各项参数设定与配置情况,对整体WLAN网络的使用体验起着直接且关键的影响。
在实际应用场景中,对于如小车等设备所产生的控制报文,需深入剖析其报文特征,诸如协议类型、协议端口号等关键信息。基于这些特征,有针对性地提升此类报文的转发优先级。这一举措的核心目的在于,当网络在空口等环节遭遇拥塞状况时,能够确保该类型报文依旧可以正常转发,从而保障相关业务的稳定运行。
当终端从一个AP快速漫游至另一个AP时,整个网络的切换过程不仅仅涉及WLAN网络自身的漫游切换处理机制。实际上,网络中的中间设备(例如交换机)也会参与其中。具体表现为,MAC地址需要从交换机的一个端口迁移至另一个端口。为了保障网络的快速、稳定切换,交换机等设备必须具备支持地址快速迁移的功能,以此来确保终端在漫游过程中网络连接的顺畅性与稳定性。
在网络运行过程中,AP具备一项特殊功能,即对无线客户端发送给网关的ARP请求报文进行响应代答。当网关面临任务繁重或者网络状况不佳的情况时,AP的这一功能便凸显出重要价值。通过代答ARP请求报文,AP能够有效降低网关的业务压力,从而维持整个网络的高效运行,提升网络的整体性能和稳定性。
(1) 端口隔离:推荐开启该配置,无线终端的互访都通过三层进行
¡ 配置说明:
本地转发架构下,AC旁挂在核心侧,业务地址段网关在核心上,要求核心到接入交换机的所有下行口均配置端口隔离。端口隔离可以有效避免广播泛洪,提升无线网络整体的稳定性和易用性,开局强烈建议配置。
¡ 关键配置举例
# 将switch的下行端口g1/0/1、g1/0/2和g1/0/3加入隔离组
<switch> system-view
[switch] interface GigabitEthernet1/0/1
[switch-GigabitEthernet1/0/1] port-isolate enable
[switch-GigabitEthernet1/0/1] quit
[switch] interface GigabitEthernet1/0/2
[switch-GigabitEthernet1/0/2] port-isolate enable
[switch-GigabitEthernet1/0/2] quit
[switch] interface GigabitEthernet1/0/3
[switch-GigabitEthernet1/0/3] port-isolate enable
[switch-GigabitEthernet1/0/3] quit
(2) 本地转发场景下开启MAC地址快速更新功能:推荐开启该配置
图9 终端快速移动示意图
无线本地转发终端在相同SSID下按照运动方向移动,假设按照AP安装位置遍历每个交换机端口;当终端快速在AP9→AP10发生切换时,涉及交换机CHIP0切换到CHIP1。
¡ 当交换机为二层交换机
由于跨芯片学习MAC地址表存在同步机制,默认情况会造成终端MAC地址表无法快速被交换机的正确端口学习到,因此在IRF场景下需要开启mac-address mac-roaming enable来加速全局MAC地址同步功能。
¡ 当交换机为三层交换机
由于交换机ARP同步机制,会造成跨芯片的ARP生效需要60秒,如果终端没有立即对外进行免费ARP更新,对终端而言会造成约1分钟的业务中断。开启mac-address mac-move fast-update命令后,MAC地址迁移之后ARP表项将快速更新。
表4 Wi-Fi 6 AP型号推荐
AP型号 |
WA6520 |
WA6620X |
WA6630X |
WA6528X-E |
WA6628X |
图片 |
|||||
尺寸mm(长x宽x高) |
180×180×32 |
250×250×79.5 |
260×260×394 |
280×280×85 |
280×280×85 |
MIMO |
5GHz:2*2 2.4GHz:2*2 |
5GHz:2*2 2.4GHz/5GHz:2*2 |
5.1GHz:4*4 5.8GHz:4*4 2.4GHz:2*2 |
5GHz:4*4 2.4/5GHz:4*4 |
5GHz(5.1+5.8):8*8(4*4+4*4) 2.4GHz:4*4 |
天线 |
内置全向天线 |
内置定向天线/外置天线 |
内置全向天线 |
外置天线 |
外置天线 |
功耗 |
≤13W |
≤16W(不包含PoE_out) |
≤48.6W(含PoE_out) |
≤34W |
≤37W(不包含PoE_out) |
安装方式 |
吊杆、吸顶 |
壁挂、抱杆 |
壁挂、抱杆 |
壁挂、抱杆 |
壁挂、抱杆 |
推荐场景 |
平面型仓库 立体仓库 |
平面型仓库高货架区域 立体仓库 |
大通道区域 |
立体仓库(信号遮挡严重) |
立体仓库(信号遮挡严重) |
表5 Wi-Fi 7 AP型号推荐
AP型号 |
WA7220 |
WA7320XE |
WA7330X |
图片 |
|||
尺寸mm(长x宽x高) |
220×220×40 |
260×260×84 |
