Predstavljamo vam kratak pregled nove Huawei arhitekture - HiCampus, koja se zasniva na potpuno bežičnom pristupu za korisnike, IP + POL i inteligentnoj platformi na vrhu fizičke infrastrukture.
Početkom 2020. godine predstavili smo dvije nove arhitekture koje su se ranije koristile isključivo u Kini. O HiDC-u, koji je prvenstveno dizajniran za postavljanje infrastrukture data centara, već je objavljeno na Habréu u proljeće . Pogledajmo sada generalno HiCampus, arhitekturu šireg profila.
Zašto je HiCampus potreban
Nalet događaja koje je pandemija i otpor prema njoj, htjeli-ne htjeli, potaknuli su mnoge da brzo shvate da su kampusi temelj novog intelektualnog svijeta. Opća riječ “kampus” uključuje ne samo uredske prostore, već i istraživačke institute, laboratorije, univerzitete zajedno sa studentskim kampusima i još mnogo toga.
Samo u Rusiji, Huawei ima preko hiljadu programera od sredine 2020. Štaviše, za dvije do tri godine bit će ih otprilike pet puta više. I koncentrisani su upravo na kampuse, gdje im moramo pružiti besprijekornu uslugu na zahtjev, bez da čekaju.
Zapravo, za krajnjeg korisnika, HiCampus je zaista, prije svega, pogodnije radno okruženje nego prije. Pomaže preduzećima da povećaju efikasnost proizvodnje, a osim toga, ispostavilo se da im je lakše raditi.
U međuvremenu, sve je više korisnika na kampusima, a oni imaju sve više uređaja. Dobro je što još uvijek nije svaka jakna opremljena Wi-Fi modulom: "pametna odjeća" je i dalje kuriozitet, ali je moguće da će uskoro ući u široku upotrebu. Kao rezultat toga, bez radikalnih tehnoloških promjena, kvaliteta usluge na mreži opada. Nije ni čudo: potrošnja saobraćaja raste, potrošnja energije raste, a nove usluge zahtijevaju sve više resursa raznih vrsta. U međuvremenu, vlasnici preduzeća i upravni odbori, često inspirisani tempom kojim se oko njih odvija digitalna transformacija, uključujući i među njihovim konkurentima, žele nove mogućnosti – brzo i jeftino („Šta, nemamo video nadzor sa prepoznavanjem lica u našoj kancelariji? Zašto?! "). Osim toga, danas očekuju sinergijski učinak od mrežne infrastrukture: postavljanje mreže samo radi mreže više nije prihvaćeno i nije u duhu vremena.
Ovo su problemi koje je HiCampus dizajniran da riješi. Razlikujemo tri sekcije, od kojih svaka donosi svoje prednosti arhitekturi. Navodimo ih redom od nižeg prema višem:
- potpuno bežični;
- sve optičko;
- intelektualac.
Potpuno bežični rez
Osnova potpuno bežičnog rezanja je Huaweijevo proizvodno rješenje bazirano na Wi-Fi šestoj generaciji. U poređenju sa Wi-Fi 5, to omogućava četvorostruko povećati broj istovremeno povezanih korisnika i osloboditi “stanovnike” kampusa potrebe da se bilo gdje povezuju na mrežu “putem žice”.
Nova linija proizvoda AirEngine, na kojoj je izgrađeno bežično okruženje HiCampus, uključuje pristupne tačke (AP) za različite scenarije: za industrijsku upotrebu sa IoT-om, za upotrebu na otvorenom. Dizajn, dimenzije i načini montaže uređaja također omogućavaju sve moguće slučajeve upotrebe.
Inovacije u TD-u, na primjer, povećan broj antena za prijem (sada ih ima 16) dugujemo našem razvojnom centru u Tel Avivu: naše kolege koje tamo rade donijele su veliki dio svog prethodnog iskustva u poboljšanju WiMAX i 6G mreža u Wi-Fi 5, zahvaljujući kojem su uspjeli ozbiljno optimizirati kašnjenje i propusnost AirEngine bodova. Kao rezultat toga, bili smo u mogućnosti da garantujemo propusnost najmanje datog nivoa za svakog klijenta: fraza „100 Mbit/s svuda“ nije prazna fraza u našem slučaju.
