Vi gør dig opmærksom på et kort overblik over Huaweis nye arkitektur - HiCampus, som er baseret på fuldstændig trådløs adgang for brugere, IP + POL og en intelligent platform oven i fysisk infrastruktur.
I begyndelsen af 2020 introducerede vi to nye arkitekturer, som tidligere udelukkende blev brugt i Kina. Om HiDC, der primært er designet til udrulning af datacenterinfrastruktur, blev allerede offentliggjort på Habré i foråret . Lad os nu tage et generelt kig på HiCampus, en arkitektur med bredere profil.
Hvorfor HiCampus er nødvendig
Den byge af begivenheder, som pandemien og modstanden mod den medførte, med vilje, fik mange til hurtigt at komme til den forståelse, at campusser er grundlaget for en ny intellektuel verden. Det generelle ord "campus" omfatter ikke kun kontorområder, men også forskningsinstitutter, laboratorier, universiteter sammen med studerende campusser og mere.
Alene i Rusland har Huawei over tusind udviklere i midten af 2020. Desuden vil der om to til tre år være cirka fem gange flere af dem. Og de er netop koncentreret om campusser, hvor vi skal give dem problemfri service på efterspørgsel, uden at få dem til at vente.
For slutbrugeren er HiCampus faktisk først og fremmest et mere bekvemt arbejdsmiljø end før. Det hjælper virksomheder med at øge produktionseffektiviteten, og derudover viser det sig at være lettere for dem at betjene.
I mellemtiden er der flere og flere brugere på campusser, og de har flere og flere enheder. Det er godt, at ikke alle jakker endnu er udstyret med et Wi-Fi-modul: "smart tøj" er stadig en kuriosum, men det er muligt, at det snart vil komme i bred brug. Som et resultat falder kvaliteten af tjenesten på netværket uden radikale teknologiske ændringer. Ikke så mærkeligt: Trafikforbruget stiger, energiforbruget stiger, og nye tjenester kræver flere og flere ressourcer af forskellig art. I mellemtiden ønsker virksomhedsejere og bestyrelser, ofte inspireret af det tempo, hvormed den digitale transformation finder sted omkring dem, også blandt deres konkurrenter, nye muligheder - hurtigt og billigt ("Hvad, vi har ikke videoovervågning med ansigtsgenkendelse på vores kontor? Hvorfor?! "). Derudover forventer de i dag en synergistisk effekt af netværksinfrastrukturen: At udrulle et netværk for netværkets skyld alene accepteres ikke længere, og det er ikke i tidens ånd.
Det er de problemer, som HiCampus er designet til at løse. Vi skelner mellem tre sektioner, som hver bringer sine egne fordele til arkitekturen. Vi lister dem i rækkefølge fra lavere til højere:
- fuldstændig trådløs;
- alle optiske;
- intellektuelle.
Fuldstændig trådløst snit
Grundlaget for det helt trådløse snit er Huaweis produktløsning baseret på sjette generations Wi-Fi. Sammenlignet med Wi-Fi 5 tillader det firdoblet øge antallet af samtidigt tilsluttede brugere og fritage "indbyggerne" på campus fra behovet for at oprette forbindelse til netværket "via ledning" hvor som helst.
Den nye AirEngine-produktlinje, som HiCampus trådløse miljø er bygget på, inkluderer adgangspunkter (AP'er) til en række forskellige scenarier: til industriel brug med IoT, til udendørs brug. Designet, dimensionerne og metoderne til montering af enheder giver også mulighed for alle tænkelige anvendelsestilfælde.
Vi skylder innovationer i TD, for eksempel et øget antal antenner til modtagelse (der er nu 16 af dem) til vores udviklingscenter i Tel Aviv: vores kolleger, der arbejder der, bragte meget af deres tidligere erfaring med at forbedre WiMAX- og 6G-netværk til Wi-Fi 5, takket være hvilket de for alvor var i stand til at optimere latensen og gennemløbet af AirEngine-punkter. Som et resultat var vi i stand til at garantere en gennemstrømning på mindst et givet niveau til hver klient: sætningen "100 Mbit/s overalt" er ikke en tom sætning i vores tilfælde.