260×260×79 |
MIMO |
5GHz:2*2 2.4GHz:2*2 |
5GHz/6GHz:2*2 2.4GHz/5GHz: 2*2 |
5GHz/6GHz:2*2 5GHz:2*2 2.4GHz/5GHz:2*2 |
天线 |
内置全向天线 |
外置天线 |
内置全向天线 |
功耗 |
≤15.4W(不包括USB) |
≤21.1W(不包含PoE_OUT/USB) |
≤25.5W(不包含PoE_OUT/USB) |
安装方式 |
吊杆、吸顶 |
壁挂、抱杆 |
壁挂、抱杆 |
推荐场景 |
平面型仓库 立体仓库 |
平面型仓库高货架区域 立体仓库 |
大通道区域 |
表6 天线型号
型号 |
ANT-2513P-M2 |
ANT-2510P-M4 |
图片 |
||
尺寸(长x宽x高,mm) |
260×190×30 |
340×200×45 |
天线类型 |
定向 |
定向 |
支持射频 |
2.4G&5G |
2.4G&5G |
水平面波瓣宽度(度) |
30/30 |
40/40 |
垂直面波瓣宽度(度) |
30/30 |
40/40 |
接口形式 |
N Femalex2 |
4*N 型公头 |
安装方式 |
抱杆 |
抱杆 |
推荐场景 |
配合WA6620X、WA6528X-E、WA6628X使用 |
配合WA6620X、WA6528X-E、WA6628X使用 |
下图为网络-车载AP一体化解决方案的组网示意图,通过将网络覆盖AP与车载AP系统化整合,实现车辆行驶过程中稳定、无缝的网络连接。
图10 网络-车载AP组网图
该方案主要由AD-Campus(WBC)、AC、覆盖AP和车载AP(CPE)等设备组成,其中:
· 网络覆盖AP采用先进的三频设备,支持双5G或5G+2.4G配置,可以适应不同车载AP的接入需要。根据具体应用场景的需求,2.4G频段可被专门配置为PDA等扫描设备的专用频段,确保这些设备在接入网络时的稳定性和高效性。
· 车载AP通过双5G或5G+2.4G与网络覆盖AP建立多发选收链路,该设计保证了数据的高可靠传输和低延迟。多发选收机制能够在通信过程中同时利用两个不同的信号路径,使得即使其中一条路径受到干扰或者中断,另一条仍可保证连接的连续性。
· AC统一管理接入的覆盖AP和车载AP。可以采用双链路组网互为备份,提升无线网络的可靠性。为保障跨AP的多发选收,AC需要配置为集中转发模式。这意味着所有的数据流量都会通过集中控制器进行管理和转发。集中转发模式能够统一控制和优化数据的流向,简化中间网络的配置,并增强网络的安全性。同时,在车辆经过不同AP的覆盖范围时,AC可以进行引导实现快速切换,确保网络服务的连续性。
· 整个网络是由AD-Campus(或WBC)进行管理和运维。AD-Campus(Advanced Data Campus)为网络提供了智能化的运维管理平台,支持自动化监控、故障诊断及优化配置。WBC(Wireless Business Campus)同样是一个强大的管理平台,适用于大规模无线网络的集中管理,支持灵活的策略配置和安全管理。
区别于传统方案,覆盖+车载一体化解决方案的核心在于使用专用车载AP替代普通网卡,解决了普通网卡能力不一致、漫游兼容性差等问题。该方案为AGV(自动导引运输车)和AMR(自主移动机器人)提供了集成且高效的无线网络环境,以及专为车载应用设计的接入点(AP)设备:
· 稳定的无线覆盖与车载AP的集成设计
¡ 稳定无线覆盖网络:该方案通过三频AP提供稳定的无线网络覆盖,确保仓储环境内持续的信号连接,支持AGV和AMR的无缝运作。
¡ 专用车载AP:为小车设计专用车载AP,具有高集成度,专门优化用于移动场景。天线设计灵活,发射功率高,支持广泛的信号覆盖。车载AP易于安装,具备优异的防震性能,适应移动设备的特殊需求。同时,车载AP可看作是网络的自然延伸,可被无线控制器(AC)有效管理,简化网络运营和设备维护,提高运维效率。
· 多发选收技术保障可靠性
¡ 多发选收,确保可靠连接和无缝漫游:通过双射频创建冗余链路,确保业务连接的可靠性,支持设备在漫游过程中实现近乎零丢包的无缝漫游,提高网络使用体验。
¡ 业务连接可靠性:双射频架构有效降低单链路问题导致的连接中断,增强网络连接的稳定性。
· 智能无线产品与运维支持
¡ 设备自动上线:通过自动上线功能简化初期安装和配置流程,减少部署时间和复杂度。
¡ 无线智能运维:内置智能运维功能,实现网络管理自动化,打造极简网络环境,从而减少手动维护的投入,提升整体运维效率。
· 网端一体,兼容性更好
¡ 网络和车载AP一体化:该一体化方案集成无线覆盖及车载AP,简化了部署流程,兼容性更好。
¡ 降低维护成本:通过集成智能网络运维及设备自动管理,降低了长期维护成本。
基于一体化设计理念,方案对车载AP等设备进行了特性增强开发,重点包括多发选收技术和车载AP的自动孵化上线功能。以下将分别对这些特性进行详细介绍。
