Portiamo alla vostra attenzione una breve panoramica della nuova architettura Huawei: HiCampus, che si basa sull'accesso completamente wireless per gli utenti, IP + POL e una piattaforma intelligente sopra l'infrastruttura fisica.
All’inizio del 2020 abbiamo introdotto due nuove architetture che in precedenza venivano utilizzate esclusivamente in Cina. L'HiDC, concepito principalmente per l'implementazione dell'infrastruttura dei data center, era già stato pubblicato su Habré in primavera . Diamo ora uno sguardo generale a HiCampus, un’architettura di profilo più ampio.
Perché è necessario HiCampus
La raffica di eventi che la pandemia e la resistenza ad essa comportata, volenti o nolenti, hanno spinto molti a comprendere rapidamente che i campus sono il fondamento di un nuovo mondo intellettuale. La parola generica “campus” comprende non solo gli uffici, ma anche istituti di ricerca, laboratori, università, campus studenteschi e altro ancora.
Solo in Russia, Huawei conta oltre mille sviluppatori a metà del 2020. Inoltre, tra due o tre anni ce ne saranno circa cinque volte di più. E si concentrano proprio nei campus, dove dobbiamo fornire loro un servizio on demand senza soluzione di continuità, senza farli aspettare.
In realtà, per l'utente finale, HiCampus è davvero, prima di tutto, un ambiente di lavoro più conveniente di prima. Aiuta le aziende ad aumentare l'efficienza produttiva e, inoltre, risulta essere più facile per loro operare.
Nel frattempo, ci sono sempre più utenti nei campus e dispongono di sempre più dispositivi. Meno male che non tutte le giacche sono ancora dotate di modulo Wi-Fi: l'“abbigliamento intelligente” è ancora una curiosità, ma è possibile che presto diventi largamente utilizzato. Di conseguenza, senza cambiamenti tecnologici radicali, la qualità del servizio sulla rete diminuisce. Non c’è da stupirsi: il consumo di traffico è in aumento, il consumo di energia è in aumento e i nuovi servizi richiedono sempre più risorse di vario tipo. Nel frattempo, gli imprenditori e i consigli di amministrazione, spesso ispirati dal ritmo con cui si sta svolgendo la trasformazione digitale intorno a loro, anche tra i loro concorrenti, vogliono nuove opportunità - in modo rapido ed economico (“Cosa, non abbiamo videosorveglianza con riconoscimento facciale nel nostro ufficio? Perché?!"). Inoltre oggi ci si aspetta un effetto sinergico dall’infrastruttura di rete: l’implementazione di una rete solo per il bene della rete non è più accettata e non è nello spirito dei tempi.
Questi sono i problemi che HiCampus è progettato per risolvere. Distinguiamo tre sezioni, ognuna delle quali apporta i propri vantaggi all'architettura. Li elenchiamo in ordine dal più basso al più alto:
- completamente senza fili;
- tutto ottico;
- intellettuale.
Taglio completamente wireless
La base del taglio completamente wireless è la soluzione di prodotto Huawei basata sul Wi-Fi di sesta generazione. Rispetto al Wi-Fi 5, lo consente quattro volte aumentare il numero di utenti connessi contemporaneamente e sollevare gli “abitanti” del campus dalla necessità di collegarsi alla rete “via filo” ovunque.
La nuova linea di prodotti AirEngine, su cui è costruito l'ambiente wireless HiCampus, include punti di accesso (AP) per una varietà di scenari: per uso industriale con IoT, per uso esterno. Il design, le dimensioni e i metodi di montaggio dei dispositivi consentono inoltre tutti i casi d'uso immaginabili.
Dobbiamo le innovazioni nel TD, ad esempio, l'aumento del numero di antenne per la ricezione (ora sono 16) al nostro centro di sviluppo di Tel Aviv: i nostri colleghi che lavorano lì hanno portato gran parte della loro precedente esperienza nel miglioramento delle reti WiMAX e 6G a Wi-Fi 5, grazie al quale sono stati in grado di ottimizzare seriamente la latenza e il throughput dei punti AirEngine. Di conseguenza, siamo riusciti a garantire un throughput di almeno un determinato livello a ciascun client: la frase “100 Mbit/s ovunque” nel nostro caso non è una frase vuota.
