Nous attirons votre attention sur un bref aperçu de la nouvelle architecture de Huawei - HiCampus, qui repose sur un accès entièrement sans fil pour les utilisateurs, IP + POL et une plate-forme intelligente au-dessus de l'infrastructure physique.
Début 2020, nous avons introduit deux nouvelles architectures qui étaient auparavant utilisées exclusivement en Chine. À propos de HiDC, conçu principalement pour le déploiement d'infrastructures de centres de données, a déjà été publié sur Habré au printemps . Jetons maintenant un aperçu général de HiCampus, une architecture à profil plus large.
Pourquoi HiCampus est nécessaire
Le tourbillon d’événements que la pandémie et la résistance à celle-ci ont entraîné, bon gré mal gré, ont incité de nombreuses personnes à rapidement comprendre que les campus sont le fondement d’un nouveau monde intellectuel. Le mot général « campus » inclut non seulement les zones de bureaux, mais également les instituts de recherche, les laboratoires, les universités ainsi que les campus étudiants et bien plus encore.
Rien qu'en Russie, Huawei comptait plus d'un millier de développeurs à la mi-2020. De plus, dans deux à trois ans, ils seront environ cinq fois plus nombreux. Et ils se concentrent précisément sur les campus, où nous devons leur fournir un service continu à la demande, sans les faire attendre.
En fait, pour l'utilisateur final, HiCampus est avant tout un environnement de travail plus pratique qu'auparavant. Cela aide les entreprises à accroître l’efficacité de leur production et, en outre, il s’avère plus facile pour elles de fonctionner.
Pendant ce temps, il y a de plus en plus d’utilisateurs sur les campus, et ils disposent de plus en plus d’appareils. C'est bien que toutes les vestes ne soient pas encore équipées d'un module Wi-Fi : les « vêtements intelligents » sont encore une curiosité, mais il est possible qu'ils soient bientôt largement utilisés. De ce fait, sans changements technologiques radicaux, la qualité de service sur le réseau diminue. Ce n’est pas étonnant : la consommation de trafic augmente, la consommation d’énergie augmente et les nouveaux services nécessitent de plus en plus de ressources de toutes sortes. Pendant ce temps, les chefs d'entreprise et les conseils d'administration, souvent inspirés par le rythme auquel la transformation numérique se déroule autour d'eux, y compris chez leurs concurrents, veulent de nouvelles opportunités - rapidement et à moindre coût (« Quoi, nous n'avons pas de vidéosurveillance avec reconnaissance faciale dans notre bureau ? Pourquoi ?! "). De plus, ils attendent aujourd'hui un effet synergique de l'infrastructure réseau : déployer un réseau pour le seul plaisir du réseau n'est plus accepté, et ce n'est pas dans l'air du temps.
Ce sont les problèmes que HiCampus est conçu pour résoudre. Nous distinguons trois sections, dont chacune apporte ses propres avantages à l'architecture. Nous les listons par ordre décroissant :
- entièrement sans fil ;
- tout optique;
- intellectuel.
Coupe entièrement sans fil
La base de cette solution entièrement sans fil est la solution produit de Huawei basée sur le Wi-Fi de sixième génération. Par rapport au Wi-Fi 5, il permet quatre fois augmenter le nombre d'utilisateurs connectés simultanément et soulager les « habitants » du campus de la nécessité de se connecter au réseau « via fil » n'importe où.
La nouvelle gamme de produits AirEngine, sur laquelle est construit l'environnement sans fil HiCampus, comprend des points d'accès (AP) pour une variété de scénarios : pour une utilisation industrielle avec l'IoT, pour une utilisation en extérieur. La conception, les dimensions et les méthodes de montage des appareils permettent également tous les cas d'utilisation imaginables.
Nous devons les innovations du TD, par exemple l'augmentation du nombre d'antennes de réception (il y en a désormais 16), à notre centre de développement de Tel Aviv : nos collègues qui y travaillent ont apporté une grande partie de leur expérience antérieure dans l'amélioration des réseaux WiMAX et 6G. Wi-Fi 5, grâce auquel ils ont pu optimiser sérieusement la latence et le débit des points AirEngine. Nous avons ainsi pu garantir à chaque client un débit d'au moins un niveau donné : l'expression « 100 Mbit/s partout » n'est pas un vain mot dans notre cas.