Hvordan skete det? Lad os kort vende os til teorien her. Ifølge Shannons sætning bestemmes gennemløbet af et adgangspunkt af (a) antallet af rumlige strømme, (b) båndbredden og signal-til-støj-forholdet. Huawei har foretaget ændringer i forhold til tidligere produkter på alle tre punkter. Således er vores AP'er i stand til at dannes op til 12 rumlige strømme — halvanden gang mere end topmodeller fra andre leverandører. Derudover kan de understøtte otte 160 MHz brede spatiale streams mod i bedste fald otte 80 MHz streams fra konkurrenter. Endelig, takket være Smart Antenna-teknologi, viser vores adgangspunkter betydeligt større interferenstolerance og højere RSSI-niveauer, når de modtages af klienten.
I slutningen af 2019 modtog vores kolleger fra Tel Aviv den højeste pris i virksomheden, netop fordi de formåede at opnå et signal-til-støj-forhold (SNR) højere end en anden velkendt amerikansk producent på en chip, der understøtter Wi- Fi 802.11ax. Resultatet blev opnået både ved brug af nye materialer og ved hjælp af en mere avanceret algoritmisk base indbygget i processoren. Derfor de andre fordelagtige aspekter af Wi-Fi 6 "som fortolket af Huawei." Der er især implementeret en multi-user MIMO-mekanisme, takket være hvilken op til otte rumlige strømme kan allokeres pr. bruger; MU-MIMO er designet til at bruge hele adgangspunktets antenneressource til at overføre information til klienter. Selvfølgelig vil otte streams på én gang ikke blive tildelt nogen smartphone, men til en bærbar computer af den seneste generation eller et VR-kompleks til industrielle formål - ganske godt.
Med 16 rumlige streams på det fysiske lag er det således muligt at opnå 10 Gbit/s pr. punkt. På applikationstrafikniveau vil effektiviteten af datatransmissionsmediet være 78–80 %, eller omkring 8 Gbit/s. Lad os tage forbehold for, at dette er sandt i tilfælde af drift af 160 MHz-kanaler. Selvfølgelig er Wi-Fi 6 designet primært til masseforbindelser, og hvis der er snesevis af dem, så vil hver enkelt forbindelse ikke være så skyhøj hastighed.
Under laboratorieforhold udførte vi gentagne gange tests ved hjælp af iPerf-belastningsværktøjet - og registrerede, at to hi-end Huawei-punkter fra AirEngine-linjen ved hjælp af otte rumlige strømme med en bredde på 160 MHz hver, udveksle data på applikationsniveau med en hastighed på omkring 8,37 Gbit/s. Det er nødvendigt at komme med en bemærkning: ja, de har speciel firmware, designet til at afsløre udstyrets potentiale under test, men faktum er fortsat et faktum.
Huawei driver i øvrigt et Joint Validation Lab i Rusland med en omfattende flåde af Wi-Fi-udstyr. Tidligere brugte vi enheder med M.2-chips fra andre producenter i, men nu viser vi ydeevnen af Wi-Fi 6 på telefoner af vores egen produktion, for eksempel P40.
Illustrationerne ovenfor viser, at en enkelt strukturel blok, hvoraf der er fire i adgangspunktet, også indeholder fire elementer - i alt 16 sende-modtage-antenner, der fungerer i dynamisk tilstand. Med hensyn til stråleformning, takket være brugen af et større antal antenner på et element, er det muligt at danne en smallere og længere stråle og "guide" klienten mere pålideligt, hvilket giver ham en forbedret brugeroplevelse.
På grund af brugen af yderligere patenterede materialer opnås høj elektrisk ydeevne af selve antennen. Dette resulterer i en lavere procentdel af signaltab og meget bedre signalreflektionsparametre.
I vores laboratorier har vi gentagne gange udført tests for at sammenligne signalstyrken for adgangspunkter ved samme dækningsafstand. Illustrationen ovenfor viser, at to AP'er, der understøtter Wi-Fi 6, er installeret på stativer: den ene (rød) med smarte antenner fra Huawei, den anden uden dem. Afstanden fra punktet til telefonen er i begge tilfælde 13 m. Alt andet lige - samme frekvensområde er 5 GHz, kanalfrekvensen er 20 MHz osv. - i gennemsnit er forskellen i signalstyrke mellem enhederne 3 dBm, og fordelen er på siden af Huawei.