多发选收是使CPE的无线传输可靠性达到类似有线传输的技术。多发选收基于WLAN Mesh功能,使每台CPE同时与两台接入AP建立Mesh链路,两条Mesh链路发送相同的数据报文,以提升可靠性并降低丢包率。CPE会依据扫描到接入AP的信号强度和负载,择优选择两台接入AP建立Mesh链路。
为了应对双份的数据报文,多发选收使用了报文去重的机制,即无线网络采用集中转发组网,CPE的数据报文将统一发送至AC处理,当AC收到两条链路的重复数据报文时,将丢弃后收到的报文,以减小AC处理报文的压力。同理,AC也会向CPE发送双份报文,CPE收到重复报文时同样会丢弃后收到的报文,以减小CPE处理报文的压力。
图11 多发选收示意图
多发选收的漫游结合了新华三自主研发的MLSP(Mobile Link Switch Protocol,移动链路切换协议)技术,MLSP适用于车辆移动场景。通过多条Mesh链路,该技术能够在车载AP和轨旁AP之间实现链路的建立、维护和平滑切换,确保流量的稳定传输。
在车辆移动过程中,CPE会根据接入AP的信号强弱,自主切换Mesh链路。同时,多发选收机制动态选择两条最优链路进行报文冗余发送,从而确保无线数据传输的可靠性。
多发选收的漫游过程可以概括为:通过(至少)两条链路的信号强度变化,实现无缝漫游切换,确保业务的连续性和不中断。
通过接入AP告知和CPE定期扫描机制,CPE自动获取周边信道的白名单。当进行Mesh链路漫游切换时,CPE基于白名单进行快速扫描,确定目标AP,实现快速的漫游切换。
图12 多发选收漫游示意图
漫游切换过程:
(1) 低于漫游阈值触发切换
当信号低于设定的漫游阈值时触发切换。根据不同频段设置不同的漫游切换阈值,高阈值的链路会优先进行漫游切换。
(2) 5.8G链路漫游
当5.8G链路开始漫游切换时,限制5.2G链路的漫游切换,使其正常收发数据。
(3) 5.2G链路漫游
5.8G链路完成漫游切换后,解除对5.2G链路的限制,允许其开始漫游切换。同时,限制5.8G链路的漫游,使其保持正常收发。
(4) 所有链路完成切换
当5.2G和5.8G链路均成功完成漫游切换时,解除所有链路的限制,进入多发选收阶段以确保数据传输的稳定性。
实验室对比测试表明,在漫游场景下,多发选收技术相比普通终端具有更优异的性能表现。
指标 |
2.4G漫游 |
5G漫游 |
多发选收2.4G+5G |
多发选收5.2G+5.8G |
丢包率(%) |
1.5 |
0.98 |
0 |
0 |
漫游时延(ms) |
30 |
19 |
5 |
4 |
自动孵化旨在简化CPE(客户终端设备)的网络接入流程。通过这一技术,CPE在通电后可以自动接入预先配置的无线网络,大大节省了逐台配置CPE的工作量。
首先,网络管理员需要在接入控制器(AC)上完成详细的配置设置,包括网络参数、CPE的注册信息以及Mesh网络的相关配置。这种预先配置确保了CPE能够在上电后顺利连入网络。
一旦CPE接通电源,它将自动与AC通信并获取必要的配置参数。这些参数指导CPE选择最优的接入点(AP)并重新建立Mesh连接。利用自动孵化技术,CPE无需人工干预即可快速上线到AC。这种自动接入不仅提升了网络管理的效率,还显著简化了网络部署过程,提高了网络的可管理性和扩展性,特别是在需要快速扩展的网络环境中,展现出了卓越的优势。
在将CPE设备安装到AGV或AMR小车上时,需要考虑多个因素以确保安装的有效性和设备的正常运行。
· 空间预留
¡ 为了顺利安装CPE设备,小车需要预留足够的空间。CPE设备的尺寸通常在180mm×128mm×38mm(可以实际测量尺寸)以上,因此,在设计和制造小车时,应在其结构上留出足够的空间来容纳CPE设备。同时,设备安装位置还需要满足通风良好、信号无遮挡的要求,并方便后续的检修和维护。
¡ 较为常见的固定方法包括使用螺栓、支架或专用的设备安装座。固定时,需要考虑CPE设备的重量和振动冲击,以防止设备在小车频繁移动过程中发生移位或损坏。因此,设置防振安装组件是必要的,这样可以延长设备的使用寿命并保持其性能稳定。
· 供电需求
CPE设备通常需要稳定的电源供电。对于安装在AGV或AMR上的CPE,典型的供电方式是使用小车自带的直流电池供电。根据CPE设备的耗电特点,选择合适的电压和电流输出,确保供电稳定。
· CPE天线
¡ 根据使用需求,选择合适的天线类型。全向天线适用于信号需要全面覆盖的环境,而定向天线则适用于指定方向的信号传输,以提高信号强度和质量。
¡ 天线应安装在小车的顶部或其他信号受阻较小的位置,以减少遮挡和干扰。同时,天线安装需牢固,并注意防水、防尘等外部环境因素的影响。可采用吸盘、固定夹等方式进行安装,并配备防震措施以应对小车的频繁运动。
新华三覆盖+车载AP一体化方案在设备选型中根据车载AP型号,搭配合适的覆盖AP,确保所选无线设备在实际应用场景中提供最佳性能和可靠性,以满足用户的各种需求。
车载AP安装在AGV或AMR小车上,需确保AP的尺寸与小车结构相匹配。此外,必须详细规划车载AP的供电需求及天线安装位置,以确保在小车移动过程中不影响无线信号的稳定性和覆盖范围。
