Giải pháp không dây cho Access Point và Bridges

Xây dựng mạng không dây cho cơ sở chế biến, nhà máy lắp ráp tự động hóa, khu liên hợp sản xuất hoặc không gian công nghiệp lớn khác có thể là một nhiệm vụ khó khăn. Các nhà tích hợp hệ thống và quản trị viên mạng phải đối mặt với nhiều thách thức trong việc đảm bảo kết nối có thông lượng cao, độ trễ thấp, đáng tin cậy, an toàn và có thể mở rộng. Một trong nhiều quyết định mà họ sẽ phải đối mặt là nơi triển khai Điểm Truy cập Không dây (WAP) hoặc ăng-ten và cầu nối không dây.

Trong blog này, chúng tôi đề cập đến sự khác biệt giữa cầu nối mạng không dây và WAP. “Cầu nối” thường được sử dụng thay thế cho “điểm truy cập (AP)” hoặc với bất kỳ thiết bị nào hỗ trợ bắc cầu mạng. Điều này có thể bắt nguồn từ các thiết bị không dây đa năng có chức năng AP, cùng với các chế độ bắc cầu, định tuyến và lặp lại dưới dạng các tùy chọn có thể định cấu hình . Ngày nay, một cầu nối không nhất thiết phải là một thiết bị mà chỉ là một chức năng có sẵn. Ví dụ: Antaira không bán các thiết bị cầu nối độc lập. Thay vào đó, chúng tôi đã tích hợp khả năng bắc cầu vào các điểm truy cập không dây cấp công nghiệp của mình để tăng thêm giá trị cho khoản đầu tư của bạn và để đơn giản hóa kết nối, quản lý và cài đặt cho sử dụng công nghiệp.

Thu hẹp khoảng cách kiến ​​thức về mạng không dây công nghiệp

Sự khác biệt giữa công nghệ công nghệ cầu nối không dây và công nghệ điểm truy cập không dây là mục tiêu cuối cùng của họ. Cầu kết nối hai mạng hoặc phân đoạn mạng riêng biệt về mặt vật lý thông qua tín hiệu không dây trên OSI Cấp 2 (mức dữ liệu), do đó cho phép truyền dữ liệu từ nút này sang nút khác giữa nguồn và đích.

Mặt khác, WAP đóng vai trò là cổng nơi nhiều thiết bị có khả năng không dây—máy ảnh IP, máy tính xách tay, rô-bốt, cảm biến, Phương tiện được hướng dẫn tự động (AGV), cảm biến—có quyền truy cập Internet hoặc Mạng cục bộ (LAN) của một tổ chức. WAP kết nối với bộ định tuyến có dây, bộ chuyển mạch công nghiệp, cổng internet hoặc trung tâm thông qua cáp Ethernet và chiếu tín hiệu không dây khắp văn phòng hoặc tòa nhà. WAP cũng có thể được sử dụng để tăng tốc độ, độ tin cậy và phạm vi của mạng không dây hiện có.

Mạng LAN có xu hướng được chia thành nhiều phân đoạn để tránh tắc nghẽn hoặc nhiễu giao thông hoặc vì chi phí hoặc các lý do quản lý, kiểm soát hoặc bảo mật khác. Các phân đoạn đó phải được tích hợp hoặc “bắc cầu” để lưu lượng được chia sẻ giữa chúng. Trên thực tế, cầu nối không dây của mạng tạo ra một mạng “phẳng” tổng hợp từ hai phân đoạn mạng LAN. Bất kỳ giao thức LAN nào (Ethernet, FDDI, vòng mã thông báo) đều có thể được bắc cầu, tuy nhiên hầu hết các mạng LAN ngày nay đều là mạng LAN chuyển mạch Ethernet, do đó hầu hết các cầu đều là cầu Ethernet.

Cầu nối không dây thực sự hoạt động như thế nào

Vậy cầu nối không dây an toàn hoạt động như thế nào? Về cơ bản, nó sẽ chặn hoặc chuyển tiếp dữ liệu dựa trên địa chỉ MAC đích có trên mỗi khung dữ liệu. Nếu phần mềm trên cầu tin rằng địa chỉ đích nằm trên một mạng khác với mạng mà dữ liệu được nhận, thì nó có thể chuyển tiếp dữ liệu đến các mạng khác mà nó được kết nối. Nếu phần mềm có địa chỉ không ở phía bên kia cầu, dữ liệu sẽ bị chặn truyền.

