工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)技術(shù)課件 任務(wù)一 規(guī)劃工業(yè)企業(yè)網(wǎng)絡(luò)-理論

任務(wù)3.1

規(guī)劃工業(yè)企業(yè)網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)目標(biāo)

掌握工業(yè)企業(yè)網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃的關(guān)鍵知識(shí)。能夠設(shè)計(jì)出適應(yīng)工業(yè)生產(chǎn)環(huán)境需求的可靠網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)規(guī)劃工業(yè)企業(yè)網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)過(guò)程需求分析拓?fù)湓O(shè)計(jì)設(shè)備選型安全設(shè)計(jì)性能優(yōu)化管理和維護(hù)規(guī)劃工業(yè)企業(yè)網(wǎng)絡(luò)用戶業(yè)務(wù)需求調(diào)研識(shí)別關(guān)鍵利益相關(guān)者進(jìn)行調(diào)研工作選擇調(diào)研方法進(jìn)行調(diào)研工作分析和整理調(diào)研結(jié)果與利益相關(guān)者確認(rèn)需求編寫需求調(diào)研報(bào)告規(guī)劃工業(yè)企業(yè)網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)絡(luò)邏輯設(shè)計(jì)網(wǎng)絡(luò)層次結(jié)構(gòu)確定網(wǎng)絡(luò)的層次結(jié)構(gòu)是網(wǎng)絡(luò)邏輯設(shè)計(jì)的首要任務(wù)。常見(jiàn)的網(wǎng)絡(luò)層級(jí)包括核心層、匯聚層和接入層。核心層處理網(wǎng)絡(luò)間的大量數(shù)據(jù)傳輸，匯聚層在不同的物理子網(wǎng)之間進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，而接入層面向終端設(shè)備提供網(wǎng)絡(luò)連接。子網(wǎng)劃分根據(jù)工業(yè)企業(yè)的網(wǎng)絡(luò)需求，將整個(gè)網(wǎng)絡(luò)劃分為多個(gè)子網(wǎng)是網(wǎng)絡(luò)邏輯設(shè)計(jì)的重要步驟。子網(wǎng)劃分可根據(jù)部門/辦公區(qū)域、設(shè)備類型或網(wǎng)絡(luò)用途進(jìn)行，以實(shí)現(xiàn)更好的性能、安全性和管理效果。每個(gè)子網(wǎng)應(yīng)具有獨(dú)立的IP地址范圍，并通過(guò)路由器進(jìn)行連接。規(guī)劃工業(yè)企業(yè)網(wǎng)絡(luò)IP地址規(guī)劃在網(wǎng)絡(luò)邏輯設(shè)計(jì)中，對(duì)IP地址進(jìn)行合理規(guī)劃是必要的。根據(jù)子網(wǎng)劃分和設(shè)備數(shù)量，為每個(gè)子網(wǎng)分配足夠的IP地址，并遵循IP地址分配的最佳實(shí)踐。此外，還需考慮到IP地址沖突的預(yù)防和管理。VLAN設(shè)置虛擬局域網(wǎng)（VLAN）的設(shè)置也是網(wǎng)絡(luò)邏輯設(shè)計(jì)的一部分。VLAN將物理網(wǎng)絡(luò)劃分為邏輯上的獨(dú)立網(wǎng)絡(luò)，可以實(shí)現(xiàn)更好的安全性、流量控制和網(wǎng)絡(luò)管理。通過(guò)設(shè)置VLAN，可以將不同的用戶、設(shè)備和服務(wù)隔離開(kāi)來(lái)，并在網(wǎng)絡(luò)上提供不同的訪問(wèn)策略。規(guī)劃工業(yè)企業(yè)網(wǎng)絡(luò)路由與交換設(shè)置在網(wǎng)絡(luò)邏輯設(shè)計(jì)中，設(shè)置路由和交換是確保網(wǎng)絡(luò)正常運(yùn)行的關(guān)鍵。通過(guò)設(shè)置路由器和交換機(jī)，實(shí)現(xiàn)不同網(wǎng)絡(luò)之間的連接和數(shù)據(jù)傳輸。要考慮到路由器的路由協(xié)議選擇、網(wǎng)絡(luò)的容錯(cuò)性和負(fù)載均衡，以及交換機(jī)的VLAN配置、鏈路聚合和流量控制等。網(wǎng)絡(luò)服務(wù)設(shè)置最后，根據(jù)工業(yè)企業(yè)的需求，配置和設(shè)置各種網(wǎng)絡(luò)服務(wù)，以滿足業(yè)務(wù)需求。規(guī)劃工業(yè)企業(yè)網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)絡(luò)物理設(shè)計(jì)設(shè)備布局：根據(jù)工業(yè)企業(yè)的實(shí)際情況和網(wǎng)絡(luò)需求，確定網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的放置位置和布局?？紤]到設(shè)備之間的連接和物理安全性，合理布置交換機(jī)、路由器、防火墻以及其他相關(guān)設(shè)備。連接方式：確定網(wǎng)絡(luò)設(shè)備之間的連接方式，包括有線和無(wú)線連接。有線連接可以使用以太網(wǎng)、光纖等傳輸介質(zhì)，而無(wú)線連接可以通過(guò)無(wú)線接入點(diǎn)實(shí)現(xiàn)。根據(jù)網(wǎng)絡(luò)的要求和可行性，選擇合適的連接方式進(jìn)行設(shè)計(jì)。布線規(guī)劃：制定網(wǎng)絡(luò)布線規(guī)劃是網(wǎng)絡(luò)物理設(shè)計(jì)的關(guān)鍵任務(wù)之一。確定網(wǎng)絡(luò)設(shè)備之間的物理連接路徑，并規(guī)劃合理的布線方案?？紤]到布線的可行性和造成的干擾，選擇合適的布線方式，如架空、地下或室內(nèi)布線。規(guī)劃工業(yè)企業(yè)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備選型與安裝：根據(jù)工業(yè)企業(yè)的需求，選擇適當(dāng)?shù)木W(wǎng)絡(luò)設(shè)備?？紤]設(shè)備的性能、可靠性、擴(kuò)展性、兼容性和成本等因素進(jìn)行合理選型。安裝網(wǎng)絡(luò)設(shè)備時(shí)，遵循廠商的指南，確保設(shè)備正確安裝并符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范。電力和冷卻需求：在網(wǎng)絡(luò)物理設(shè)計(jì)中，需要考慮網(wǎng)絡(luò)設(shè)備所需的電力和冷卻需求。確保網(wǎng)絡(luò)設(shè)備具備穩(wěn)定的電源供應(yīng)，并提供適當(dāng)?shù)睦鋮s措施，以防止設(shè)備過(guò)熱和性能下降。規(guī)劃工業(yè)企業(yè)網(wǎng)絡(luò)工勘類型分類工勘說(shuō)明工勘情況綜合信息覆蓋區(qū)域收集確認(rèn)現(xiàn)場(chǎng)需要進(jìn)行無(wú)線覆蓋的區(qū)域，區(qū)分普通區(qū)域與重點(diǎn)區(qū)域，并確認(rèn)區(qū)域內(nèi)的覆蓋范圍、終端類型、無(wú)線應(yīng)用、AGV移動(dòng)路線等