Come è successo? Passiamo brevemente alla teoria qui. Secondo il teorema di Shannon, il throughput di un punto di accesso è determinato da (a) il numero di flussi spaziali, (b) la larghezza di banda e il rapporto segnale-rumore. Huawei ha apportato modifiche rispetto ai prodotti precedenti su tutti e tre i punti. Pertanto, i nostri AP sono in grado di formarsi fino a 12 flussi spaziali — una volta e mezza in più rispetto ai modelli di punta di altri fornitori. Inoltre, possono supportare otto flussi spaziali da 160 MHz contro, nella migliore delle ipotesi, otto flussi da 80 MHz della concorrenza. Infine, grazie alla tecnologia Smart Antenna, i nostri punti di accesso dimostrano una tolleranza alle interferenze significativamente maggiore e livelli RSSI più elevati quando vengono ricevuti dal client.
Alla fine del 2019, i nostri colleghi di Tel Aviv hanno ricevuto il premio più alto all'interno dell'azienda proprio perché sono riusciti a ottenere un rapporto segnale-rumore (SNR) superiore a quello di un altro noto produttore americano su un chip che supporta Wi-Fi. Fi 802.11ax. Il risultato è stato raggiunto sia attraverso l'utilizzo di nuovi materiali sia con l'ausilio di una base algoritmica più avanzata integrata nel processore. Da qui gli altri aspetti vantaggiosi del Wi-Fi 6 “come interpretato da Huawei”. In particolare è stato implementato un meccanismo MIMO multiutente, grazie al quale è possibile allocare fino a otto flussi spaziali per utente; MU-MIMO è progettato per utilizzare l'intera risorsa dell'antenna del punto di accesso nella trasmissione di informazioni ai client. Naturalmente, otto flussi contemporaneamente non verranno assegnati a nessuno smartphone, ma a un laptop di ultima generazione o a un complesso VR per scopi industriali - abbastanza bene.
Con 16 flussi spaziali sul livello fisico è quindi possibile raggiungere 10 Gbit/s per punto. A livello del traffico applicativo l'efficienza del mezzo di trasmissione dati sarà del 78–80%, ovvero di circa 8 Gbit/s. Facciamo una prenotazione che ciò sia vero nel caso del funzionamento di canali a 160 MHz. Naturalmente, il Wi-Fi 6 è progettato principalmente per connessioni di massa e, se ce ne sono dozzine, ogni singola connessione non sarà così velocissima.
In condizioni di laboratorio, abbiamo effettuato ripetutamente test utilizzando l'utilità di caricamento iPerf e abbiamo registrato che due punti Huawei di fascia alta della linea AirEngine, utilizzando otto flussi spaziali con una larghezza di 160 MHz ciascuno, scambiano dati a livello applicativo ad una velocità di circa 8,37 Gbit/s. È necessario fare un'osservazione: sì, hanno firmware speciali, progettati per rivelare le potenzialità dell'apparecchiatura durante i test, ma il fatto resta un dato di fatto.
A proposito, Huawei gestisce un laboratorio congiunto di convalida in Russia con una vasta flotta di apparecchiature Wi-Fi. In precedenza, utilizzavamo dispositivi con chip M.2 di altri produttori, ma ora mostriamo le prestazioni del Wi-Fi 6 sui telefoni di nostra produzione, ad esempio P40.
Le illustrazioni sopra mostrano che un unico blocco strutturale, di cui quattro nel punto di accesso, contiene anche quattro elementi: un totale di 16 antenne di trasmissione-ricezione che funzionano in modalità dinamica. Per quanto riguarda il beamforming, grazie all'utilizzo di un maggior numero di antenne su un elemento, è possibile formare un fascio più stretto e lungo e “guidare” il cliente in modo più affidabile, fornendogli una migliore user experience.
Grazie all'utilizzo di ulteriori materiali brevettati, si ottengono elevate prestazioni elettriche dell'antenna stessa. Ciò si traduce in una percentuale inferiore di perdite di segnale e parametri di riflessione del segnale molto migliori.
Nei nostri laboratori abbiamo condotto ripetutamente test per confrontare la potenza del segnale dei punti di accesso alla stessa distanza di copertura. L'illustrazione sopra mostra che due AP che supportano Wi-Fi 6 sono installati su treppiedi: uno (rosso) con antenne intelligenti Huawei, l'altro senza. La distanza dal punto al telefono in entrambi i casi è di 13 m A parità di altre condizioni - la stessa gamma di frequenza è 5 GHz, la frequenza del canale è 20 MHz, ecc. - in media, la differenza nell'intensità del segnale tra i dispositivi è 3 dBm, e il vantaggio è dalla parte del punto Huawei.