Cầu có các cấu hình khác nhau. Ba loại bridge chính được triển khai trong các mạng ngày nay là:

• cầu trong suốt vô hình đối với các thiết bị khác trên mạng, các máy không biết đến sự tồn tại của cây cầu. Chúng chỉ thực hiện chức năng chặn hoặc chuyển tiếp dữ liệu dựa trên địa chỉ MAC. Cầu đơn giản, nhỏ gọn, mạnh mẽ và đáng tin cậy, trong suốt là loại cầu phổ biến nhất.
• cầu tịnh tiến chuyển đổi một mạng và hệ thống điều khiển để điều khiển một thiết bị khác bằng cách dịch dữ liệu mà nó nhận được.
• Cầu nguồn-tuyến được sử dụng trên các mạng Token Ring. Được thiết kế bởi IBM, cây cầu này đưa ra các quyết định cụ thể về cách chuyển tiếp khung thông qua mạng. Với sự giảm dần mức độ phổ biến, khả năng, độ tin cậy và chi phí của các giải pháp định tuyến nguồn Token Ring, những cây cầu này ngày nay không được sử dụng phổ biến.

Đi không dây cho cầu nối mạng

Trước đây, quản trị viên mạng chỉ có thể kết nối hai thiết bị cầu nối mạng bằng cáp Ethernet dài. Các mạng không dây cấp công nghiệp giờ đây thực hiện cùng một nhiệm vụ một cách đáng tin cậy mà không gặp rắc rối, cài đặt, bảo trì và chi phí chạy cáp Ethernet hoặc thuê đường truyền. Thay vào đó, cầu nối không dây nhanh chóng kết nối các phân đoạn thông qua ăng-ten truyền tín hiệu Tần số vô tuyến (RF) có khả năng trải dài giữa các tòa nhà và máy móc trong cùng một khuôn viên, trên khoảng cách xa và xuyên tường, để truyền và nhận dữ liệu. Giao tiếp cầu nối không dây là giữa hai bộ thu phát, ăng-ten chứ không phải một bộ phát phát tín hiệu đến nhiều bộ thu. Do đó, các liên kết cầu nối không dây được gọi là liên kết điểm-điểm.

Ngoài ra, công suất RF của cầu nối không dây không được truyền đi bằng cách định vị ăng-ten theo kiểu phủ sóng 360°. Thay vào đó, RF hoàn toàn là định hướng để tối đa hóa năng lượng tín hiệu, thường là từ 10 đến 20 độ. Năng lượng tín hiệu không dây ở thông lượng đầy đủ yêu cầu tồn tại một đường ngắm hoàn hảo (hoặc gần như hoàn hảo) giữa hai thiết bị cầu nối. Trong môi trường công nghiệp dày đặc, hoạt động ở tần số thấp hơn – 2,4 GHz thay vì 5 GHz – có thể giúp tăng cường độ tín hiệu do bước sóng dài hơn xuyên qua chướng ngại vật tốt hơn. Xét về phạm vi, cầu nối không dây kéo dài khoảng cách lên đến vài dặm, khoảng cách này có thể tăng lên bằng cách nâng cao ăng-ten, nhưng không phải là vô tận, vì tín hiệu vô tuyến và tín hiệu quang học suy giảm theo khoảng cách. Độ trễ và băng thông sẽ khác nhau rất nhiều tùy thuộc vào giải pháp công nghệ không dây bắc cầu mà bạn chọn và môi trường của bạn, tức là đường ngắm, thời tiết, mật độ thiết bị và tường.

Rõ ràng, kết nối cầu nối không dây đại diện cho một giải pháp thay thế mạnh mẽ và kinh tế hơn nhiều so với việc đặt cáp, đặc biệt là ở những địa điểm công nghiệp nguy hiểm và khó tiếp cận. Cầu nối không dây thuận tiện hơn cho việc mở rộng mạng, di chuyển thiết bị mạng hoặc kết nối máy khách với các phân đoạn mạng LAN bổ sung. Trong môi trường công nghiệp, việc chạy cáp Ethernet đường dài cũng có thể không thực tế hoặc thậm chí không thể, khiến kết nối không dây là lựa chọn duy nhất.

Điểm truy cập Wi-Fi như một giải pháp không dây công nghiệp

Bây giờ chúng ta đã hiểu rõ hơn về cầu nối không dây là gì, làm thế nào để các điểm truy cập không dây phù hợp với mạng cho các giải pháp không dây?

WAP được thiết kế chủ yếu để tạo thành Mạng cục bộ không dây (WLAN). Trong cấu hình này, WAP kết nối với bộ định tuyến, bộ chuyển mạch hoặc bộ tập trung có dây, sau đó phát tín hiệu không dây khắp một khu vực được chỉ định để các thiết bị có khả năng không dây truy cập. Theo cách này, WAP hoạt động giống như một trung tâm, nhưng với công nghệ không dây, thay vì cắm dây cáp, bạn điều chỉnh thành tín hiệu không dây. WAP có thể được cài đặt hầu như ở mọi nơi mà cáp Ethernet từ bộ định tuyến có thể vươn tới — gắn trên cột, từ trần nhà xuống đất và trên tường. Các WAP có tính năng Cấp nguồn qua Ethernet sẽ không cần phải đặt gần ổ cắm điện, giúp người thiết kế hệ thống lắp đặt linh hoạt hơn.