圖紙收集圖紙（CAD、PDF、JPG）并確認(rèn)包含比例尺信息的圖紙完整性

干擾源信息收集確認(rèn)圖紙未提及的可能干擾源信息，如辦公無(wú)線、其他業(yè)務(wù)無(wú)線等環(huán)境信息空間位置勘測(cè)1、勘測(cè)和校對(duì)現(xiàn)場(chǎng)與圖紙的偏理項(xiàng)，另外對(duì)主要的門、墻、立柱信息，確認(rèn)覆蓋空間

2、修正或補(bǔ)充層寬和層高

建筑材質(zhì)記錄主要障礙物材質(zhì)和厚度，如墻體、門、窗

障礙物記錄新增障礙物，除阻擋覆蓋路徑的物件外，還需考慮特殊物件，如AP旁邊5-10cm放置金屬片

干擾源測(cè)試主要的Wi-Fi干擾和信道占用情況

無(wú)線信息AP部署1、了解現(xiàn)場(chǎng)合適的AP安裝方式，如吸頂AP，吸頂/壁掛；室外AP，壁掛/抱桿；工業(yè)AP，壁掛/導(dǎo)軌

2、AP的覆蓋范圍，供選擇的安裝點(diǎn)位和點(diǎn)位方位、高度

終端應(yīng)用終端的類型、數(shù)量、分布區(qū)域，終端的業(yè)務(wù)應(yīng)用、流量、發(fā)包間隔等施工信息弱電井位置在圖紙上標(biāo)注弱電井位置，需記錄線長(zhǎng)