Kako se to dogodilo? Hajde da se ukratko osvrnemo na teoriju. Prema Šenonovoj teoremi, propusnost pristupne tačke je određena (a) brojem prostornih tokova, (b) širinom pojasa i odnosom signal-šum. Huawei je napravio modifikacije u odnosu na prethodne proizvode na sve tri tačke. Dakle, naši AP su sposobni da se formiraju do 12 prostornih tokova — jedan i po puta više od vrhunskih modela drugih proizvođača. Osim toga, mogu podržati osam prostornih tokova širine 160 MHz naspram, u najboljem slučaju, osam 80 MHz streamova od konkurenata. Konačno, zahvaljujući tehnologiji Smart Antenna, naše pristupne tačke pokazuju značajno veću toleranciju na smetnje i viši nivo RSSI kada ih primi klijent.
Krajem 2019. godine naše kolege iz Tel Aviva dobile su najvišu nagradu u kompaniji upravo zato što su na čipu koji podržava Wi- Fi 802.11ax. Rezultat je postignut kako upotrebom novih materijala tako i uz pomoć naprednije algoritamske baze ugrađene u procesor. Otuda i drugi povoljni aspekti Wi-Fi 6 „kako ga tumači Huawei“. Konkretno, implementiran je višekorisnički MIMO mehanizam, zahvaljujući kojem se po korisniku može dodijeliti do osam prostornih tokova; MU-MIMO je dizajniran da koristi cjelokupni resurs antene pristupne točke u prijenosu informacija do klijenata. Naravno, osam streamova odjednom neće biti dodijeljeno nijednom pametnom telefonu, ali laptopu najnovije generacije ili VR kompleksu za industrijske svrhe - sasvim dobro.
Dakle, sa 16 prostornih tokova na fizičkom sloju, moguće je postići 10 Gbit/s po tački. Na nivou saobraćaja aplikacije, efikasnost medija za prenos podataka biće 78–80%, odnosno oko 8 Gbit/s. Rezervirajmo da je to istina u slučaju rada kanala od 160 MHz. Naravno, Wi-Fi 6 je prvenstveno dizajniran za masovne veze, a ako ih ima na desetine, onda svaka pojedinačna veza neće biti tako velike brzine.
U laboratorijskim uslovima smo u više navrata vršili testove koristeći iPerf uslužni program za opterećenje - i zabilježili da dvije hi-end Huawei tačke iz AirEngine linije, koristeći osam prostornih tokova širine od 160 MHz svaki, razmenjuju podatke na nivou aplikacije brzinom od oko 8,37 Gbit/s. Neophodno je napomenuti: da, imaju poseban firmver, dizajniran da otkrije potencijal opreme tokom testiranja, ali činjenica ostaje činjenica.
Inače, Huawei vodi Zajedničku laboratoriju za validaciju u Rusiji sa velikom flotom Wi-Fi opreme. Ranije smo koristili uređaje sa M.2 čipovima drugih proizvođača, ali sada pokazujemo performanse Wi-Fi 6 na telefonima vlastite proizvodnje, na primjer P40.
Gornje ilustracije pokazuju da jedan strukturni blok, kojih ima četiri u pristupnoj tački, sadrži i četiri elementa – ukupno 16 antena za odašiljanje-prijem koje rade u dinamičkom režimu. Što se tiče beamforminga, zahvaljujući upotrebi većeg broja antena na elementu, moguće je formirati uži i duži snop i pouzdanije „voditi“ klijenta, pružajući mu poboljšano korisničko iskustvo.
Zbog upotrebe dodatnih patentiranih materijala postižu se visoke električne performanse same antene. Ovo rezultira manjim postotkom gubitaka signala i mnogo boljim parametrima refleksije signala.
U našim laboratorijama smo u više navrata provodili testove kako bismo uporedili jačinu signala pristupnih tačaka na istoj udaljenosti pokrivenosti. Gornja ilustracija pokazuje da su dva AP-a koji podržavaju Wi-Fi 6 instalirana na stativima: jedan (crveni) sa pametnim antenama kompanije Huawei, drugi bez njih. Udaljenost od tačke do telefona u oba slučaja je 13 m. Pod ostalim jednakim uslovima - isti frekvencijski opseg je 5 GHz, frekvencija kanala je 20 MHz itd. - u prosjeku razlika u jačini signala između uređaja je 3 dBm, a prednost je na strani tačke Huawei.
Drugi test koristi iste Wi-Fi 6 tačaka, isti opseg od 20 MHz, isto graničnu vrijednost od 5 GHz. Na udaljenosti od 13 m nema značajne razlike, ali čim udvostručimo udaljenost, indikatori se razilaze za gotovo red veličine (7 dBm) - u korist našeg AirEnginea.