Ở chế độ cầu nối không dây đáng tin cậy, WAP rất tuyệt vời để mở rộng phạm vi phủ sóng không dây của các thành phần của mạng 802.11 hiện có trên một khoảng cách xa hơn. Nó cũng có thể thực hiện các nhiệm vụ truyền thống của cầu nối, nghĩa là kết nối không dây hai phân đoạn mạng. Một số cầu nối không dây chỉ hỗ trợ một kết nối điểm-điểm duy nhất để kết nối với một AP khác. Những người khác hỗ trợ kết nối điểm-đa điểm để kết nối một số AP khác.

Trong phiên bản công nghiệp đến đa điểm điểm truy cập không dây điểm-không dây của ứng dụng này, một WAP duy nhất có thể được kết nối vật lý với mạng để hoạt động như một đơn vị trạm gốc. Nhiều WAP hoặc “người đăng ký” bổ sung được gắn khắp tòa nhà. Người đăng ký liên kết không dây với trạm cơ sở cho phép họ truyền tín hiệu mạng được chia sẻ trên một khu vực mở rộng. Công nghệ điểm-đa điểm là lý tưởng khi có một cụm thiết bị lớn hơn có yêu cầu băng thông thấp hơn. Mặt khác, điểm-điểm triển khai công nghệ không dây chỉ với hai WAP và là giải pháp tốt hơn cho các môi trường có nhu cầu băng thông cao hơn phục vụ ít thiết bị hơn. Điểm-điểm yêu cầu các WAP ở mỗi bên phải được kết nối vật lý với bộ định tuyến hoặc chuyển mạch bằng cáp Ethernet.

WAP là một rủi ro bảo mật. Nếu không có bảo mật, người dùng trái phép có thể truy cập mạng không dây trong phạm vi tín hiệu của mạng nên thông tin nhạy cảm được truyền qua mạng có thể bị chặn. Đây là lý do tại sao các AP/cầu nối/bộ lặp không dây công nghiệp Antaira cung cấp cho người dùng nhiều tùy chọn bảo vệ an ninh: WiFi Protected Access (WPA), WPA2, WPA3, Remote Access Dial In User Service (RADIUS) và Wires Equivalent Privacy (WEP). Các tính năng bảo vệ khác nhau này không thay thế các trách nhiệm bảo mật internet không dây cơ bản của tất cả người dùng, chẳng hạn như bảo vệ và thay đổi mật khẩu thường xuyên.

Các ứng dụng công nghiệp sử dụng các AP và cầu nối không dây

1. Tự động hóa công nghiệp: Các điểm truy cập và cầu nối không dây thường được sử dụng trong các hệ thống tự động hóa công nghiệp để cung cấp kết nối không dây giữa các cảm biến, bộ điều khiển và các thiết bị khác. Điều này cho phép tích hợp liền mạch các thành phần khác nhau và cung cấp khả năng kiểm soát và dữ liệu thời gian thực.
2. Hậu cần và kho bãi: Trong các cơ sở hậu cần và kho bãi lớn, các điểm truy cập và cầu nối không dây có thể được sử dụng để cung cấp kết nối giữa các hệ thống theo dõi hàng tồn kho, thiết bị cầm tay và các thiết bị khác. Điều này giúp hợp lý hóa các hoạt động và cải thiện năng suất.
3. Sản xuất: Điểm truy cập không dây và cầu nối có thể được sử dụng trong các nhà máy sản xuất để kết nối máy móc và thiết bị khác với hệ thống điều khiển trung tâm. Điều này cho phép giám sát và điều khiển từ xa, giảm thời gian chết và nâng cao hiệu quả.
4. Dầu khí: Trong ngành dầu khí, các điểm truy cập không dây và cầu nối có thể được sử dụng để cung cấp kết nối giữa các trạm giám sát từ xa và hệ thống điều khiển trung tâm. Điều này giúp cải thiện sự an toàn, giảm thời gian chết và tăng hiệu quả.
5. Nông nghiệp: Các điểm truy cập và cầu nối không dây ngày càng được sử dụng nhiều hơn trong nông nghiệp để cung cấp khả năng kết nối giữa các cảm biến, máy bay không người lái và các thiết bị khác. Điều này giúp nông dân theo dõi sức khỏe cây trồng, tối ưu hóa việc tưới tiêu và cải thiện năng suất.