供電方式AP的供電方式，集中PoE供電/獨(dú)立供電

施工及布線AP能否布放，到交換機(jī)的距離，到供電點(diǎn)的距離，之間走線是否可行，走明線/暗線，走光纖還是網(wǎng)線，是否有橋架

AP的安裝難易程度是否存在過(guò)高的高度，周圍是否有支撐物

AP的天線角度確認(rèn)AP是否可以保證正確的覆蓋方向，外置天線的AP是否可以調(diào)整天線角度

規(guī)劃工業(yè)企業(yè)網(wǎng)絡(luò)工勘需要確認(rèn)圖紙的正確性，如發(fā)現(xiàn)在現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況與圖紙存在較大偏離，需要記錄并標(biāo)注。1、建筑格局偏離，主要包含以下兩類：位置偏離，主要包括機(jī)房/弱電間等設(shè)備用房位置是否有改動(dòng)；功能格局偏離，主要包括功能區(qū)域改動(dòng)，如圖紙上是辦公區(qū)，現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際改成了會(huì)議室等；墻體偏離，主要包括建筑布局的改動(dòng)，如立柱位置改動(dòng)、墻體新增或拆除、建筑材料的改動(dòng)等。2、弱電設(shè)計(jì)偏離，主要包含以下兩類：前端點(diǎn)位偏離，主要包括圖紙上設(shè)計(jì)的點(diǎn)位與客戶現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際需求不一致、現(xiàn)場(chǎng)布線取電等存在難度；客戶端偏離，主要包括客戶端數(shù)量的變更、客戶端運(yùn)行路線的變更、客戶端流量的變更等。規(guī)劃工業(yè)企業(yè)網(wǎng)絡(luò)在現(xiàn)場(chǎng)通過(guò)了解實(shí)際建筑物的材質(zhì)來(lái)確定AP的最終安裝位置，無(wú)線信號(hào)需要穿透的障礙物應(yīng)該盡量避開(kāi)衰減較大的材料，比如鐵門、承重墻、鋼筋混泥土墻等。同時(shí)AP應(yīng)要盡量避免被遮擋。AP的覆蓋范圍建議通過(guò)實(shí)測(cè)來(lái)進(jìn)行評(píng)估，理論的覆蓋半徑或是衰減只是作為一個(gè)參考，還是需要根據(jù)實(shí)際的建筑環(huán)境進(jìn)行判斷，盡量保證信號(hào)在-70dB以上。推薦使用商云APP或Wi-Fi百寶箱進(jìn)行測(cè)試。2.4GHz和5GHz電磁波對(duì)于各種建筑材質(zhì)的穿透衰減經(jīng)驗(yàn)值如下：障礙物對(duì)2.4GHz衰減(dB)對(duì)5GHz衰減(dB)厚金屬門（45mm）1325實(shí)木門(45mm)610木制中空門（45mm）47合成板隔斷墻（45mm）46磚墻（90mm）610鋼筋混泥土樓板4553厚玻璃（12mm）812由于5GHz頻率比2.4G高，障礙物對(duì)5GHz的信號(hào)衰減更大！規(guī)劃工業(yè)企業(yè)網(wǎng)絡(luò)測(cè)試工業(yè)級(jí)無(wú)線TL-AP1900DG工業(yè)級(jí)與工業(yè)級(jí)客戶端TL-CPE1300D工業(yè)級(jí)之間的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)性能，通過(guò)使用iperf、chariot、ping等工具，測(cè)試AP與client之間的無(wú)線吞吐量。測(cè)試拓?fù)?-300m測(cè)試設(shè)備與工具電腦兩臺(tái)，千兆有線網(wǎng)卡，安裝Ixchariot測(cè)速軟件相應(yīng)組網(wǎng)產(chǎn)品（如PoE交換機(jī)）以及配件（網(wǎng)線、電插板、電源線等）AP型號(hào)：TL-AP1900DG工業(yè)級(jí)V1.0軟件1.0.4Buildxxxx客戶端型號(hào)：TL-CPE1300D工業(yè)級(jí)

V1.0

軟件1.0.4Buildxxxx測(cè)試方法如拓?fù)渌?，將兩臺(tái)安裝Ixchariot軟件的電腦分別有線連接到工業(yè)級(jí)AP和工業(yè)級(jí)客戶端上面，確定兩臺(tái)電腦端口協(xié)商速率都為千兆。兩臺(tái)電腦分別打開(kāi)chariot吞吐量測(cè)試軟件，在PC2端的電腦上面，新建10條chariot流，方向由PC2到PC1，測(cè)試當(dāng)前的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)上行吞吐量。調(diào)整數(shù)據(jù)流放行，方向由PC1到PC2，測(cè)試無(wú)線的下行吞吐量。調(diào)整客戶端與AP之間的距離，記錄不同距離下的客戶端信號(hào)強(qiáng)度和上下行吞吐量數(shù)據(jù)。PC1PC2TL-AP1900DG工業(yè)級(jí)TL-CPE1300D工業(yè)級(jí)測(cè)試結(jié)果規(guī)劃工業(yè)企業(yè)網(wǎng)絡(luò)需要確認(rèn)下現(xiàn)場(chǎng)當(dāng)前不同位置的網(wǎng)絡(luò)干擾情況，可以使用我司的商云APP協(xié)助進(jìn)行無(wú)線干擾測(cè)試。無(wú)線干擾勘測(cè)結(jié)果序號(hào)測(cè)試位置2.4GHz5GHz備注干擾信號(hào)數(shù)量

