Traemos á súa atención unha breve visión xeral da nova arquitectura de Huawei: HiCampus, que se basea nun acceso completamente sen fíos para os usuarios, IP + POL e unha plataforma intelixente ademais da infraestrutura física.
A principios de 2020, presentamos dúas novas arquitecturas que antes se usaban exclusivamente en China. Acerca de HiDC, que está deseñado principalmente para o despregamento da infraestrutura de centros de datos, xa se publicou en Habré na primavera . Agora imos dar unha ollada xeral a HiCampus, unha arquitectura de perfil máis amplo.
Por que é necesario HiCampus
A ráfaga de acontecementos que supuxo a pandemia e a resistencia a ela, queira ou non, levou a moitos a comprender rapidamente que os campus son a base dun novo mundo intelectual. A palabra xeral "campus" inclúe non só áreas de oficinas, senón tamén institutos de investigación, laboratorios, universidades xunto con campus de estudantes e moito máis.
Só en Rusia, Huawei conta con máis de mil desenvolvedores a mediados de 2020. Ademais, en dous ou tres anos haberá aproximadamente cinco veces máis. E concéntranse precisamente nos campus, onde debemos prestarlles un servizo fluido baixo demanda, sen facerlles esperar.
En realidade, para o usuario final, HiCampus é realmente, en primeiro lugar, un ambiente de traballo máis cómodo que antes. Axuda ás empresas a aumentar a eficiencia da produción e, ademais, resulta máis fácil operar.
Mentres tanto, cada vez hai máis usuarios nos campus, e cada vez teñen máis dispositivos. É bo que aínda non todas as chaquetas estean equipadas cun módulo Wi-Fi: a "roupa intelixente" aínda é unha curiosidade, pero é posible que pronto se faga uso xeralmente. Como resultado, sen cambios tecnolóxicos radicais, a calidade do servizo na rede diminúe. Non é de estrañar: aumenta o consumo de tráfico, aumenta o consumo de enerxía e os novos servizos requiren cada vez máis recursos de diversa índole. Mentres tanto, os propietarios de empresas e os consellos de administración, moitas veces inspirados polo ritmo ao que se está a producir a transformación dixital ao seu redor, incluso entre os seus competidores, queren novas oportunidades, de forma rápida e económica ("Que, non temos videovixilancia con recoñecemento facial). na nosa oficina? Por que?! "). Ademais, hoxe agardan un efecto sinérxico da infraestrutura da rede: xa non se acepta despregar unha rede só polo ben da rede, e non está no espírito dos tempos.
Estes son os problemas que HiCampus está deseñado para resolver. Distinguimos tres seccións, cada unha das cales aporta as súas propias vantaxes á arquitectura. Enumémolas en orde de menor a maior:
- completamente sen fíos;
- todo óptico;
- intelectual.
Corte totalmente sen fíos
A base do corte completamente sen fíos é a solución de produto de Huawei baseada en Wi-Fi de sexta xeración. En comparación co Wi-Fi 5, permite cuádruple aumentar o número de usuarios conectados simultaneamente e aliviar os "habitantes" do campus da necesidade de conectarse á rede "por cable" en calquera lugar.
A nova liña de produtos AirEngine, sobre a que se constrúe o ambiente sen fíos HiCampus, inclúe puntos de acceso (AP) para unha variedade de escenarios: para uso industrial con IoT, para uso exterior. O deseño, dimensións e métodos de montaxe dos dispositivos tamén permiten todos os casos de uso concebibles.
Debémoslle innovacións no TD, por exemplo, un aumento do número de antenas para recepción (xa hai 16 delas) ao noso centro de desenvolvemento en Tel Aviv: os nosos compañeiros que traballan alí achegaron gran parte da súa experiencia previa na mellora das redes WiMAX e 6G para Wi-Fi 5, grazas ao cal puideron optimizar seriamente a latencia e o rendemento dos puntos AirEngine. Como resultado, puidemos garantir un rendemento de polo menos un determinado nivel para cada cliente: a frase "100 Mbit/s en todas partes" non é unha frase baleira no noso caso.