一体化方案与普通方案在部署上的主要区别有两点:首先,一体化方案将CPE直接安装在小车上,以确保与小车的完美适配。其次,在转发模式、射频规划和SSID配置上,由于采用多发选收技术,两者存在差异。其他部署细节则可参考通用方案。
基于多发选收机制,AC需要对收到的多发报文进行去重处理,因此必须将Mesh数据报文的转发方式配置为集中转发。
CPE支持双5G时,推荐接入AP选择三频设备(2.4GHz、5.2GHz、5.8GHz)。规划建议如下:
· 对于扫码枪等设备,应单独设置一个SSID,例如pda-ssid,并使用2.4GHz频段进行统一部署。手动选择1、6、11三个不重叠信道,设置频宽为20MHz。
· 小车业务应使用5.2GHz和5.8GHz双频部署,并启用多发选收机制以提高可靠性。根据实际的空间和带宽需求,灵活选择20MHz或40MHz的频宽。通常情况下,由于仓库空间较大且整体带宽需求不高,建议使用20MHz频宽部署,以增加可用信道数量并减少信道重用。为避免信道干扰,相邻AP应手动配置为使用不重叠的信道。
· CPE应工作在双5G模式,并开启多发选收功能以增强性能稳定性。
图13 三频AP WLAN业务规划示意图
当CPE只支持2.4G+5G时,推荐接入AP选择双频设备(2.4G+5G)。规划建议如下:
· 对于扫码枪等终端,建议单独设置一个SSID,例如pda-ssid。如果这些终端支持5G,那么应采用5G频段进行统一部署,频宽为20MHz;如果仅支持2.4G,则应在2.4G频段进行部署,选择1、6、11这三个不重叠的信道,频宽设置为20MHz。
· 小车业务应通过2.4G和5G双频进行部署,频宽设为20MHz,并启用多发选收机制以提高可靠性。相邻AP应手动配置为使用不重叠的信道,以减少干扰。
· CPE应配置为2.4G和5G模式,并开启多发选收功能以增强系统的稳定性。
图14 双频AP WLAN业务规划示意图
接入AP每射频接入不超过32台CPE。
表7 产品基本属性
产品型号 描述 |
WA7620CE |
WA7220CE |
产品定位 |
工业级 2.4GHz+5GHz频段模式:5GHz 2×2 MIMO + 2.4GHz 2×2 MIMO 双5GHz频段模式:5.1GHz 2×2 MIMO +5.8GHz 2×2 MIMO |
工业级 5GHz 2×2 MIMO + 2.4GHz 2×2 MIMO |
整机最大接入速率 |
5.764Gbps |
3.57Gbps |
接口 |
1个100/1000M/2.5G电口,3个10/100/1000M电口 1个RS-485/232接口 1个USB接口 |
1个10G SFP+光口,4个10/100/1000M电口 1个RS-485/232接口 |
天线 |
外置天线 |
外置天线 |
尺寸(不包含天线接口和附件,长×宽×高) |
179.5mm×128mm×44mm |
180mm×128mm×38mm |
WLAN的部署是一个系统化工程,通常包括以下几个步骤:需求收集、现场工勘、设备选型、部署实施、部署样例和验收测试。以下章节将逐一详细说明这些步骤。
在WLAN部署过程中,需求收集是一个关键步骤,主要涵盖覆盖要求和性能要求两大方面。明确这些需求有助于指导网络的设计和实施,确保项目能满足特定的技术和业务目标。
· 现场环境评估与障碍物标识
利用CAD、平面图等工具,详细获取覆盖区域的环境信息,特别关注室内墙体的材料和厚度,以便规划信号传播路径和考虑可能的信号衰减因素。
· 信号覆盖范围和界限确认
评估覆盖区域的信号需求,尤其是小车的固定移动通道,以确定重点覆盖区域的位置。如果没有明确的移动通道,需定义小车的整体活动范围。根据区域的信号要求,设定不同的信号强度界限,如:重点覆盖区域保持在-40dBm至-65dBm之间,以确保高数据传输速率和稳定连接;非重点区域则维持在高于-75dBm的水平,以保证基本的连接稳定性。
· 接入设备类型和数量评估
评估接入设备的类型和数量是规划中的关键因素之一。需要统计并分析各覆盖区域内需无线连接的设备总数,尤其是PDA扫描终端、AGV及AMR小车的数量及其分布情况。这将直接影响无线接入点的数量和信号覆盖密度,从而确保在高峰使用时满足负载需求。
· 障碍物及干扰源识别
仓库物品种类及存放方式会对信号产生不同程度的遮挡,因此需结合物品特征和存放形式来明确信号阻挡情况。同时,识别常见的干扰源,如微波炉、蓝牙设备及运营商部署的Wi-Fi信号,以减小对无线网络性能的影响。
自动化仓库的业务流程大体包括:定位到目标货架,小车高效且精准地完成货物的入库或出库操作,并将货物运输至拣选区。在该区域,工作人员使用扫码枪、仓库PC和平板电脑进行精确的货物拣选和订单处理。
基于自动化仓库的业务特点,部署方案必须侧重于确保小车接入网络的稳定性和连续性,避免因小车停顿等问题而降低货物取放效率。在设计方案时,需要特别考虑并发小车数量和具体业务需求。
· 并发设备数量评估
分析高峰时段接入Wi-Fi网络的并发终端数量,包括小车、PDA等,以确保网络的承载能力符合需求。
· 业务需求分析