Den anden test bruger de samme Wi-Fi 6 punkter, det samme 20 MHz rækkevidde, det samme 5 GHz cutoff. I en afstand på 13 m er der ingen signifikant forskel, men så snart vi fordobler afstanden, divergerer indikatorerne med næsten en størrelsesorden (7 dBm) - til fordel for vores AirEngine.
Ved at bruge 5G-teknologier - DynamicTurbo, takket være hvilken trafik fra VIP-brugere prioriteres ud fra det trådløse miljø, opnår vi en tjeneste, der aldrig er set før i et Wi-Fi-miljø (f.eks. vil en virksomheds topchef ikke regelmæssigt spørge du hvorfor han har denne svage forbindelse). Indtil nu har de næsten udelukkende været domænet for den kablede netværksverden - enten TDM eller IP Hard Pipe, med MPLS-tunneler fremhævet.
Wi-Fi 6 bringer også liv i konceptet med problemfri roaming. Dette er alt sammen takket være, at migreringsmekanismen mellem punkter er blevet ændret: først forbinder brugeren til den nye og først derefter fjernes fra den gamle. Denne innovation har en gavnlig effekt på driften i scenarier som telefoni over Wi-Fi, telemedicin og bilindustrien, nemlig arbejdet med autonome robotter, droner osv., for hvilke det er afgørende at opretholde en uafbrudt forbindelse med kontrolcentret.
Minivideoen ovenfor viser på en legende måde et helt moderne tilfælde af brug af Wi-Fi 6 fra Huawei. Hunden i den røde overalls har VR-briller "hooked" til AirEngine-punktet, som skifter hurtigt og sikrer minimale forsinkelser i informationsoverførslen. En anden hund var mindre heldig: lignende briller placeret på hans hoved er forbundet med en TD fra en anden leverandør (af etiske årsager vil vi selvfølgelig ikke nævne det), og selvom afbrydelser og forsinkelser ikke er fatale, forstyrrer de overlejring af det virtuelle miljø på det omgivende rum i den rigtige tid.
Inde i Kina bliver arkitekturen brugt af al sin magt. Omkring 600 campusser er bygget ved hjælp af dets løsninger, hvoraf godt halvdelen overholder HiCampus principperne fra start til slut.
Som praksis viser, er den mest effektive brug af HiCampus til samarbejde i kontorlokaler, i "smarte fabrikker" med deres mobile autonome robotter - AGV, såvel som på overfyldte steder. For eksempel i Beijing International Airport, hvor et Wi-Fi 6-netværk er blevet installeret, der leverer trådløse tjenester til passagerer i hele territoriet; Blandt andet takket være campusinfrastrukturen kunne lufthavnen reducere ventetiden i kø med 15 % og spare 20 % på personalet.
Fuldt optisk snit
I stigende grad bygger vi campusser efter en ny model - IP + POL, og slet ikke adlyde diktaterne fra den teknologiske modes luner. Den tidligere dominerende tilgang, hvor vi, når vi installerede en netværksinfrastruktur i en bygning, strakte optikken til gulvet og derefter koblede den med kobber, pålagde strenge restriktioner på arkitekturen. Det er nok, at hvis en opgradering var nødvendig, skulle næsten hele miljøet i gulvniveau ændres. Selve materialet, kobber, er heller ikke ideelt: både ud fra et gennemløbssynspunkt og ud fra livscyklussynspunktet og ud fra en videreudvikling af miljøet. Kobber var naturligvis forståeligt for alle og gjorde det muligt at skabe simple netværksløsninger hurtigt og billigt. Samtidig taber kobber til optikken i 2020 med hensyn til samlede ejerskabsomkostninger og potentiale for netværksopgraderinger.
Optikkens overlegenhed er især tydelig, når det er nødvendigt at planlægge en lang livscyklus for infrastrukturen (og estimere omkostningerne ved det i lang tid), såvel som når den står over for en seriøs udvikling. For eksempel kræves det, at 4K-kameraer og 8K-tv eller anden højopløsnings digital skiltning konstant fungerer i miljøet. I sådanne situationer ville den mest rimelige løsning være at bruge et helt optisk netværk ved hjælp af optiske switches. Tidligere var den stoppende faktor ved valget af en sådan campuskonstruktionsmodel det lille antal endeterminaler - optiske netværksenheder (ONU). I øjeblikket tilbyder ikke kun brugermaskiner mulighed for at forbinde via terminaler til et optisk netværk. En transceiver, der arbejder med et POL-netværk, indsættes i det samme Wi-Fi-punkt, og vi modtager trådløs service gennem et optisk højhastighedsnetværk.