Koristeći 5G tehnologije - DynamicTurbo, zahvaljujući kojoj se promet VIP korisnika daje prioritet na osnovu bežičnog okruženja, postižemo uslugu kakva do sada nije viđena u Wi-Fi okruženju (npr. top menadžer kompanije neće redovno pitati ti zašto on ima ovu slabu vezu). Do sada su bili gotovo isključivo domen svijeta žičanog umrežavanja - bilo TDM ili IP Hard Pipe, s naglašenim MPLS tunelima.
Wi-Fi 6 takođe oživljava koncept besprekornog rominga. To je sve zahvaljujući činjenici da je mehanizam migracije između tačaka izmijenjen: prvo se korisnik povezuje na novi, a tek onda se odvaja od starog. Ova inovacija ima blagotvoran učinak na rad u scenarijima kao što su telefonija preko Wi-Fi-ja, telemedicina i automobilizam, odnosno rad autonomnih robota, dronova itd., za koje je ključno održavanje neprekidne veze sa kontrolnim centrom.
Gornji mini-video prikazuje na razigran način potpuno moderan slučaj korišćenja Wi-Fi 6 kompanije Huawei. Pas u crvenom kombinezonu ima VR naočare "zakačene" za AirEngine tačku, koja se brzo prebacuje i osigurava minimalna kašnjenja u prijenosu informacija. Drugi pas je imao manje sreće: slične naočare postavljene na njegovu glavu povezane su s TD-om drugog prodavca (iz etičkih razloga, naravno, nećemo ga imenovati), i iako prekidi i zastoji nisu fatalni, one ometaju rad. preklapanje virtuelnog okruženja na okolni prostor u realnom vremenu.
Unutar Kine arhitektura se koristi svom snagom. Preko njegovih rješenja izgrađeno je oko 600 kampusa, od kojih je dobra polovina usklađena s HiCampus principima od početka do kraja.
Kao što praksa pokazuje, najefikasnija upotreba HiCampusa je za saradnju u kancelarijskim prostorima, u „pametnim fabrikama“ sa svojim mobilnim autonomnim robotima – AGV, kao i na mestima sa puno ljudi. Na primjer, na međunarodnom aerodromu u Pekingu, gdje je raspoređena Wi-Fi 6 mreža koja pruža bežične usluge putnicima na cijeloj teritoriji; Između ostalog, zahvaljujući infrastrukturi kampusa, aerodrom je uspio smanjiti vrijeme čekanja u redu za 15% i uštedjeti 20% na osoblju.
Potpuni optički rez
Sve više gradimo kampuse po novom modelu - IP + POL, a nimalo ne povinujući se diktatu hirova tehnološke mode. Dosadašnji dominantni pristup, u kojem smo, prilikom postavljanja mrežne infrastrukture u zgradi, optiku razvukli do poda, a zatim je ožičili bakrom, nametnuo je stroga ograničenja arhitekturi. Dovoljno je da ako je bila neophodna nadogradnja, trebalo je promijeniti gotovo cjelokupno okruženje na nivou sprata. Sam materijal, bakar, takođe nije idealan: i sa stanovišta propusnosti, i sa stanovišta životnog ciklusa, i sa stanovišta daljeg razvoja životne sredine. Naravno, bakar je svima bio razumljiv i omogućio je brzo i jeftino kreiranje jednostavnih mrežnih rješenja. Istovremeno, u smislu ukupnih troškova vlasništva i potencijala za nadogradnju mreže, bakar gubi u odnosu na optiku 2020. godine.
Superiornost optike posebno dolazi do izražaja kada je potrebno planirati dug životni ciklus infrastrukture (i dugo vremena procijeniti troškove iste), kao i kada se suočava sa ozbiljnom evolucijom. Na primjer, potrebno je da 4K kamere i 8K televizori ili drugi digitalni signali visoke rezolucije stalno funkcionišu u okruženju. U takvim situacijama, najrazumnije rješenje bi bilo korištenje potpuno optičke mreže pomoću optičkih prekidača. Ranije je faktor zaustavljanja pri odabiru ovakvog modela izgradnje kampusa bio mali broj krajnjih terminala – jedinica optičke mreže (ONU). Trenutno, ne samo korisničke mašine nude mogućnost povezivanja preko terminala na optičku mrežu. Primopredajnik koji radi sa POL mrežom se ubacuje u istu Wi-Fi tačku, a mi primamo bežičnu uslugu preko optičke mreže velike brzine.