Comment est-ce arrivé? Passons ici brièvement à la théorie. Selon le théorème de Shannon, le débit d'un point d'accès est déterminé par (a) le nombre de flux spatiaux, (b) la bande passante et le rapport signal/bruit. Huawei a apporté des modifications par rapport aux produits précédents sur ces trois points. Ainsi, nos AP sont capables de former jusqu'à 12 flux spatiaux — une fois et demie plus que les modèles haut de gamme d'autres fournisseurs. De plus, ils peuvent prendre en charge huit flux spatiaux de 160 MHz de large contre, au mieux, huit flux de 80 MHz de concurrents. Enfin, grâce à la technologie Smart Antenna, nos points d'accès démontrent une tolérance aux interférences nettement plus élevée et des niveaux RSSI plus élevés lorsqu'ils sont reçus par le client.
Fin 2019, nos collègues de Tel Aviv ont reçu la plus haute distinction au sein de l'entreprise précisément parce qu'ils ont réussi à atteindre un rapport signal/bruit (SNR) supérieur à celui d'un autre fabricant américain bien connu sur une puce prenant en charge le Wi-Fi. Fi 802.11ax. Le résultat a été obtenu à la fois grâce à l'utilisation de nouveaux matériaux et à l'aide d'une base algorithmique plus avancée intégrée au processeur. D’où les autres aspects avantageux du Wi-Fi 6 « tel qu’interprété par Huawei ». En particulier, un mécanisme MIMO multi-utilisateurs a été mis en œuvre, grâce auquel jusqu'à huit flux spatiaux peuvent être alloués par utilisateur ; MU-MIMO est conçu pour utiliser toute la ressource d'antenne du point d'accès pour transmettre des informations aux clients. Bien entendu, huit flux à la fois ne seront pas attribués à un smartphone, mais à un ordinateur portable de dernière génération ou à un complexe VR à des fins industrielles - très bien.
Ainsi, avec 16 flux spatiaux au niveau de la couche physique, il est possible d'atteindre un débit de 10 Gbit/s par point. Au niveau du trafic applicatif, l'efficacité du support de transmission de données sera de 78 à 80 %, soit environ 8 Gbit/s. Faisons une réserve que cela est vrai dans le cas du fonctionnement des canaux 160 MHz. Bien entendu, le Wi-Fi 6 est conçu principalement pour les connexions de masse, et s'il y en a des dizaines, chaque connexion individuelle ne sera pas aussi rapide.
Dans des conditions de laboratoire, nous avons effectué à plusieurs reprises des tests à l'aide de l'utilitaire de chargement iPerf - et avons enregistré que deux points Huawei haut de gamme de la gamme AirEngine, utilisant huit flux spatiaux d'une largeur de 160 MHz chacun, échanger des données au niveau de l'application à une vitesse d'environ 8,37 Gbit/s. Il faut faire une remarque : oui, ils disposent d'un firmware spécial, conçu pour révéler le potentiel de l'équipement lors des tests, mais le fait reste un fait.
À propos, Huawei exploite un laboratoire de validation conjoint en Russie doté d'une vaste flotte d'équipements Wi-Fi. Auparavant, nous utilisions des appareils équipés de puces M.2 d'autres fabricants, mais nous montrons désormais les performances du Wi-Fi 6 sur des téléphones de notre propre production, par exemple le P40.
Les illustrations ci-dessus montrent qu'un seul bloc structurel, au nombre de quatre dans le point d'accès, contient également quatre éléments, soit un total de 16 antennes d'émission-réception fonctionnant en mode dynamique. Quant au Beamforming, grâce à l’utilisation d’un plus grand nombre d’antennes sur un élément, il est possible de former un faisceau plus étroit et plus long et de « guider » le client de manière plus fiable, lui offrant ainsi une expérience utilisateur améliorée.
Grâce à l'utilisation de matériaux brevetés supplémentaires, des performances électriques élevées de l'antenne elle-même sont obtenues. Cela se traduit par un pourcentage plus faible de pertes de signal et de bien meilleurs paramètres de réflexion du signal.
Dans nos laboratoires, nous avons effectué à plusieurs reprises des tests pour comparer la force du signal des points d'accès à la même distance de couverture. L'illustration ci-dessus montre que deux points d'accès prenant en charge le Wi-Fi 6 sont installés sur des trépieds : l'un (rouge) avec les antennes intelligentes de Huawei, l'autre sans elles. La distance entre le point et le téléphone dans les deux cas est de 13 M. Toutes choses égales par ailleurs - la même plage de fréquences est de 5 GHz, la fréquence du canal est de 20 MHz, etc. - en moyenne, la différence de puissance du signal entre les appareils est de 3 dBm, et l'avantage est du côté du point Huawei.
