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Construire un réseau WiFi industriel – cas d’usage et calculateur de portée Moxa

SPHINX france.com est interrogé cette semaine sur la mise en place d’un réseau avec des périphériques de vidéo-surveillance et des points d’accès WiFi, alimentés en basse tension. Nous souhaitions partagé avec vous la réponse des experts Sphinx France, Benjamin Gachenot et Renaud Secouet.

La problématique du réseau WiFi

Le client souhaite installer dans un premier temps un réseau WiFi longue portée avec 5 points d’accès. En effet les points d’accès WiFi doivent couvrir un périmètre de 1,5 km et le client estime avoir besoin de plusieurs points d’accès.
A l’avenir ce réseau devra aussi être compatible avec un système de vidéosurveillance composé d’une dizaine de caméras industrielles IP.
Dans le cas présent le site est isolé, et non relié au réseau EDF.
La solution envisagée par le client est donc d’utiliser des batteries 12 volts pour l’alimentation du réseau WiFi et des caméras de surveillance.
En complément le client nous informe que le terrain est plat et faiblement arboré.
Le client n’a pas d’expertises informatiques particulières et souhaite une solution prête à l’emploi, simple à déployer.

Comment qualifier le réseau ?

La bande passante du réseau, aujourd’hui et demain

Avant de se lancer dans un projet d’infrastructure, il est important d’en définir l’usage à court, moyen et long terme. En effet cette réflexion initiale permet de dimensionner avec justesse le réseau dés le départ en terme de bande passante. Dans le cas présent les caméras de vidéo-surveillance impliquent l’utilisation de composants compatibles avec un débit d’informations élevé.

La cybersécurité du réseau

En outre dans le cas d’entreprises essentielles ou importantes (EE et EI) la nouvelle directive NIS2 européenne rentre en application. Cette directive, qui vise à protéger la souveraineté de l’Europe, oblige des entreprises clés à avoir une politique de cybersécurité ad’hoc. Et les entreprises agro-alimentaires, sans lesquelles un état ne peut subvenir à ses besoins, rentrent bien entendu dans le cadre de cette directive.

La couverture du réseau

Dans le cadre de la mise en place d’un réseau WiFi, une étude radio sur site est nécessaire si de nombreux obstacles métalliques ou moteurs sont présents. En effet ces composants électriques génèrent des perturbations électromagnétiques, susceptibles de brouiller les signaux radios.  
En revanche, quand le site n’est pas concerné par les perturbations électromagnétiques , une étude sur plan avec altimétrie est suffisante, dans 95% des cas.

Etude pour déterminer les distances entre point d'accès WiFi en fonction de l'hauteur de l'antenne

L’alimentation du réseau

Dans le cas d’un site isolé la mise en place d’une alimentation par batterie est une solution pratique. Dans ce cas les composants doivent non seulement pouvoir être alimentés par un courant continu basse tension, mais aussi consommer le moins d’énergie possible pour éviter une panne de courant.

La solution WiFi Moxa

Sphinx recommande dans le cas présent les solutions réseaux MOXA ( Sphinx est le distributeur n°1 de MOXA en 2022 sur la zone EMEA).

Installation et maintenance simplifiée

Les produits Industriels MOXA peuvent être connectés au réseau via un seul câble PoE, branché sur la prise Ethernet. Ce câble assure à la fois l’alimentation basse tension et le transfert des données. Il n’y a donc pas deux câbles à tirer mais un seul.
Remarque : si le périphérique concerné, par exemple une caméra, est connecté à un switch sans port Ethernet PoE il est possible d’insérer entre le switch et la caméra un injecteur PoE qui assurera l’alimentation via le câble réseau du périphérique.

Couverture du réseau

Pour définir la couverture des différents points d’accès WiFi, MOXA propose au experts Sphinx un outil calculateur WLAN très précieux , à découvrir à la fin de cet article.
En effet ce calculateur MOXA permet de calculer théoriquement, selon la distance entre point d’accès WiFi et client WiFi, la bande passante disponible. Même s’il ne s’agit que d’un calcul théorique, il est possible de prendre en compte des paramètres tel que le milieu ( perturbations électromagnétiques ou non ) ainsi que le type d’antenne utilisée. ( Omnidirectionnel – directive , à gain fort ou bien basique ).
Une fois définie la bande passante minimale exigée par l’ application, le choix du nombre et de l’emplacement des points d’accès WiFi MOXA est un jeu d’enfant pour nos experts.
Dans le cas présent un seul point d’accès WiFi devrait être suffisant pour couvrir le périmètre indiqué, à condition d’y associer une antenne de qualité.

Les points d’accès WiFi MOXA conseillés par nos experts

Pour la demande du client qui nous intéresse ici, il s’agit d’une installation fixe. Donc des outils aux performances élevés pour s’assurer que le roaming fonctionnera ne sont pas nécessaires ( le roaming assure la continuité du signal WiFi quand la vitesse de déplacement d’un objet connecté rend cette continuité compliquée).

En général, la solution WiFi que recommande Sphinx dans un cas de ce type est un contrôleur d’accès sans fil tel que le WAC-1001, associé à plusieurs points d’accès WiFi compatibles avec la technologie Turbo Roaming.

Dans le cas de cette demande sans besoin particulier d’itinérance, un des points clé est la consommation de bande passante liée à la vidéo surveillance . Il est donc préférable d’investir dans des bornes WiFi avec des débits élevés, soit du WiFi 5, avec l’AWK-3252A , ou du WiFi 6 avec les AWK-1160C .

Ce choix de borne WiFi permettra d’avoir un réseau pérenne, compatible avec des caméras à plus haute résolution dans le futur.

En outre la sécurité du réseau sans fil est un point primordial. Les bornes telles que l’AWK-3252A ou l’AWK-1160C sont conformes à l‘IEC 62443-4-3 et utilisent une encryption de pointe en WPA3. Pour les applications les plus critiques (défense, installation nucléaires, …) ces équipements, certifiés IEC-62443-4-2, garantissent le meilleur niveau d’incorruptibilité du matériel à ce jour.

Calculateur de portée et bande passante de réseau WLAN


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