Dakle, možete u potpunosti implementirati Wi-Fi 6 uz malo truda: postavite IP + POL mrežu, povežite Wi-Fi na nju i lako povećajte performanse. Jedino što je u slučaju Wi-Fi tačaka potrebno lokalno napajanje. Inače, ništa nas ne sprečava da povećamo mrežu na 10 ili 50 Gbit/s.
Uvođenje potpuno optičkih mreža ima smisla u različitim situacijama. Na primjer, teško im je zamisliti alternativu u starim kućama s velikim rasponima. Ako nikada niste obnovili zgradu u centru Moskve, vjerujte mi, imate veliku sreću: obično su svi prolazi kablova u takvim zgradama začepljeni, a da biste mudro organizirali lokalnu mrežu, ponekad morate učiniti sve od ogrebotina. U slučaju POL rješenja, možete položiti optički kabel, distribuirati ga razdjelnicima i stvoriti modernu mrežu.
Isto važi i za obrazovne ustanove sa zgradama stare arhitekture, hotelskim kompleksima i ogromnim zgradama, uključujući aerodrome.
Vođeni principom prakticiranja onoga što propovijedate, počeli smo od sebe u organizaciji mrežnih okruženja koristeći IP LAN + POL model. Završen prije godinu i po, ogroman Huawei kampus na jezeru Songshan (Kina) ukupne površine više od 1,4 miliona m² jedan je od prvih slučajeva implementacije HiCampus arhitekture; njegove zgrade, inače, svojim izgledom reproduciraju poznate spomenike evropske arhitekture. Naprotiv, unutra je sve maksimalno moderno.
Od centralne zgrade, optičke linije se razilaze do susjednih, „predmetnih“ kampusa, gdje su, zauzvrat, raspoređene po spratovima itd. Wi-Fi 6 pristupnih tačaka koje pokrivaju cijelu teritoriju, shodno tome, „sjede“ na optici.
Kampus ima čitav niz usluga koje zahtijevaju stabilnu vezu velike brzine, uključujući video nadzor pomoću kamera visoke definicije. Međutim, ne služe samo za video nadzor. Digitalna platforma na ulazu u kampus preko ovih istih kamera identifikuje uposlenika po licu, zatim postavlja svoju RFID bedž na pristupni terminal i tek nakon uspješne autentifikacije po dva kriterija otvaraju se vrata i dobija pristup bežičnoj mreži i digitalnim uslugama kampusa; neće moći da uđe unutra sa tuđom značkom. Osim toga, VDI usluga (cloud desktop), sistem konferencijskih poziva i mnoge druge usluge bazirane na Wi-Fi 6 sa optičkom vezom dostupne su u cijelom kompleksu.
Upotreba potpuno umreženih optičkih rješenja, između ostalog, štedi mnogo prostora i zahtijeva mnogo manje ljudi za njihovo održavanje. Tako se, prema našoj statistici, u prosjeku ulaganja u infrastrukturu smanjuju za 40 posto zahvaljujući optičkom sloju.
Potpuno inteligentni komad
Pored fizičkih rješenja povezanih s optičkim i bežičnim medijima za prijenos podataka, HiCampus je čvrsto integriran s Horizon inteligentnom platformom, koja služi u svrhu digitalne transformacije i omogućava vam da izvučete više vrijednosti iz infrastrukture.
Za zadatke koji se odnose na samu infrastrukturu koristi se osnovni upravljački sloj na platformi .
Njegova prva svrha je korištenje tehnologija strojnog učenja za praćenje mreže. Konkretno, ML algoritmi su omogućili implementaciju CampusInsight O&M 1-3-5 modula u iMaster NCE: u roku od jednog minuta se prima informacija o grešci, tri minuta se troši na njenu obradu, za pet minuta se eliminiše (za više detalje, pogledajte naš članak “"). Na ovaj način se ispravlja ne manje od 75–90% grešaka koje se pojave.
Drugi zadatak je inteligentniji - integrirati razne usluge vezane za „pametni kampus“ (ista kontrola mreže, video nadzor, itd.).
Kada mrežna infrastruktura ima nekoliko desetina pristupnih tačaka i nekoliko kontrolera, ništa vas ne sprečava da s njih uhvatite promet i ručno ga analizirate pomoću Wiresharka. Ali kada postoje hiljade tačaka, desetine kontrolera i sva ta oprema raspoređena na velikom području, otklanjanje problema postaje mnogo teže. Da bismo pojednostavili zadatak, razvili smo iMaster NCE CampusInsight rješenje (imali smo zasebno ). Uz njegovu pomoć, akumuliranjem informacija sa uređaja - Layer-1 / Layer-4 paketa - možete brzo pronaći kvarove u mrežnom okruženju.