Således kan du fuldt ud implementere Wi-Fi 6 med en lille indsats: opsæt et IP + POL-netværk, tilslut Wi-Fi til det og øg nemt ydeevnen. Det eneste er, at i tilfælde af Wi-Fi-punkter kræves lokal strømforsyning. Ellers er der intet, der forhindrer os i at øge netværket til 10 eller 50 Gbit/s.
Implementering af helt optiske netværk giver mening i en række forskellige situationer. For eksempel har de svært ved at forestille sig et alternativ i gamle huse med lange spændvidder. Hvis du aldrig har genopbygget en bygning i centrum af Moskva, så tro mig, du er meget heldig: normalt er alle kabelpassager i sådanne bygninger tilstoppede, og for at organisere et lokalt netværk klogt, skal du nogle gange gøre alt fra kradse. Hvis der er tale om en POL-løsning, kan du lægge et optisk kabel, fordele det med splittere og skabe et moderne netværk.
Det samme gælder uddannelsesinstitutioner med bygninger af gammel arkitektur, hotelkomplekser og enorme bygninger, herunder lufthavne.
Guidet af princippet om at praktisere, hvad du prædiker, startede vi med os selv med at organisere netværksmiljøer ved hjælp af IP LAN + POL-modellen. Færdiggjort for halvandet år siden er det enorme Huawei-campus ved Songshan-søen (Kina) med et samlet areal på mere end 1,4 millioner m² et af de første tilfælde af implementering af HiCampus-arkitekturen; dens bygninger, i øvrigt, gengiver i deres udseende berømte monumenter af europæisk arkitektur. Tværtimod er alt indeni så moderne som muligt.
Fra den centrale bygning divergerer optiske linjer til tilstødende, "fag" campusser, hvor de til gengæld også er fordelt på tværs af etager osv. Wi-Fi 6 adgangspunkter, der dækker hele territoriet, "sidder" derfor på optikken.
Campus har en lang række tjenester, der kræver en stabil højhastighedsforbindelse, herunder videoovervågning ved hjælp af high-definition kameraer. De tjener dog ikke kun til videoovervågning. Digital platform ved campusindgangen gennem de samme kameraer identificerer han medarbejderen med ansigtet, derefter påfører han sit RFID-mærke på adgangsterminalen, og først efter vellykket autentificering i henhold til to kriterier vil dørene blive åbnet, og han vil få adgang til det trådløse netværk og digitale tjenester af campus; han vil ikke være i stand til at smutte indenfor med en andens badge. Derudover er VDI-tjeneste (cloud desktop), et konferenceopkaldssystem og mange andre tjenester baseret på Wi-Fi 6 med en optisk forbindelse tilgængelige i hele komplekset.
Brug af fuldt netværksforbundne optiske løsninger sparer blandt andet meget plads, og kræver langt færre folk til at vedligeholde dem. Ifølge vores statistik er investeringer i infrastruktur således i gennemsnit reduceret med 40% takket være det optiske lag.
Fuldstændig intelligent skive
Ud over de fysiske løsninger, der er forbundet med optiske og trådløse datatransmissionsmedier, er HiCampus tæt integreret med Horizon intelligente platform, som tjener formålet med digital transformation og giver dig mulighed for at udvinde mere værdi fra infrastrukturen.
Til opgaver relateret til selve infrastrukturen anvendes det underliggende ledelseslag på platformen .
Dets første formål er at bruge maskinlæringsteknologier til at overvåge netværket. Især ML-algoritmer gjorde det muligt at implementere CampusInsight O&M 1-3-5-modulet i iMaster NCE: inden for et minut modtages information om en fejl, tre minutter bruges på at behandle den, på fem minutter er den elimineret (for mere detaljer, se vores artikel ""). På denne måde bliver ikke mindre end 75–90 % af de fejl, der opstår, rettet.
Den anden opgave er mere intelligent - at integrere forskellige tjenester relateret til den "smarte campus" (samme netværkskontrol, videoovervågning osv.).