自动化仓库的核心业务包括AGV/AMR小车、扫码枪和网页浏览等,对此有具体的业务和性能要求,如表8所示。
常见业务 |
优秀(Mbps) |
良好(Mbps) |
漫游丢包(个) |
信号强度(dBm) |
AGV/AMR小车 |
0.5 |
0.25 |
≤2 |
-65 |
扫码枪 |
0.5 |
0.25 |
≤2 |
-65 |
网页浏览 |
2 |
1 |
≤3 |
-65 |
表9 终端类型
终端类型 |
特点 |
工人办公PC |
一般是笔记本电脑或者固定位置的PC,对带宽要求较高,有线电脑办公一般为4Mbps |
扫码枪 |
终端款型一般较老,大多只支持2.4G射频,对带宽要求低,对信号要求高,一般需要高于-65dBm,一般都是小区域固定位置使用,流量都是KB级 |
AGV小车 |
特殊区域(如停车区、充电区)高并发、高接入 大多数场景单射频终端接入数量在40以内 对时延较为敏感,流量较低,漫游频繁 AGV小车要求漫游切换时不丢包或者最多丢2个包 漫游平均时延低于100ms 小车数据报文一般在1Mbps以内 |
在AGV/AMR小车进行网络切换时,必须确保接入点(AP)之间的切换过程中无数据包丢失,或至多只丢失两个数据包,以保障业务流程的顺利进行。此外,需要确定漫游过程中允许的平均延迟标准,对于具备实时性要求的应用场景,漫游切换的平均延迟应低于50毫秒,以避免对业务连续性产生负面影响。
征询用户方案意向,包括组网架构和认证需求等方面。
· 组网架构
根据接入控制器(AC)在网络中的部署位置,组网架构可以分为AC旁挂式和AC直连式。考虑AC管理的区域范围和所需的吞吐量,AC可部署在汇聚层或核心层。为提升可靠性,建议将AC部署在核心层,并采用双链路备份机制以增强网络的冗余性和稳定性。
· 认证需求
在仓库业务中,AGV/AMR小车与扫码设备建议采用预共享密钥(PSK)认证方式,以确保高效的身份验证。对于PC终端,认证方式可根据具体需求选择PSK或802.1X认证,以平衡安全性与便捷性。
在自动化仓库环境中,现场工勘是确保无线网络成功部署的关键步骤之一。这项工作包括对多方面的详细分析和确认,以最大化提升网络覆盖和性能。
· 确认货架形式、货架高低以及货物对信号的遮挡情况,记录室内常见的墙体材质,估算或者现场测试实际信号衰减。
· 确认小车的行走路径和方式,小车Wi-Fi终端的能力、天线位置。
· 评估并发需求,确认最高并发需求的地点。
· 记录现场机房位置,确认现场有线网的组网情况、出口资源等。
· 确认安装现场可以提供的设备供电和走线方式。
表10 常见障碍物的信号衰减值
障碍物类型 |
厚度 (cm) |
2.4GHz信号衰减 (dB) |
5GHz信号衰减 (dB) |
6GHz信号衰减 (dB) |
木墙 |
4 |
3 |
5 |
6GHz频段信号衰减比5GHz频段更为严重,但差异小于2.4GHz频段和5GHz频段的差异。实际环境中,信号衰减值与自由空间传输损耗、绕射能力有关,建议现场测试信号的衰减情况。 |
12水泥墙 |
12 |
10 |
15 |
|
18水泥墙 |
18 |
13 |
20 |
|
24水泥墙 |
24 |
16 |
25 |
|
玻璃窗 |
5 |
4 |
7 |
|
木门 |
4 |
3 |
5 |
|
金属门 |
3 |
6 |
10 |
|
石膏板 |
3 |
4 |
7 |
|
电梯间 |
- |
25 |
35 |
|
金属墙 |
2 |
100 |
100 |
本数据仅供参考,在实际网络规划与建设时,建议现场测试信号的衰减情况。
· 安装位置:记录AP可安装位置。
· 安装方式:请根据实际场所选择合适的安装位置和安装高度,常见的安装方式包括:壁挂、吸顶和龙骨安装。若设备贴有“重量警示标签”,需要重点考虑承载结构的强度,建议优先选择壁挂安装方式或龙骨安装方式。
· 相关工程附件如安装套件、电源线、网线等需要相应匹配到位。
· 根据组网方案和现场工勘情况,详细列出所需网络设备清单及辅料清单。
选择天线需要尽量考虑信号均匀分布的问题,对于重点区域、信号重叠覆盖区域,可以通过调整天线方位角和下倾角来避免同信道主波瓣交汇形成干扰。
使用专业无线工具进行信号覆盖、干扰、衰减和无线空口信道状态的全面测试是必不可少的:
· 通过Cloudnet APP测试信号覆盖、衰减以及无线空口信道状态等情况。
· 在云简网络上通过“云工勘”模拟无线体验效果。
· 汇总所有工勘数据和测试结果,编制详细的现场工勘报告。该报告将为后续的网络设计和调整提供重要的基础数据和决策依据,确保最终部署的网络能够在实际应用中表现优异。
在选择无线网络设备时,需综合考虑多种因素,以确保网络的覆盖和性能能够满足用户的需求。
表11 AP选型考虑因素
考虑因素 |
描述 |
Wi-Fi标准 |
Wi-Fi 6已非常成熟,Wi-Fi 7也已逐步铺开使用。可以根据项目情况,选择合适的Wi-Fi 6或Wi-Fi 7产品 |
射频数量 |
射频数量越多,能够承载的终端数就越多 终端密度较大的环境,推荐选择高密AP;密度一般的环境,推荐选择普通双频AP |