Le deuxième test utilise les mêmes points Wi-Fi 6, la même plage de 20 MHz, la même coupure de 5 GHz. A une distance de 13 m, il n'y a pas de différence significative, mais dès que l'on double la distance, les indicateurs divergent de près d'un ordre de grandeur (7 dBm) - en faveur de notre AirEngine.
Grâce aux technologies 5G - DynamicTurbo, grâce auxquelles le trafic des utilisateurs VIP est priorisé en fonction de l'environnement sans fil, nous obtenons un service qui n'a jamais été vu auparavant dans un environnement Wi-Fi (par exemple, le cadre supérieur d'une entreprise ne demandera pas régulièrement vous pourquoi il a cette connexion faible). Jusqu'à présent, ils étaient presque exclusivement le domaine du monde des réseaux filaires - soit TDM, soit IP Hard Pipe, avec les tunnels MPLS mis en avant.
Le Wi-Fi 6 donne également vie au concept d’itinérance transparente. Tout cela est dû au fait que le mécanisme de migration entre les points a été modifié : l'utilisateur se connecte d'abord au nouveau et ensuite seulement se dissocie de l'ancien. Cette innovation a un effet bénéfique sur le fonctionnement de scénarios tels que la téléphonie via Wi-Fi, la télémédecine et l'automobile, notamment le travail de robots autonomes, de drones, etc., pour lesquels il est essentiel de maintenir une connexion ininterrompue avec le centre de contrôle.
La mini-vidéo ci-dessus montre de manière ludique un cas tout à fait moderne d'utilisation du Wi-Fi 6 de Huawei. Le chien en combinaison rouge a des lunettes VR « accrochées » au point AirEngine, qui commutent rapidement et garantissent des délais minimes dans le transfert d'informations. Un autre chien a eu moins de chance : des lunettes similaires placées sur sa tête sont connectées à un TD d'un autre vendeur (pour des raisons éthiques bien sûr, nous ne le nommerons pas), et même si les interruptions et les décalages ne sont pas fatals, ils interfèrent avec le superposition de l'environnement virtuel sur l'espace environnant en temps réel.
En Chine, l’architecture est utilisée de toutes ses forces. Environ 600 campus ont été construits grâce à ses solutions, dont une bonne moitié respecte de bout en bout les principes HiCampus.
Comme le montre la pratique, l'utilisation la plus efficace de HiCampus est la collaboration dans les espaces de bureau, dans les « usines intelligentes » avec leurs robots mobiles autonomes - AGV, ainsi que dans les endroits très fréquentés. Par exemple, à l’aéroport international de Pékin, où un réseau Wi-Fi 6 a été déployé, offrant des services sans fil aux passagers sur tout le territoire ; Entre autres choses, grâce à l'infrastructure du campus, l'aéroport a pu réduire le temps d'attente dans les files d'attente de 15 % et économiser 20 % sur le personnel.
Coupe optique complète
De plus en plus, nous construisons des campus selon un nouveau modèle - IP + POL, et n'obéissant pas du tout aux diktats des caprices de la mode technologique. L'approche autrefois dominante, dans laquelle, lors du déploiement d'une infrastructure réseau dans un bâtiment, nous étendions l'optique jusqu'au sol, puis la câbléions avec du cuivre, imposait de sévères restrictions à l'architecture. Il suffit que si une mise à niveau était nécessaire, presque tout l'environnement au niveau du sol ait dû être modifié. Le matériau lui-même, le cuivre, n'est pas non plus idéal : tant du point de vue du débit que du point de vue du cycle de vie et du point de vue du développement ultérieur de l'environnement. Bien entendu, le cuivre était compréhensible par tous et permettait de créer des solutions réseau simples, rapidement et à moindre coût. Dans le même temps, en termes de coût total de possession et de potentiel de mise à niveau du réseau, le cuivre perd face à l’optique en 2020.
La supériorité de l'optique est particulièrement évidente lorsqu'il est nécessaire de planifier un long cycle de vie de l'infrastructure (et d'en estimer les coûts à long terme), ainsi que lorsqu'elle est confrontée à une évolution sérieuse. Par exemple, il est nécessaire que les caméras 4K et les téléviseurs 8K ou autres affichages numériques haute résolution fonctionnent en permanence dans l'environnement. Dans de telles situations, la solution la plus raisonnable serait d’utiliser un réseau entièrement optique utilisant des commutateurs optiques. Auparavant, le facteur déterminant lors du choix d'un tel modèle de construction de campus était le petit nombre de terminaux finaux - les unités de réseau optique (ONU). Actuellement, les machines des utilisateurs ne sont pas les seules à offrir la possibilité de se connecter via des terminaux à un réseau optique. Un émetteur-récepteur fonctionnant avec un réseau POL est inséré dans le même point Wi-Fi et nous recevons un service sans fil via un réseau optique à haut débit.