Proces izgleda ovako: Platforma nam, na primjer, pokazuje da korisnik ne radi dobro s radio autentifikacijom. Ona analizira i ukazuje na kom koraku je došlo do problema. A ako je to povezano sa okruženjem, onda će nam platforma ponuditi da rešimo problem (u interfejsu se pojavljuje dugme Reši). Video ispod pokazuje kako sistem prima obavijest da je došlo do odbijanja RADIUS-a: najvjerovatnije, ili je korisnik pogrešno unio lozinku ili se lozinka promijenila. Dakle, bez bjesomučnih pokušaja da se shvati što se događa, moguće je uštedjeti mnogo vremena; na sreću, svi podaci su sačuvani i pozadinu određenog sudara je lako proučiti.
Uobičajena priča: dolazi vam vlasnik kompanije ili CTO i žali se da se neka važna osoba u vašoj kancelariji jučer nije mogla povezati na bežičnu mrežu. Moramo riješiti problem. Moguće je da postoji rizik od gubitka kvartalnog bonusa. U normalnoj situaciji nemoguće je riješiti problem bez pronalaženja tog istog VIP korisnika. Ali šta ako se radi o nekom vrhunskom menadžeru ili zamjeniku ministra s kojim se nije lako upoznati, a još manje tražiti pametni telefon da bi shvatili problem? U izbjegavanju ovakvih situacija pomaže Huawei proizvod koji koristi našu FusionInsight distribuciju velikih podataka, koji pohranjuje cjelokupnu akumuliranu količinu znanja o tome šta se dogodilo na mreži, zahvaljujući kojoj se retrospektivnom analizom može doći do porijekla bilo kojeg problema.
Važni su uređaji i njihova povezanost. Ali da bi se izgradio istinski „pametan“ kampus, potreban je softverski dodatak.
Prije svega, HiCampus koristi platformu oblaka na vrhu fizičkog sloja. Može biti privatno, javno ili hibridno. Ovo je, pak, slojevito sa uslugama za rad s podacima. Cijeli ovaj set softvera je digitalna platforma. Sa konceptualne tačke gledišta, zasniva se na principima Relationship, Open, Multi-Ecosystem, Any-Connect - skraćeno ROMA (o njima i platformi u cjelini biće odvojeni webinar i post). Pružajući veze između komponenti okruženja, Horizon ga čini holističkijim, što se dodatno potvrđuje kako u poslovnim pokazateljima, tako iu udobnosti korisnika.
Zauzvrat, Huawei IOC (Intelligent Operation Center) je dizajniran da prati „zdravlje“ kampusa, energetsku efikasnost i sigurnost, i što je najvažnije, daje opšti pregled onoga što se dešava u kampusu. Na primjer, zahvaljujući shemi vizualizacije (vidi. ) biće jasno da je kamera reagovala na neki alarmantni faktor, a iz nje možete odmah dobiti sliku. Ako iznenada dođe do požara, lako je pomoću RFID senzora provjeriti da li su svi ljudi napustili prostorije.
A zahvaljujući činjenici da se na Huawei pristupne tačke mogu povezati dodatni moduli koji rade putem RFID-a, ZigBee-a ili Bluetooth-a, nije teško stvoriti okruženje koje će osjetljivo pratiti situaciju u kampusu i signalizirati razne probleme. Osim toga, IOC olakšava inventarizaciju imovine u realnom vremenu, a općenito, rad sa kampusom kao inteligentnom jedinicom otvara mnogo mogućnosti.
Naravno, pojedinačni dobavljači na tržištu mogu ponuditi neka rješenja slična onima koja su uključena u HiCampus, na primjer, potpuno optički pristup. Međutim, niko nema holističku arhitekturu, čije smo glavne prednosti pokušali otkriti u postu.
I na kraju, dodamo da možete saznati više o našim rješenjima pametnog kampusa, pa čak i isprobati neka od njih, na našoj web stranici projekta .
***
I ne zaboravite na naše brojne webinare, koji se održavaju ne samo u segmentu ruskog govornog područja, već i na globalnom nivou. Lista webinara za naredne sedmice dostupna je na .
izvor: www.habr.com