Når netværksinfrastrukturen har flere dusin adgangspunkter og et par controllere, er der intet, der forhindrer dig i at fange trafik fra dem og parse det manuelt ved hjælp af Wireshark. Men når der er tusindvis af point, snesevis af controllere, og alt dette udstyr er spredt over et stort område, bliver fejlfinding meget vanskeligere. For at forenkle opgaven udviklede vi iMaster NCE CampusInsight-løsningen (vi havde en separat ). Med dens hjælp kan du ved at akkumulere information fra enheder - Layer-1 / Layer-4-pakker - hurtigt finde fejl i netværksmiljøet.
Processen ser således ud: Platformen viser os for eksempel, at brugeren ikke har det godt med radiogodkendelse. Hun analyserer og angiver, i hvilket trin problemet opstod. Og hvis det er relateret til miljøet, vil platformen tilbyde os at løse problemet (Løs-knappen vises i grænsefladen). Videoen nedenfor viser, hvordan systemet modtager en meddelelse om, at der er sket en RADIUS-afvisning: højst sandsynligt har brugeren enten indtastet adgangskoden forkert, eller adgangskoden er ændret. Uden hektiske forsøg på at finde ud af, hvad der foregår, er det således muligt at spare en masse tid; heldigvis er alle data gemt, og baggrunden for en bestemt kollision er let at studere.
En almindelig historie: en virksomhedsejer eller CTO kommer til dig og klager over, at en vigtig person på dit kontor i går ikke var i stand til at oprette forbindelse til det trådløse netværk. Vi er nødt til at løse problemet. Muligvis med risiko for at miste kvartalsbonussen. I en normal situation er det umuligt at løse problemet uden at finde den samme VIP-bruger. Men hvad nu hvis det er en topchef eller viceminister, som det ikke er nemt at mødes med, og endnu mindre bede ham om en smartphone for at forstå problemet? Et Huawei-produkt, der bruger vores FusionInsight big data distribution, hjælper med at undgå sådanne situationer, som gemmer hele den akkumulerede mængde viden om, hvad der skete på netværket, takket være hvilken oprindelsen af ethvert problem kan nås gennem retrospektiv analyse.
Enheder og deres tilslutningsmuligheder er vigtige. Men for at bygge en virkelig "smart" campus er der brug for et softwaretillæg.
Først og fremmest bruger HiCampus en cloud-platform oven på det fysiske lag. Det kan være privat, offentligt eller hybridt. Dette er til gengæld lagdelt med tjenester til at arbejde med data. Hele dette sæt af software er en digital platform. Fra et konceptuelt synspunkt er det baseret på principperne Relationship, Open, Multi-Ecosystem, Any-Connect - ROMA for kort (der vil også være et separat webinar og indlæg om dem og platformen som helhed). Ved at give forbindelser mellem komponenter i miljøet gør Horizon det mere holistisk, hvilket yderligere bekræftes i både forretningsindikatorer og brugerkomfort.
Til gengæld er Huawei IOC (Intelligent Operation Center) designet til at overvåge "sundheden" på campus, energieffektivitet og sikkerhed, og vigtigst af alt, giver det et generelt overblik over, hvad der sker på campus. For eksempel takket være visualiseringsskemaet (se. ) vil det være tydeligt, at kameraet reagerede på en eller anden alarmerende faktor, og du kan øjeblikkeligt få et billede fra det. Hvis der pludselig opstår brand, er det nemt at kontrollere ved hjælp af RFID-sensorer, om alle personer har forladt lokalerne.
Og takket være det faktum, at yderligere moduler, der fungerer via RFID, ZigBee eller Bluetooth, kan tilsluttes Huawei-adgangspunkter, er det ikke svært at skabe et miljø, der følsomt overvåger situationen på campus og signalerer en række problemer. Derudover gør IOC det nemt at opgøre aktiver i realtid, og generelt åbner arbejdet med campus som en intelligent enhed op for en masse muligheder.
Selvfølgelig kan individuelle leverandører på markedet levere nogle løsninger, der ligner dem, der er inkluderet i HiCampus, for eksempel helt optisk adgang. Ingen har dog en holistisk arkitektur, hvis vigtigste fordele vi forsøgte at afsløre i indlægget.
Og endelig vil vi tilføje, at du kan finde ud af mere om vores smarte campusløsninger, og endda prøve nogle af dem, på vores projektwebsted .
***
Og glem ikke vores talrige webinarer, der ikke kun afholdes i det russisktalende segment, men også på globalt plan. En liste over webinarer for de kommende uger er tilgængelig på .
Kilde: www.habr.com