Ainsi, vous pouvez mettre pleinement en œuvre le Wi-Fi 6 avec peu d'effort : configurez un réseau IP + POL, connectez-y le Wi-Fi et augmentez facilement les performances. La seule chose est que dans le cas des points Wi-Fi, une alimentation électrique locale est requise. Sinon, rien ne nous empêche d'augmenter le réseau à 10 ou 50 Gbit/s.
Le déploiement de réseaux tout optiques est judicieux dans diverses situations. Par exemple, ils ont du mal à imaginer une alternative dans les vieilles maisons aux longues portées. Si vous n'avez jamais reconstruit un bâtiment dans le centre de Moscou, alors croyez-moi, vous avez beaucoup de chance : généralement tous les passages de câbles dans de tels bâtiments sont bouchés, et pour organiser judicieusement un réseau local, il faut parfois tout faire de gratter. Dans le cas d'une solution POL, vous pouvez poser un câble optique, le distribuer avec des répartiteurs et créer un réseau moderne.
Il en va de même pour les établissements d'enseignement dotés de bâtiments à l'architecture ancienne, de complexes hôteliers et d'immenses bâtiments, y compris les aéroports.
Guidés par le principe de la pratique de ce que vous prêchez, nous avons commencé par nous-mêmes à organiser des environnements réseau en utilisant le modèle IP LAN + POL. Achevé il y a un an et demi, l'immense campus Huawei sur le lac Songshan (Chine) d'une superficie totale de plus de 1,4 million de m² est l'un des premiers cas de mise en œuvre de l'architecture HiCampus ; ses bâtiments reproduisent d'ailleurs dans leur apparence des monuments célèbres de l'architecture européenne. Au contraire, tout à l'intérieur est aussi moderne que possible.
Depuis le bâtiment central, les lignes optiques divergent vers les campus voisins « sujets », où, à leur tour, elles sont également réparties sur les étages, etc. Les points d'accès Wi-Fi 6 couvrant l'ensemble du territoire « reposent » donc sur l'optique.
Le campus dispose de toute une gamme de services nécessitant une connexion haut débit stable, notamment la vidéosurveillance grâce à des caméras haute définition. Cependant, ils ne servent pas uniquement à la vidéosurveillance. Plateforme numérique à l'entrée du campus grâce à ces mêmes caméras, il identifie l'employé par son visage, puis il applique son badge RFID sur la borne d'accès, et ce n'est qu'après une authentification réussie selon deux critères que les portes s'ouvriront et qu'il aura accès au réseau sans fil et aux services numériques. du campus ; il ne pourra pas s'y glisser avec le badge de quelqu'un d'autre. De plus, un service VDI (cloud desktop), un système de conférence téléphonique et de nombreux autres services basés sur le Wi-Fi 6 avec une connexion optique sont disponibles dans tout le complexe.
L’utilisation de solutions optiques entièrement en réseau, entre autres, permet d’économiser beaucoup d’espace et nécessite beaucoup moins de personnel pour les entretenir. Ainsi, selon nos statistiques, en moyenne, les investissements en infrastructures sont réduits de 40% grâce à la couche optique.
Tranche entièrement intelligente
En plus des solutions physiques associées aux supports de transmission de données optiques et sans fil, HiCampus est étroitement intégré à la plateforme intelligente Horizon, qui sert l'objectif de transformation numérique et vous permet d'extraire plus de valeur de l'infrastructure.
Pour les tâches liées à l'infrastructure elle-même, la couche de gestion sous-jacente sur la plateforme est utilisée .
Son premier objectif est d’utiliser les technologies d’apprentissage automatique pour surveiller le réseau. En particulier, les algorithmes ML ont permis d'implémenter le module CampusInsight O&M 1-3-5 dans iMaster NCE : en une minute, des informations sur une erreur sont reçues, trois minutes sont consacrées à son traitement, en cinq minutes, elles sont éliminées (pour plus détails, voir notre article «"). De cette façon, pas moins de 75 à 90 % des erreurs qui surviennent sont corrigées.
La deuxième tâche est plus intelligente : intégrer divers services liés au « campus intelligent » (le même contrôle de réseau, vidéosurveillance, etc.).