Il secondo test utilizza gli stessi punti Wi-Fi 6, la stessa portata di 20 MHz, lo stesso limite di 5 GHz. A una distanza di 13 m non c'è differenza significativa, ma non appena raddoppiamo la distanza, gli indicatori divergono di quasi un ordine di grandezza (7 dBm), a favore del nostro AirEngine.
Utilizzando le tecnologie 5G - DynamicTurbo, grazie alla quale il traffico degli utenti VIP viene priorizzato in base all'ambiente wireless, otteniamo un servizio mai visto prima in un ambiente Wi-Fi (ad esempio, il top manager di un'azienda non chiederà regolarmente perché ha questa connessione debole). Fino ad ora, sono stati quasi esclusivamente dominio del mondo delle reti cablate: TDM o IP Hard Pipe, con in evidenza i tunnel MPLS.
Il Wi-Fi 6 dà vita anche al concetto di roaming senza interruzioni. Tutto questo grazie al fatto che è stato modificato il meccanismo di migrazione tra punti: prima l'utente si collega a quello nuovo e solo dopo si dissocia da quello vecchio. Questa innovazione ha un effetto benefico sul funzionamento in scenari come la telefonia tramite Wi-Fi, la telemedicina e l’automotive, ovvero il lavoro di robot autonomi, droni, ecc., per i quali è fondamentale mantenere una connessione ininterrotta con il centro di controllo.
Il mini-video sopra mostra in modo giocoso un caso completamente moderno di utilizzo del Wi-Fi 6 di Huawei. Il cane con la tuta rossa ha gli occhiali VR “agganciati” al punto AirEngine, che cambia rapidamente e garantisce ritardi minimi nel trasferimento delle informazioni. Un altro cane è stato meno fortunato: occhiali simili posti sulla sua testa sono collegati ad un TD di un altro venditore (per ragioni etiche, ovviamente, non lo nomineremo), e anche se interruzioni e ritardi non sono fatali, interferiscono con il sovrapposizione dell'ambiente virtuale allo spazio circostante nel tempo reale.
In Cina l’architettura viene utilizzata con tutta la sua forza. Con le sue soluzioni sono stati realizzati circa 600 campus, di cui una buona metà rispetta dall'inizio alla fine i principi HiCampus.
Come dimostra la pratica, l'uso più efficace di HiCampus è per la collaborazione negli uffici, nelle "fabbriche intelligenti" con i loro robot mobili autonomi - AGV, nonché in luoghi affollati. Ad esempio, all’aeroporto internazionale di Pechino, dove è stata implementata una rete Wi-Fi 6, che fornisce servizi wireless ai passeggeri in tutto il territorio; Tra l'altro, grazie all'infrastruttura del campus, l'aeroporto ha potuto ridurre i tempi di attesa in fila del 15% e risparmiare il 20% sul personale.
Taglio ottico completo
Stiamo costruendo sempre più campus secondo un nuovo modello: IP+POL, e non obbedire affatto ai dettami dei capricci della moda tecnologica. L’approccio precedentemente dominante, in cui, quando si installava un’infrastruttura di rete in un edificio, si estendevano le ottiche fino al pavimento e poi le si cablava con rame, imponeva severe restrizioni all’architettura. È sufficiente che, se fosse necessario un ammodernamento, si dovesse modificare quasi tutto l'ambiente a livello del pavimento. Anche il materiale stesso, il rame, non è l'ideale: sia dal punto di vista della produttività, sia dal punto di vista del ciclo di vita, sia dal punto di vista dell'ulteriore sviluppo dell'ambiente. Naturalmente, il rame era comprensibile a tutti e ha permesso di creare soluzioni di rete semplici in modo rapido ed economico. Allo stesso tempo, in termini di costo totale di proprietà e potenziale di upgrade della rete, nel 2020 il rame perderà terreno rispetto all’ottica.
La superiorità dell'ottica è particolarmente evidente quando è necessario pianificare un lungo ciclo di vita dell'infrastruttura (e stimarne i costi per un lungo periodo), così come quando si trova ad affrontare una grave evoluzione. Ad esempio, è necessario che le telecamere 4K e i televisori 8K o altri segnali digitali ad alta risoluzione siano costantemente funzionanti nell’ambiente. In tali situazioni, la soluzione più ragionevole sarebbe quella di utilizzare una rete completamente ottica utilizzando switch ottici. In precedenza, il fattore determinante nella scelta di un simile modello di costruzione del campus era il numero limitato di terminali finali: unità di rete ottica (ONU). Attualmente non solo le macchine utente offrono la possibilità di connettersi tramite terminali ad una rete ottica. Un ricetrasmettitore che funziona con una rete POL viene inserito nello stesso punto Wi-Fi e riceviamo il servizio wireless attraverso una rete ottica ad alta velocità.