MIMO |
· 指空间流数,表示AP可以同一时刻向多个终端发送数据的能力,一般在4~12条流 · AP支持空间流数越多,吞吐量越大,接入容量越大 |
天线 |
设备内置天线,部分款型支持外置扩展天线。天线的发射功率、增益等参数影响无线信号覆盖: · 天线类型:天线按辐射方向分为全向天线、定向天线和智能天线 ¡ 全向天线:适用于无具体目标的泛化区域和近距离覆盖 ¡ 定向天线:适于聚焦重点区域的覆盖需求,如看台等 · 发射功率:调节发射功率,能够降低同信道干扰问题,同时还能够大幅提升频谱资源利用率。发射功率越大,发射的信号越强、覆盖范围越远 · 天线增益:衡量天线收发信号能力的重要指标。天线增益越大,覆盖距离越大 |
其他 |
防水防尘、美观等要求 |
该场景的核心业务包括利用叉车等设备将货物搬运到指定位置,随后通过扫描设备进行货物扫描,以完成拣选和库存盘点任务。此外,仓库内也存在一定数量的PC无线办公需求。因此,业务特点具有终端设备多、单个终端设备的带宽要求较低、及终端设备频繁漫游的特征。
仓库层高:通常为4至12米,根据货架高度的不同,分为高货架区域和低货架区域,各区域对无线覆盖的要求不同。
· 高货架区域:货物通常堆放至顶,主要覆盖通道区域,要求终端接收到的信号强度达到或超过-65dBm;其他区域的信号强度要求为≥-75dBm。
· 低货架区域:货物存放高度一般为2米,货物移动和存放区域是主要覆盖区域,要求终端接收信号强度达到或超过-65dBm。
图15 高低货架区域
为了确保仓库的整体使用效果,WLAN网络需满足以下性能标准:
· 终端并发能力:单个接入点(AP)支持的接入终端数量为20个,平均并发率为50%。
· 带宽需求:用户体验带宽为10Mbps,保障带宽为5Mbps。
· 时延与丢包率:95%的区域内时延应小于100毫秒,丢包率应小于0.1%。
· 漫游性能:
¡ 漫游成功率应高于97%。
¡ 平均漫游时延应低于100毫秒。
¡ 漫游过程中丢包率应小于1%。
这些标准确保了无线网络的高效性和稳定性,以支持各类终端设备在仓库内的高效运作。
基于综合场景分析,对低货架区域的无线网络部署和设备选型建议如下:
· 仓库层高:介于3至12米之间,货架高度约为2米。
· 设备选型:推荐使用内置全向天线的接入点(AP)以实现有效覆盖。频段推荐2.4G+5G组合,确保兼容各类型终端。
· AP布局:接入点应按照等边三角形的方式进行部署,间距为20至25米。
· 安装方式:采用吸顶式或吊杆安装,以确保信号的最佳覆盖。
· 型号推荐:对于Wi-Fi 6,建议选择WA6520;对于Wi-Fi 7,建议选择WA7220。
图16 低货架区域部署示意图
对于高货架区域的显著通道区域,建议采用全向或定向天线方案来实现无线网络覆盖:
· 仓库层高:介于3至12米之间,货物堆放至顶。
· 全向天线方案:
¡ 设备选型:推荐使用内置全向天线的AP进行吸顶式覆盖。频段推荐2.4G+5G组合,确保兼容各类型终端。
¡ AP布局:AP挂高应小于12米,且在单个通道内的AP间距应为45米。
¡ 安装方式:采用吸顶式或吊杆安装,以确保信号的最佳覆盖。
¡ 型号推荐:对于Wi-Fi 6,建议选择WA6520;对于Wi-Fi 7,建议选择WA7220。
图17 高货架区域部署示意图(全向天线方案)
· 定向天线方案:
¡ 设备选型:推荐使用AP+外置定向天线进行通道覆盖。频段推荐2.4G+5G组合,确保兼容各类型终端。
¡ AP布局:安装高度应为3至5米,安装在通道两端,天线朝向通道内部,覆盖通道距离为75米。
¡ 安装方式:挂墙或吊杆安装,AP与一个定向天线覆盖一条通道,有效覆盖距离为75米。
¡ 型号推荐:
- Wi-Fi 6推荐WA6620X+定向天线ANT-2513P-M2。
- Wi-Fi 7推荐WA7320XE+定向天线ANT-2513P-M2。
图18 高货架区域部署示意图(定向天线方案)
这些方案根据具体的环境需求和设备性能,提供灵活的选择以确保信号覆盖的稳定性与可靠性。
如上所述,在该场景中推荐选择支持2.4GHz和5GHz双频的AP。对于SSID配置,建议按以下方式进行:
· 业务专用SSID:为扫码枪等设备单独设置一个SSID,例如“pda-ssid”,并同时绑定2.4GHz和5GHz频段。频宽设置为20MHz,以尽量减少仓库内5GHz信道的重用。在2.4GHz频段,可以根据终端设备的分布情况,选择性地关闭部分射频服务,以减少因2.4GHz信道重用而产生的干扰。
· 办公专用SSID:设置另一个SSID,例如“office-ssid”,用于支持仓库内的无线办公需求,且仅绑定5GHz频段。
AGV仓库的核心业务是利用自动化小车(AGV)的移动进行物料搬运,实现物料在仓库区域内不同位置之间的转移,并支持入库及出库的管理流程。此外,通过扫描枪进行货物扫描,以完成拣选和库存盘点任务。同时,仓库内还涉及若干PC的无线办公需求。
此外,专门为AGV小车设计的充电区域也存在无线连接的需求,以确保设备的持续运作和监控。