Lorsque l'infrastructure réseau compte plusieurs dizaines de points d'accès et quelques contrôleurs, rien ne vous empêche de capturer le trafic qui en découle et de l'analyser manuellement à l'aide de Wireshark. Mais lorsqu’il y a des milliers de points, des dizaines de contrôleurs, et que tous ces équipements sont répartis sur une grande surface, le dépannage devient bien plus difficile. Pour simplifier la tâche, nous avons développé la solution iMaster NCE CampusInsight (nous avions un ). Avec son aide, en accumulant des informations provenant des appareils - paquets de couche 1/couche 4 - vous pouvez rapidement trouver des défauts dans l'environnement réseau.
Le processus ressemble à ceci : La plateforme nous montre par exemple que l’utilisateur ne s’en sort pas bien avec l’authentification radio. Elle analyse et indique à quelle étape le problème est survenu. Et si c'est lié à l'environnement, alors la plateforme nous proposera de résoudre le problème (le bouton Résoudre apparaît dans l'interface). La vidéo ci-dessous montre comment le système reçoit une notification indiquant qu'un rejet RADIUS s'est produit : très probablement, soit l'utilisateur a mal saisi le mot de passe, soit le mot de passe a changé. Ainsi, sans tentatives frénétiques pour comprendre ce qui se passe, il est possible de gagner beaucoup de temps ; heureusement, toutes les données sont sauvegardées et les antécédents d’une collision particulière sont faciles à étudier.
Une histoire courante : un propriétaire d'entreprise ou un directeur technique vient vous voir et se plaint qu'une personne importante de votre bureau n'a pas pu se connecter au réseau sans fil hier. Nous devons résoudre le problème. Peut-être au risque de perdre le bonus trimestriel. Dans une situation normale, il est impossible de résoudre le problème sans trouver ce même utilisateur VIP. Mais que se passe-t-il s'il s'agit d'un cadre supérieur ou d'un vice-ministre avec lequel il n'est pas facile de se rencontrer, et encore moins de lui demander un smartphone pour comprendre le problème ? Un produit Huawei qui utilise notre distribution Big Data FusionInsight permet d'éviter de telles situations, car il stocke toute la quantité de connaissances accumulées sur ce qui se passe sur le réseau, grâce à laquelle les origines de tout problème peuvent être identifiées grâce à une analyse rétrospective.
Les appareils et leur connectivité sont importants. Mais pour construire un campus véritablement « intelligent », un module complémentaire logiciel est nécessaire.
Tout d'abord, HiCampus utilise une plateforme cloud au-dessus de la couche physique. Il peut être privé, public ou hybride. Ceci, à son tour, est complété par des services permettant de travailler avec des données. L’ensemble de cet ensemble de logiciels est une plateforme numérique. D'un point de vue conceptuel, il est basé sur les principes de relation, ouvert, multi-écosystème, Any-Connect - ROMA en abrégé (il y aura également un webinaire séparé et un article sur eux et sur la plateforme dans son ensemble). En établissant des liens entre les composants de l'environnement, Horizon le rend plus holistique, ce qui se confirme encore davantage dans les indicateurs commerciaux et dans le confort des utilisateurs.
À son tour, le Huawei IOC (Intelligent Operation Center) est conçu pour surveiller la « santé » du campus, l’efficacité énergétique et la sécurité et, surtout, donne un aperçu général de ce qui se passe sur le campus. Par exemple, grâce au schéma de visualisation (voir. ), il sera clair que l'appareil photo a réagi à un facteur alarmant et vous pourrez instantanément en obtenir une image. Si un incendie se déclare soudainement, il est facile de vérifier à l'aide de capteurs RFID si toutes les personnes ont quitté les lieux.
Et grâce au fait que des modules supplémentaires fonctionnant via RFID, ZigBee ou Bluetooth peuvent être connectés aux points d'accès Huawei, il n'est pas difficile de créer un environnement qui surveillera avec sensibilité la situation sur le campus et signalera divers problèmes. De plus, IOC facilite l'inventaire des actifs en temps réel et, d'une manière générale, travailler avec le campus en tant qu'unité intelligente ouvre de nombreuses possibilités.
Bien entendu, certains fournisseurs sur le marché peuvent proposer des solutions similaires à celles incluses dans HiCampus, par exemple un accès entièrement optique. Cependant, personne ne dispose d'une architecture holistique, dont nous avons essayé de révéler les principaux avantages dans cet article.
Et enfin, nous ajouterons que vous pouvez en savoir plus sur nos solutions de campus intelligent, et même en essayer certaines, sur le site de notre projet. .
***
Et n'oubliez pas nos nombreux webinaires, organisés non seulement dans le segment russophone, mais aussi au niveau mondial. Une liste des webinaires pour les semaines à venir est disponible sur .
Source: habr.com