Como pasou? Pasemos brevemente á teoría aquí. Segundo o teorema de Shannon, o rendemento dun punto de acceso está determinado por (a) o número de fluxos espaciais, (b) o ancho de banda e a relación sinal-ruído. Huawei fixo modificacións en comparación con produtos anteriores nos tres puntos. Así, os nosos AP son capaces de formarse ata 12 fluxos espaciais — unha vez e media máis que os modelos top doutros vendedores. Ademais, poden soportar oito fluxos espaciais de 160 MHz de ancho fronte, no mellor dos casos, oito fluxos de 80 MHz dos competidores. Finalmente, grazas á tecnoloxía Smart Antenna, os nosos puntos de acceso demostran unha tolerancia ás interferencias significativamente maior e niveis RSSI máis altos cando os recibe o cliente.
A finais de 2019, os nosos compañeiros de Tel Aviv recibiron o premio máis alto dentro da empresa precisamente porque conseguiron conseguir unha relación sinal-ruído (SNR) superior á doutro coñecido fabricante estadounidense nun chip compatible con Wi-Fi. Fi 802.11ax. O resultado conseguiuse tanto mediante o uso de novos materiais como coa axuda dunha base algorítmica máis avanzada integrada no procesador. De aí os outros aspectos vantaxosos do Wi-Fi 6 "tal e como a interpreta Huawei". En particular, implantouse un mecanismo MIMO multiusuario, grazas ao cal se poden asignar ata oito fluxos espaciais por usuario; MU-MIMO está deseñado para utilizar todo o recurso de antena do punto de acceso na transmisión de información aos clientes. Por suposto, oito fluxos á vez non se asignarán a ningún teléfono intelixente, senón a un portátil de última xeración ou a un complexo de realidade virtual para fins industriais, bastante ben.
Así, con 16 fluxos espaciais na capa física, é posible acadar 10 Gbit/s por punto. A nivel de tráfico da aplicación, a eficiencia do medio de transmisión de datos será do 78-80 %, ou duns 8 Gbit/s. Fagamos unha reserva de que isto é certo no caso do funcionamento das canles de 160 MHz. Por suposto, Wi-Fi 6 está deseñado principalmente para conexións masivas e, se hai decenas delas, cada conexión individual non será tan alta.
En condicións de laboratorio, realizamos repetidamente probas usando a utilidade de carga iPerf e rexistramos que dous puntos Huawei de alta gama da liña AirEngine, utilizando oito fluxos espaciais cun ancho de 160 MHz cada un, intercambia datos a nivel de aplicación a unha velocidade duns 8,37 Gbit/s. É necesario facer unha observación: si, teñen firmware especial, deseñado para revelar o potencial do equipo durante as probas, pero o feito segue sendo un feito.
Por certo, Huawei opera un Joint Validation Lab en Rusia cunha ampla flota de equipos Wi-Fi. Anteriormente, utilizabamos dispositivos con chips M.2 doutros fabricantes, pero agora mostramos o rendemento da Wi-Fi 6 en teléfonos de produción propia, por exemplo o P40.
As ilustracións anteriores mostran que un único bloque estrutural, dos cales hai catro no punto de acceso, tamén contén catro elementos: un total de 16 antenas de transmisión-recepción que funcionan en modo dinámico. En canto á formación de feixe, grazas ao uso dun maior número de antenas nun elemento, é posible formar un feixe máis estreito e máis longo e "guiar" ao cliente de forma máis fiable, proporcionándolle unha experiencia de usuario mellorada.
Debido ao uso de materiais patentados adicionais, conséguese un alto rendemento eléctrico da propia antena. Isto resulta nunha menor porcentaxe de perdas de sinal e parámetros de reflexión do sinal moito mellores.
Nos nosos laboratorios, realizamos repetidamente probas para comparar a intensidade do sinal dos puntos de acceso á mesma distancia de cobertura. A ilustración anterior mostra que dous AP compatibles con Wi-Fi 6 están instalados en trípodes: un (vermello) con antenas intelixentes de Huawei e o outro sen elas. A distancia do punto ao teléfono en ambos os casos é de 13 m. Sendo o mesmo intervalo de frecuencias - o mesmo intervalo de frecuencia é de 5 GHz, a frecuencia da canle é de 20 MHz, etc. -, de media, a diferenza de intensidade do sinal entre os dispositivos é de 3. dBm, e a vantaxe está do lado do punto Huawei.