（大于-70dBm）干擾嚴(yán)重

程度評(píng)估干擾信號(hào)數(shù)量

（大于-70dBm）干擾嚴(yán)重

程度評(píng)估1A點(diǎn)8中等2輕微

2B點(diǎn)4輕微10中等

3

4

5

6

由于2.4G頻段使用趨于飽和且干擾較多，為保證穿梭車可以在此庫(kù)區(qū)任意位置無(wú)縫漫游，建議將5G頻段作為穿梭車庫(kù)的專用頻段，禁止其它供應(yīng)商使用該頻段（如其它供應(yīng)商可以使用2.4G），同時(shí)合理規(guī)劃好5G頻段，盡量避免相鄰AP使用同頻段造成干擾。規(guī)劃工業(yè)企業(yè)網(wǎng)絡(luò)測(cè)試工業(yè)級(jí)無(wú)線TL-AP1900DG工業(yè)級(jí)與工業(yè)級(jí)客戶端TL-CPE1300D工業(yè)級(jí)間的漫游效果，通過(guò)使用chariot、ping等工具，測(cè)試AP與client之間漫游時(shí)的無(wú)線吞吐量。測(cè)試拓?fù)銹C1PC2TL-AP1900DG工業(yè)級(jí)TL-CPE1300D工業(yè)級(jí)TL-AP1900DG工業(yè)級(jí)機(jī)型重關(guān)聯(lián)時(shí)間（ms）數(shù)據(jù)中斷時(shí)間(ms)單頻漫游CPE1300D_2G4752CPE1300D_5G4655雙頻漫游CPE1300D_2G切5G016CPE1300D_5G切2G011漫游數(shù)據(jù)中斷時(shí)間單頻漫游吞吐量變化雙頻漫游吞吐量變化測(cè)試內(nèi)容一、漫游過(guò)程中斷時(shí)間增強(qiáng)漫游開(kāi)啟下，2.4G和5G頻段單頻切換，漫游重關(guān)聯(lián)和數(shù)據(jù)中斷時(shí)間接近50ms；雙頻切換，無(wú)重關(guān)聯(lián)過(guò)程，無(wú)丟包，切換時(shí)延在20ms內(nèi)。二、漫游過(guò)程性能變化增強(qiáng)漫游開(kāi)啟下，2.4G和5G頻段單頻切換時(shí)，設(shè)備斷開(kāi)當(dāng)前AP關(guān)聯(lián)又與新AP關(guān)聯(lián)，吞吐量由90Mbps跌落至10Mbps，但又立刻恢復(fù)性能至90Mbps。雙頻切換，切換前后性能保持在90M左右，無(wú)明顯掉坑。規(guī)劃工業(yè)企業(yè)網(wǎng)絡(luò)在工業(yè)級(jí)的無(wú)線組網(wǎng)中，需要根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)終端的類型、終端的數(shù)量和分布、終端的上網(wǎng)流量來(lái)確認(rèn)需要的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)規(guī)格，所以需要了解常見(jiàn)的終端和應(yīng)用流量，來(lái)幫助選擇合適的AP。終端類型流量模型Wi-Fi通訊推薦距離應(yīng)用特征典型行業(yè)PDA（掃碼槍）50B以下80m以內(nèi)掃碼槍、讀寫器、數(shù)據(jù)采集物流倉(cāng)儲(chǔ)無(wú)線IPC0.5M~5M30m以內(nèi)視頻監(jiān)控物流倉(cāng)儲(chǔ)、工業(yè)生產(chǎn)CPE（AGV_電磁/光學(xué)）100KB以下150m以內(nèi)狀態(tài)信息、控制信號(hào)物流倉(cāng)儲(chǔ)CPE（AGV_攝像頭）20M以下100m以內(nèi)視覺(jué)引導(dǎo)、控制信號(hào)物流倉(cāng)儲(chǔ)工業(yè)手機(jī)/平板電腦一般不高，可能有突發(fā)100m以內(nèi)數(shù)據(jù)采集、安