Pertanto, puoi implementare completamente il Wi-Fi 6 con poco sforzo: configura una rete IP + POL, collega ad essa il Wi-Fi e aumenta facilmente le prestazioni. L'unica cosa è che nel caso dei punti Wi-Fi è necessaria l'alimentazione locale. Altrimenti nulla ci impedisce di aumentare la rete a 10 o 50 Gbit/s.
L’implementazione di reti completamente ottiche ha senso in una varietà di situazioni. Ad esempio, trovano difficile immaginare un'alternativa nelle vecchie case con campate lunghe. Se non hai mai ricostruito un edificio nel centro di Mosca, allora credimi, sei molto fortunato: di solito tutti i passaggi dei cavi in tali edifici sono intasati e per organizzare saggiamente una rete locale, a volte devi fare di tutto, da graffio. Nel caso di una soluzione POL, puoi posare un cavo ottico, distribuirlo con splitter e creare una rete moderna.
Lo stesso vale per le istituzioni educative con edifici dall'architettura antica, complessi alberghieri ed edifici enormi, compresi gli aeroporti.
Guidati dal principio di mettere in pratica ciò che si predica, abbiamo iniziato da soli a organizzare gli ambienti di rete utilizzando il modello IP LAN + POL. Completato un anno e mezzo fa, l'enorme campus Huawei sul lago Songshan (Cina) con una superficie totale di oltre 1,4 milioni di m² è uno dei primi casi di implementazione dell'architettura HiCampus; i suoi edifici, tra l'altro, riproducono nel loro aspetto famosi monumenti dell'architettura europea. Al contrario, tutto all'interno è il più moderno possibile.
Dall'edificio centrale, le linee ottiche divergono verso i campus vicini, “soggetti”, dove, a loro volta, sono anche distribuite sui piani, ecc. I punti di accesso Wi-Fi 6 che coprono l'intero territorio, rispettivamente, “siedono” sull'ottica.
Il campus dispone di tutta una serie di servizi che richiedono una connessione stabile ad alta velocità, inclusa la videosorveglianza tramite telecamere ad alta definizione. Tuttavia, non servono solo per la videosorveglianza. Piattaforma digitale all'ingresso del campus attraverso le stesse telecamere identifica il volto del dipendente, poi applica il suo badge RFID al terminale di accesso e solo dopo essersi autenticato secondo due criteri verranno aperte le porte e gli sarà dato accesso alla rete wireless e ai servizi digitali del campus; non potrà entrare con il badge altrui. Inoltre in tutto il complesso è disponibile il servizio VDI (cloud desktop), un sistema di conference call e tanti altri servizi basati su Wi-Fi 6 con connessione ottica.
L'utilizzo di soluzioni ottiche completamente collegate in rete, tra le altre cose, consente di risparmiare molto spazio e richiede molte meno persone per la loro manutenzione. Pertanto, secondo le nostre statistiche, in media gli investimenti in infrastrutture si riducono del 40% grazie allo strato ottico.
Fetta completamente intelligente
Oltre alle soluzioni fisiche associate ai mezzi di trasmissione dati ottici e wireless, HiCampus è strettamente integrato con la piattaforma intelligente Horizon, che serve allo scopo della trasformazione digitale e consente di estrarre più valore dall'infrastruttura.
Per le attività relative all'infrastruttura stessa, viene utilizzato il livello di gestione sottostante sulla piattaforma .
Il suo primo scopo è utilizzare le tecnologie di apprendimento automatico per monitorare la rete. In particolare, gli algoritmi ML hanno permesso di implementare in iMaster NCE il modulo CampusInsight O&M 1-3-5: entro un minuto si riceve l'informazione su un errore, tre minuti vengono dedicati all'elaborazione, in cinque minuti viene eliminato (per di più dettagli, vedere il nostro articolo “"). In questo modo viene corretto non meno del 75–90% degli errori che si presentano.
Il secondo compito è più intelligente: integrare vari servizi relativi allo “smart campus” (lo stesso controllo di rete, videosorveglianza, ecc.).