A segunda proba usa os mesmos puntos Wi-Fi 6, o mesmo rango de 20 MHz, o mesmo corte de 5 GHz. A unha distancia de 13 m non hai diferenzas significativas, pero en canto duplicamos a distancia, os indicadores diverxen en case unha orde de magnitude (7 dBm), a favor do noso AirEngine.
Usando tecnoloxías 5G - DynamicTurbo, grazas á cal se prioriza o tráfico dos usuarios VIP en función da contorna sen fíos, estamos conseguindo un servizo nunca antes visto nun entorno Wi-Fi (por exemplo, o máximo responsable dunha empresa non preguntará regularmente ti por que ten esta conexión débil). Ata agora, foron case exclusivamente o dominio do mundo das redes con cable: xa sexa TDM ou IP Hard Pipe, con túneles MPLS destacados.
Wi-Fi 6 tamén dá vida ao concepto de itinerancia sen interrupcións. Todo isto é grazas a que se modificou o mecanismo de migración entre puntos: primeiro o usuario conéctase ao novo e só despois se disocia do antigo. Esta innovación ten un efecto beneficioso no funcionamento en escenarios como a telefonía a través de Wi-Fi, a telemedicina e a automoción, nomeadamente o traballo de robots autónomos, drons, etc., para os que é fundamental manter unha conexión ininterrompida co centro de control.
O mini-vídeo anterior mostra dun xeito lúdico un caso completamente moderno de uso de Wi-Fi 6 de Huawei. O can do mono vermello ten lentes de realidade virtual "enganchados" ao punto AirEngine, que cambia rapidamente e garante atrasos mínimos na transferencia de información. Outro can foi menos afortunado: uns lentes semellantes colocados na súa cabeza están conectados a un TD doutro vendedor (por razóns éticas, claro, non o nomearemos), e aínda que as interrupcións e os atrasos non son fatales, interfiren co superposición do contorno virtual sobre o espazo circundante no real.tempo.
Dentro de China, a arquitectura úsase con todas as súas forzas. As súas solucións construíronse preto de 600 campus, dos cales unha boa metade cumpre cos principios HiCampus de principio a fin.
Como mostra a práctica, o uso máis eficaz de HiCampus é para a colaboración en espazos de oficina, en "fábricas intelixentes" cos seus robots autónomos móbiles - AGV, así como en lugares concurridos. Por exemplo, no aeroporto internacional de Pequín, onde se implantou unha rede Wi-Fi 6 que ofrece servizos sen fíos aos pasaxeiros en todo o territorio; Entre outras cousas, grazas á infraestrutura do campus, o aeroporto conseguiu reducir o tempo de espera na cola nun 15% e aforrar un 20% en persoal.
Corte óptico completo
Cada vez máis, estamos construíndo campus segundo un novo modelo - IP + POL, e para nada obedecer aos ditados dos caprichos da moda tecnolóxica. O enfoque anteriormente dominante, no que, ao despregar unha infraestrutura de rede nun edificio, estiramos a óptica ata o chan, e despois a cableamos con cobre, impuxo severas restricións á arquitectura. Basta con que se fose necesaria unha actualización, tivese que cambiar case todo o ambiente no nivel do chan. O material en si, o cobre, tampouco é o ideal: tanto desde o punto de vista do rendemento, como desde o punto de vista do ciclo de vida e desde o punto de vista do desenvolvemento posterior do medio ambiente. Por suposto, o cobre era comprensible para todos e permitía crear solucións de rede sinxelas de forma rápida e económica. Ao mesmo tempo, en termos de custo total de propiedade e potencial de actualizacións de rede, o cobre está perdendo fronte á óptica en 2020.
A superioridade da óptica é especialmente evidente cando é necesario planificar un longo ciclo de vida da infraestrutura (e estimar os custos da mesma durante moito tempo), así como cando se enfronta a unha evolución seria. Por exemplo, é necesario que as cámaras 4K e os televisores 8K ou outros sinalizacións dixitais de alta resolución funcionen constantemente no ambiente. En tales situacións, a solución máis razoable sería utilizar unha rede totalmente óptica mediante interruptores ópticos. Anteriormente, o factor de parada ao elixir un modelo de construción do campus era o pequeno número de terminais finais: unidades de rede óptica (ONU). Actualmente, non só as máquinas de usuarios ofrecen a posibilidade de conectarse mediante terminais a unha rede óptica. Un transceptor que traballa cunha rede POL insírese no mesmo punto Wi-Fi e recibimos o servizo sen fíos a través dunha rede óptica de alta velocidade.