该场景中,AGV小车通常沿固定路线移动,并且设计有明确的通道区域,因此这些区域沿通道进行覆盖;充电区域的AGV小车数量较多,覆盖时可参考高密区域部署。
信号强度要求:在主要覆盖区域,终端接收的信号强度需达到或超过-65dBm;在其他区域,信号强度要求为≥-75dBm。
为了确保仓库的整体使用效果,WLAN网络需满足以下性能标准:
· 并发终端用户数(AGV运行通道):单AP接入20终端,并发率50%。
· 并发终端用户数(AGV充电区域):单AP接入60终端,并发率50%。
· 带宽速率:体验速率10Mbps,保障速率5Mbps。
· 时延及丢包:95%区域时延<100ms,丢包率<0.1%。
· 漫游指标:漫游成功率>97%、漫游平均时延<100ms、漫游丢包率<1%。
若AGV小车在货架上沿固定轨道来回运动,该类货架建议采用定向天线的方案来实现无线覆盖:
· 仓库层高:介于3至12米之间,货物堆放至顶。
· 设备选型:推荐使用AP+外置定向天线进行通道覆盖。频段推荐2.4G+5G组合,确保兼容各类型终端。
· AP布局:使用外置天线,安装高度应为3至5米,安装在通道两端,天线朝向通道内部,覆盖通道距离为75米。
· 安装方式:挂墙或吊杆安装。
· 型号推荐:
¡ Wi-Fi 6推荐WA6620X+定向天线ANT-2513P-M2。
¡ Wi-Fi 7推荐WA7320XE+定向天线ANT-2513P-M2。
图19 小车在固定轨道上运行部署示意图
若AGV小车在固定的通道上来回运动,该类区域建议采用室外内置全向AP在通道两边进行部署:
· 通道区域:宽5-15米,高3至10米之间,小车沿通道运行。
· 设备选型:推荐使用室外内置全向AP进行通道覆盖。频段推荐2.4G+5G+5G组合,确保兼容各类型终端。
· AP布局:内置全向天线,安装高度应为3至5米,安装在通道旁边的柱子,AP间隔20-25米,W型布局。
· 安装方式:壁挂或抱杆。
· 型号推荐:WA6630X。
图20 小车在固定大通道上运行部署示意图
若AGV小车在地面上自由移动,该类货架建议采用全向天线的方案来实现无线覆盖:
· 仓库层高:介于3至12米之间,货架高度约为2米。
· 设备选型:推荐使用内置全向天线的接入点(AP)以实现有效覆盖。频段推荐2.4G+5G组合,确保兼容各类型终端。
· AP布局:接入点应按照等边三角形的方式进行部署,间距为20至25米。
· 安装方式:采用吸顶式或吊杆安装,以确保信号的最佳覆盖。
· 推荐型号:
¡ 吊杆安装高度小于6米:对于Wi-Fi 6,建议选择WA6520;对于Wi-Fi 7,建议选择WA7220。
¡ 吊杆安装高度大于6米,配合定向天线:
- Wi-Fi 6推荐WA6620X+定向天线ANT-2513P-M2向下覆盖。
- Wi-Fi 7推荐WA7320XE+定向天线ANT-2513P-M2向下覆盖。
图21 小车在地面上自由移动部署示意图
如上所述,该场景的重点是确保AGV小车的稳定接入。建议选择支持2.4GHz和5GHz双频的接入点(AP)。对于SSID配置,推荐如下:
· 小车专用SSID:设置专用SSID,例如"agv-ssid",用于确保小车的接入和无缝漫游。此SSID仅绑定5GHz频段,频宽设置为20MHz。
· 业务专用SSID:为扫码枪等设备设置单独的SSID,例如"pda-ssid",仅绑定2.4GHz频段,频宽设置为20MHz。
立体仓库是AMR小车的主要工作场景。小车能够在库区内进行四向灵活移动,实现货物的高效搬运至指定货架。因此,立体仓库成为无线信号的重点覆盖区域。根据仓库结构及货物对信号的遮挡情况,需要对接入点进行合理且灵活的布置,以确保信号覆盖的稳定性和可靠性。
· 立体仓库:通常呈长方体形状,其尺寸根据货物的大小和存放数量而有所不同。仓库的高度通常在10到12米之间,分为5到6层;宽度(进深)约为10米;长度通常至少为50米。根据货架的高度,仓库可以分为高货架区和低货架区,各区域对无线覆盖的要求有所不同。
· 接入终端数量:根据仓库规模不同,可支持10至几十个终端接入。
· 信号强度要求:在轨道的主要覆盖区域,终端接收的信号强度需达到或超过-65dBm;在周边其他区域,信号强度要求为≥-75dBm。
图22 立体仓库-立体型场景
为了确保立体仓库的整体使用效果,WLAN网络需满足以下性能标准:
· 终端并发能力:单个接入点(AP)支持的接入终端数量为10个,平均并发率为100%。
· 带宽需求:用户体验带宽为5Mbps,保障带宽为1Mbps。
· 时延与丢包率:95%的区域内时延应小于50毫秒,丢包率应小于0.1%。
· 漫游性能:
¡ 漫游成功率应高于97%。
¡ 平均漫游时延应低于50毫秒。
¡ 漫游过程中丢包率应小于1%。
若货物对信号遮挡不严重,则推荐采用AP+定向天线在立体货架两侧W型部署。
· 仓库层高:12m(高)x10m(宽)x50m以上(长)。
· 设备选型:推荐使用AP内置定向天线或AP+外置定向天线进行通道覆盖。频段推荐2.4G+5G组合,确保兼容各类型终端。