Quando l'infrastruttura di rete ha diverse dozzine di punti di accesso e un paio di controller, nulla ti impedisce di catturare il traffico da essi e analizzarlo manualmente utilizzando Wireshark. Ma quando ci sono migliaia di punti, dozzine di controllori e tutta questa attrezzatura è distribuita su una vasta area, la risoluzione dei problemi diventa molto più difficile. Per semplificare il compito, abbiamo sviluppato la soluzione iMaster NCE CampusInsight (avevamo un file ). Con il suo aiuto, accumulando informazioni dai dispositivi - pacchetti Layer-1 / Layer-4 - puoi trovare rapidamente guasti nell'ambiente di rete.
Il processo è simile al seguente: La piattaforma, ad esempio, ci mostra che l'utente non se la cava bene con l'autenticazione radio. Analizza e indica in quale fase si è verificato il problema. E se è legato all'ambiente, la piattaforma ci offrirà di risolvere il problema (nell'interfaccia appare il pulsante Risolvi). Il video qui sotto mostra come il sistema riceve la notifica che si è verificato un rifiuto RADIUS: molto probabilmente o l'utente ha inserito la password in modo errato oppure la password è cambiata. Pertanto, senza tentativi frenetici di capire cosa sta succedendo, è possibile risparmiare molto tempo; fortunatamente tutti i dati vengono salvati e lo sfondo di una particolare collisione è facile da studiare.
Una storia comune: il proprietario di un'azienda o un CTO viene da te e si lamenta che una persona importante nel tuo ufficio ieri non è riuscita a connettersi alla rete wireless. Dobbiamo risolvere il problema. Forse a rischio di perdere il bonus trimestrale. In una situazione normale, è impossibile risolvere il problema senza trovare lo stesso utente VIP. Ma cosa succede se si tratta di qualche top manager o viceministro con cui non è facile incontrarsi e tanto meno chiedergli uno smartphone per capire il problema? Aiuta a evitare tali situazioni un prodotto Huawei che utilizza la nostra distribuzione di big data FusionInsight, che memorizza l'intera quantità di conoscenza accumulata su ciò che stava accadendo sulla rete, grazie alla quale è possibile raggiungere le origini di qualsiasi problema attraverso un'analisi retrospettiva.
I dispositivi e la loro connettività sono importanti. Ma per costruire un campus veramente “intelligente”, è necessario un componente aggiuntivo software.
Innanzitutto, HiCampus utilizza una piattaforma cloud oltre al livello fisico. Può essere privato, pubblico o ibrido. Questo, a sua volta, è stratificato con servizi per lavorare con i dati. L'intero set di software è una piattaforma digitale. Da un punto di vista concettuale, si basa sui principi di Relazione, Aperto, Multi-Ecosistema, Any-Connect - ROMA in breve (ci sarà anche un webinar e un post separati su di essi e sulla piattaforma nel suo insieme). Fornendo connessioni tra i componenti dell'ambiente, Horizon lo rende più olistico, il che è ulteriormente confermato sia dagli indicatori aziendali che dal comfort dell'utente.
A sua volta, il Huawei IOC (Intelligent Operation Center) è progettato per monitorare la “salute” del campus, l’efficienza energetica e la sicurezza e, soprattutto, fornire una panoramica generale di ciò che accade nel campus. Ad esempio, grazie allo schema di visualizzazione (vedi. ) sarà chiaro che la fotocamera ha reagito a qualche fattore allarmante e potrai immediatamente ottenere un'immagine da essa. Se scoppia un incendio improvviso, è facile verificare tramite i sensori RFID se tutte le persone hanno lasciato l'edificio.
E grazie al fatto che ai punti di accesso Huawei è possibile collegare moduli aggiuntivi che funzionano tramite RFID, ZigBee o Bluetooth, non è difficile creare un ambiente in grado di monitorare in modo sensibile la situazione nel campus e segnalare una serie di problemi. Inoltre, il CIO semplifica l'inventario delle risorse in tempo reale e, in generale, lavorare con il campus come unità intelligente apre molte possibilità.
Naturalmente, i singoli fornitori sul mercato possono fornire alcune soluzioni simili a quelle incluse in HiCampus, ad esempio l'accesso completamente ottico. Tuttavia, nessuno ha un'architettura olistica, i cui principali vantaggi abbiamo cercato di rivelare nel post.
Infine, aggiungeremo che puoi scoprire di più sulle nostre soluzioni smart campus e persino provarne alcune sul sito web del nostro progetto .
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E non dimenticare i nostri numerosi webinar, tenuti non solo nel segmento di lingua russa, ma anche a livello globale. Un elenco dei webinar delle prossime settimane è disponibile su .
Fonte: habr.com