Así, podes implementar totalmente o Wi-Fi 6 con pouco esforzo: configurar unha rede IP + POL, conectar a Wi-Fi a ela e aumentar facilmente o rendemento. O único é que, no caso dos puntos Wi-Fi, é necesaria a subministración de enerxía local. En caso contrario, nada nos impide aumentar a rede a 10 ou 50 Gbit/s.
A implantación de redes totalmente ópticas ten sentido nunha variedade de situacións. Por exemplo, cústalles imaxinar unha alternativa en casas antigas con vanos longos. Se nunca reconstruíches un edificio no centro de Moscova, créame, tes moita sorte: normalmente todos os pasos de cable deste tipo de edificios están obstruídos e, para organizar sabiamente unha rede local, ás veces tes que facer todo, desde rascar. No caso dunha solución POL, pode colocar un cable óptico, distribuílo con divisores e crear unha rede moderna.
O mesmo aplícase ás institucións educativas con edificios de arquitectura antiga, complexos hoteleiros e edificios enormes, incluídos aeroportos.
Guiados polo principio de practicar o que predicas, comezamos por nós mesmos a organizar contornas de rede utilizando o modelo IP LAN + POL. Completado hai ano e medio, o enorme campus de Huawei no lago Songshan (China) cunha superficie total de máis de 1,4 millóns de m² é un dos primeiros casos de implantación da arquitectura HiCampus; os seus edificios, por certo, reproducen no seu aspecto famosos monumentos da arquitectura europea. Pola contra, todo dentro é o máis moderno posible.
Desde o edificio central, as liñas ópticas diverxen cara aos campus veciños, "suxeitos", onde, á súa vez, tamén se distribúen en plantas, etc. Os puntos de acceso Wi-Fi 6 que abarcan todo o territorio, en consecuencia, "senten" na óptica.
O campus dispón de toda unha gama de servizos que requiren unha conexión estable de alta velocidade, incluíndo videovixilancia mediante cámaras de alta definición. Non obstante, non só serven para a videovixilancia. Plataforma dixital na entrada do campus a través destas mesmas cámaras, identifica ao empregado de cara, despois aplica o seu distintivo RFID ao terminal de acceso, e só despois dunha autenticación exitosa segundo dous criterios abriranse as portas e accederá á rede sen fíos e aos servizos dixitais. do campus; non poderá meterse dentro co distintivo doutra persoa. Ademais, en todo o complexo están dispoñibles o servizo VDI (escritorio na nube), un sistema de chamadas en conferencia e moitos outros servizos baseados en Wi-Fi 6 con conexión óptica.
Usar solucións ópticas totalmente conectadas en rede, entre outras cousas, aforra moito espazo e require moita menos xente para mantelas. Así, segundo as nosas estatísticas, de media, os investimentos en infraestruturas redúcense nun 40% grazas á capa óptica.
Rebanada totalmente intelixente
Ademais das solucións físicas asociadas aos medios de transmisión de datos ópticos e sen fíos, HiCampus está estreitamente integrado coa plataforma intelixente Horizon, que serve para a transformación dixital e permite extraer máis valor da infraestrutura.
Para tarefas relacionadas coa propia infraestrutura, utilízase a capa de xestión subxacente na plataforma .
O seu primeiro propósito é utilizar tecnoloxías de aprendizaxe automática para supervisar a rede. En particular, os algoritmos de ML fixeron posible implementar o módulo CampusInsight O&M 1-3-5 en iMaster NCE: nun minuto recíbese información sobre un erro, pásanse tres minutos en procesala, en cinco minutos elimínase (para máis detalles, consulte o noso artigo ""). Deste xeito, corríxense non menos do 75-90% dos erros que se producen.
A segunda tarefa é máis intelixente: integrar varios servizos relacionados co "campus intelixente" (o mesmo control de rede, videovixilancia, etc.).