· AP布局:安装高度为5m左右,安装在立体仓库两侧,天线朝向立体仓库里面,AP间隔30m,W型部署。
· 安装方式:挂墙或抱杆安装。
· 型号推荐:
¡ Wi-Fi 6推荐WA6620X+定向天线ANT-2513P-M2向一侧覆盖。
¡ Wi-Fi 7推荐WA7320XE+定向天线ANT-2513P-M2向一侧覆盖。
图23 普通货物立体仓库部署示意图
若货物对信号遮挡严重,则推荐采用三频AP+定向天线在立体货架沿高度方向两侧W型部署,通过延伸天线的方式保证每层都有信号覆盖。
· 仓库层高:12m(高)x10m(宽)x50m以上(长)。
· 设备选型:推荐使用三频多流AP+外置定向天线进行覆盖。频段推荐2.4G+5G+5G组合,5G频段确保4条流以上。
· AP布局:一个AP覆盖两层,安装高度为2m、4m、8m左右,安装在立体仓库两侧,天线朝向立体仓库里面。
· 安装方式:挂墙或抱杆安装。
· 型号推荐:WA6628X/WA6528X-E(双5G)+4个定向天线ANT-2513P-M2覆盖4个点位,共需6-8个AP,可以根据立体仓库横向进行扩展。
图24 金属类货物立体仓库部署示意图
如上所述,该场景的重点是确保AGV小车的稳定接入。建议选择支持2.4GHz和5GHz双频的接入点(AP)。对于SSID配置,推荐如下:
· 小车专用SSID:设置专用SSID,例如"agv-ssid",用于确保小车的接入和无缝漫游。此SSID仅绑定5GHz频段,频宽设置为20MHz。
· 业务专用SSID:为扫码枪等设备设置单独的SSID,例如"pda-ssid",仅绑定2.4GHz频段,频宽设置为20MHz。
· 覆盖范围内尽量减少信号穿过障碍物的数量。
· 安装位置须保证没有强电、强磁和强腐蚀性设备,AP应至少离开此类设备2~3米以避免干扰。
· 请根据客户业务需求来确定AP数量的配备。
· 对于PoE供电场景,AP安装位置与PoE供电设备的距离建议小于100米。
· AP信息录入要规范,需做到名称和MAC地址,序列号一一对应,避免后期配置时出现错误。
· AP必须牢固固定,不允许悬空放置。
· AP吸顶安装时不要直接安装在金属板下,建议吊杆安装,减少金属板对信号的反射,同时使用吊杆安装尽可能缩小AP与地面的距离。推荐AP的安装高度不高于6米,提升信号质量。
· 推荐优先使用5GHz频段部署,2.4GHz频段工业环境多径效应明显,如果5GHz频段覆盖困难,再考虑使用2.4GHz频段。
该新能源工厂位于中国,致力于新能源汽车的研发和生产。工厂采用智能化生产方式,能够满足多种车型的混流生产,并具有应对客户需求变化的能力。为了确保高品质车辆的生产,工厂大量采用了智能视觉系统,并在车间内部署了超过900台AMR(自主移动机器人)以实现物流搬运的无人化和工程简易化。
客户面临的挑战:
· 生产环境复杂,金属设备、高天花板等影响无线信号传播;电机、射频设备(如对讲机)等带来的电磁干扰,影响无线信道覆盖效果。
· AMR数量众多,移动路线复杂,对无线网络的漫游提出了较高要求。
· 生产业务不允许中断,对无线网络的整体可靠性要求极高。
采用新华三仓库通用部署方案,具体措施如下:
· 采用双AC热备技术,提升网络可靠性,保障7×24小时不间断生产。
· 通过WA6630X、WA6620X、定向天线及iRadio射频自动调优技术,实现无线信号无死角覆盖。
· 借助iStation的无缝漫游功能,确保AMR运行顺畅、业务不中断。
该方案有效提升了AMR生产网络的效率和可靠性:
· 具备良好的兼容性,显著缩短调试时间,AMR上线效率提升25%。
· 实现无死角信号覆盖和无缝漫游保障,AMR因网络问题停车的概率降低至万分之一。
随着物流行业的智能化升级,某知名快递企业在仓储及分拣环节广泛应用AGV(自动导引运输车)和PAD扫码设备,以实现高效、精准的货物分拣与运输。然而,传统Wi-Fi网络在移动场景下常常面临信号切换延迟、覆盖盲区等问题,导致AGV频繁断网、PAD扫码延迟,严重影响作业效率。客户亟需一套高可靠、低时延的无线网络解决方案,保障AGV和移动终端的稳定连接,支撑7×24小时不间断作业。
针对客户需求,新华三依托在物流行业的丰富无线技术经验,为其定制了“高密度无线覆盖+智能漫游优化”的解决方案:
· 高并发无线覆盖:部署新华三Wi-Fi 6无线AP(WA6620X),支持多终端并发接入,满足AGV、PAD、手持终端等设备的密集接入需求。
· 智能漫游切换技术:结合智能射频优化与快速漫游协议(802.11k/v/r),确保AGV在高速移动过程中无感切换AP,网络时延小于50ms。
· 抗干扰设计:采用空口资源调度算法,有效规避多设备干扰,提升扫码成功率。
· 统一网管平台:依托新华三Central AC方案,实现全网无线设备可视化运维,快速故障定位,支持总部对分支机构无线设备的统一管理运维,保障网络持续稳定运行。
· 降本增效:大幅减少因网络故障导致的停机损失,年运维成本降低20%。
· 智能化升级:为客户后续AGV及自动化仓储的扩展提供坚实的无线网络基础。