Cando a infraestrutura de rede ten varias ducias de puntos de acceso e un par de controladores, nada lle impide capturar o tráfico deles e analizalo manualmente mediante Wireshark. Pero cando hai miles de puntos, decenas de controladores e todo este equipo está repartido por unha gran área, a resolución de problemas faise moito máis difícil. Para simplificar a tarefa, desenvolvemos a solución iMaster NCE CampusInsight (tiñamos unha solución separada ). Coa súa axuda, ao acumular información dos dispositivos (paquetes de capa 1 / capa 4), pode atopar rapidamente fallos no contorno de rede.
O proceso ten o seguinte aspecto: A plataforma, por exemplo, móstranos que ao usuario non lle vai ben coa autenticación de radio. Ela analiza e indica en que paso se produciu o problema. E se está relacionado co medio, entón a plataforma ofreceranos resolver o problema (aparece o botón Resolver na interface). O seguinte vídeo mostra como o sistema recibe unha notificación de que se produciu un rexeitamento de RADIUS: o máis probable é que o usuario introduciu o contrasinal incorrectamente ou que o cambiou. Así, sen intentos frenéticos de descubrir o que está a suceder, é posible aforrar moito tempo; afortunadamente, todos os datos gárdanse e o fondo dunha colisión particular é fácil de estudar.
Unha historia común: o propietario dunha empresa ou CTO achégase a vostede e quéixase de que algunha persoa importante da súa oficina onte non puido conectarse á rede sen fíos. Temos que resolver o problema. Posiblemente en risco de perder a bonificación trimestral. Nunha situación normal, é imposible solucionar o problema sen atopar o mesmo usuario VIP. Pero que pasa se se trata dalgún máximo responsable ou viceministro co que non é doado atoparse e moito menos pedirlle un teléfono intelixente para entender o problema? Un produto de Huawei que utiliza a nosa distribución de big data FusionInsight axuda a evitar este tipo de situacións, que almacena toda a cantidade de coñecemento acumulado sobre o que estaba a suceder na rede, grazas ao cal se pode chegar ás orixes de calquera problema mediante unha análise retrospectiva.
Os dispositivos e a súa conectividade son importantes. Pero para construír un campus verdadeiramente "intelixente", é necesario un complemento de software.
En primeiro lugar, HiCampus usa unha plataforma de nube encima da capa física. Pode ser privado, público ou híbrido. Isto, á súa vez, está superado con servizos para traballar con datos. Todo este conxunto de software é unha plataforma dixital. Desde un punto de vista conceptual, baséase nos principios de Relationship, Open, Multi-Ecosystem, Any-Connect - ROMA para abreviar (tamén haberá un webinar e publicación separados sobre eles e a plataforma no seu conxunto). Ao proporcionar conexións entre os compoñentes do contorno, Horizon faino máis holístico, o que se confirma aínda máis tanto nos indicadores de negocio como na comodidade do usuario.
Pola súa banda, o Huawei IOC (Centro de Operación Intelixente) está deseñado para supervisar a "saúde" do campus, a eficiencia enerxética e a seguridade e, o máis importante, ofrece unha visión xeral do que está a suceder no campus. Por exemplo, grazas ao esquema de visualización (ver. ) quedará claro que a cámara reaccionou a algún factor alarmante e poderás obter unha imaxe dela ao instante. Se se produce un incendio de súpeto, é fácil comprobar mediante sensores RFID se todas as persoas abandonaron as instalacións.
E grazas ao feito de que se poden conectar módulos adicionais que funcionan a través de RFID, ZigBee ou Bluetooth aos puntos de acceso de Huawei, non é difícil crear un ambiente que supervisará con sensibilidade a situación no campus e sinalará unha variedade de problemas. Ademais, IOC facilita o inventario de activos en tempo real e, en xeral, traballar co campus como unidade intelixente abre moitas posibilidades.
Por suposto, os provedores individuais do mercado poden proporcionar algunhas solucións similares ás incluídas en HiCampus, por exemplo, o acceso totalmente óptico. Non obstante, ninguén ten unha arquitectura holística, cuxas principais vantaxes tentamos revelar no post.
E, por último, engadiremos que podes obter máis información sobre as nosas solucións de campus intelixentes, e incluso probar algunhas delas, no noso sitio web do proxecto .
***
E non te esquezas dos nosos numerosos seminarios web, realizados non só no segmento de fala rusa, senón tamén a nivel mundial. A lista de seminarios web para as próximas semanas está dispoñible en .
Fonte: www.habr.com