Vi gjør deg oppmerksom på en kort oversikt over Huaweis nye arkitektur - HiCampus, som er basert på fullstendig trådløs tilgang for brukere, IP + POL og en intelligent plattform på toppen av fysisk infrastruktur.
I begynnelsen av 2020 introduserte vi to nye arkitekturer som tidligere ble brukt utelukkende i Kina. Om HiDC, som først og fremst er designet for utrulling av datasenterinfrastruktur, ble allerede publisert på Habré i vår . La oss nå ta en generell titt på HiCampus, en arkitektur med bredere profil.
Hvorfor HiCampus er nødvendig
Stormen av hendelser som pandemien og motstanden mot den medførte, med vilje, fikk mange til raskt å forstå at studiesteder er grunnlaget for en ny intellektuell verden. Det generelle ordet "campus" inkluderer ikke bare kontorområder, men også forskningsinstitutter, laboratorier, universiteter sammen med studentcampus og mer.
Bare i Russland har Huawei over tusen utviklere fra midten av 2020. Dessuten vil det om to til tre år være omtrent fem ganger flere av dem. Og de er konsentrert nettopp på campusene, hvor vi må gi dem sømløs service på forespørsel, uten å få dem til å vente.
For sluttbrukeren er HiCampus egentlig først og fremst et mer praktisk arbeidsmiljø enn før. Det hjelper bedrifter med å øke produksjonseffektiviteten, og i tillegg viser det seg å være enklere for dem å drive.
I mellomtiden er det flere og flere brukere på campusene, og de har flere og flere enheter. Det er bra at ikke hver jakke ennå er utstyrt med en Wi-Fi-modul: "smartklær" er fortsatt en kuriositet, men det er mulig at den snart vil komme i stor bruk. Som et resultat, uten radikale teknologiske endringer, reduseres kvaliteten på tjenesten på nettverket. Ikke så rart: trafikkforbruket øker, energiforbruket øker, og nye tjenester krever stadig flere ressurser av ulike slag. I mellomtiden ønsker bedriftseiere og styrer, ofte inspirert av tempoet som digital transformasjon foregår rundt dem, inkludert blant konkurrentene deres, nye muligheter – raskt og billig (“Hva, vi har ikke videoovervåking med ansiktsgjenkjenning) på kontoret vårt? Hvorfor?! "). I tillegg forventer de i dag en synergistisk effekt fra nettverksinfrastrukturen: å utplassere et nettverk for nettverkets skyld alene er ikke lenger akseptert, og det er ikke i tidsånden.
Dette er problemene HiCampus er designet for å løse. Vi skiller tre seksjoner, som hver gir sine egne fordeler til arkitekturen. Vi lister dem i rekkefølge fra lavere til høyere:
- helt trådløst;
- alle optiske;
- intellektuell.
Helt trådløst kutt
Grunnlaget for det helt trådløse kuttet er Huaweis produktløsning basert på sjette generasjons Wi-Fi. Sammenlignet med Wi-Fi 5 tillater det firedobbelt øke antallet samtidig tilkoblede brukere og avlaste "innbyggerne" på campus fra behovet for å koble til nettverket "via ledning" hvor som helst.
Den nye AirEngine-produktlinjen, som HiCampus trådløse miljø er bygget på, inkluderer tilgangspunkter (AP) for en rekke scenarier: for industriell bruk med IoT, for utendørs bruk. Designet, dimensjonene og metodene for monteringsanordninger tillater også alle tenkelige brukstilfeller.
Vi skylder innovasjoner i TD, for eksempel et økt antall antenner for mottak (det er nå 16 av dem) til utviklingssenteret vårt i Tel Aviv: kollegene våre som jobber der brakte mye av sin tidligere erfaring med å forbedre WiMAX- og 6G-nettverk til Wi-Fi 5, takket være at de var i stand til seriøst å optimalisere ventetiden og gjennomstrømningen til AirEngine-punktene. Som et resultat var vi i stand til å garantere en gjennomstrømning på minst et gitt nivå til hver klient: setningen "100 Mbit/s overalt" er ikke en tom setning i vårt tilfelle.
Hvordan skjedde det? La oss kort gå til teorien her. I følge Shannons teorem bestemmes gjennomstrømningen til et tilgangspunkt av (a) antall romlige strømmer, (b) båndbredden og signal-til-støy-forholdet. Huawei har gjort endringer i forhold til tidligere produkter på alle tre punktene. Dermed er AP-ene våre i stand til å dannes opptil 12 romlige strømmer — halvannen ganger mer enn toppmodeller fra andre leverandører. I tillegg kan de støtte åtte 160 MHz brede romlige strømmer mot i beste fall åtte 80 MHz strømmer fra konkurrenter. Til slutt, takket være Smart Antenna-teknologi, viser tilgangspunktene våre betydelig større interferenstoleranse og høyere RSSI-nivåer når de mottas av klienten.
På slutten av 2019 mottok våre kolleger fra Tel Aviv den høyeste utmerkelsen i selskapet nettopp fordi de klarte å oppnå et signal-til-støyforhold (SNR) høyere enn det til en annen kjent amerikansk produsent på en brikke som støtter Wi- Fi 802.11ax. Resultatet ble oppnådd både ved bruk av nye materialer og ved hjelp av en mer avansert algoritmisk base innebygd i prosessoren. Derav de andre fordelaktige aspektene ved Wi-Fi 6 "som tolket av Huawei." Spesielt er en flerbruker MIMO-mekanisme implementert, takket være hvilken opptil åtte romlige strømmer kan tildeles per bruker; MU-MIMO er designet for å bruke hele antenneressursen til tilgangspunktet til å overføre informasjon til klienter. Åtte strømmer på en gang vil selvfølgelig ikke tilordnes noen smarttelefon, men til en bærbar datamaskin av siste generasjon eller et VR-kompleks for industrielle formål - ganske bra.
Dermed, med 16 romlige strømmer på det fysiske laget, er det mulig å oppnå 10 Gbit/s per punkt. På applikasjonstrafikknivå vil effektiviteten til dataoverføringsmediet være 78–80 %, eller omtrent 8 Gbit/s. La oss ta forbehold om at dette er sant når det gjelder drift av 160 MHz-kanaler. Selvfølgelig er Wi-Fi 6 først og fremst designet for masseforbindelser, og hvis det er dusinvis av dem, vil ikke hver enkelt tilkobling være så skyhøy hastighet.
Under laboratorieforhold utførte vi gjentatte ganger tester med iPerf-lastverktøyet - og registrerte at to hi-end Huawei-punkter fra AirEngine-linjen, med åtte romlige strømmer med en bredde på 160 MHz hver, utveksle data på applikasjonsnivå med en hastighet på ca. 8,37 Gbit/s. Det er nødvendig å komme med en bemerkning: ja, de har spesiell firmware, designet for å avsløre potensialet til utstyret under testing, men faktum er fortsatt et faktum.
Huawei driver forresten et Joint Validation Lab i Russland med en omfattende flåte av Wi-Fi-utstyr. Tidligere brukte vi enheter med M.2-brikker fra andre produsenter, men nå viser vi ytelsen til Wi-Fi 6 på telefoner av egen produksjon, for eksempel P40.
Illustrasjonene ovenfor viser at en enkelt strukturblokk, hvorav det er fire i tilgangspunktet, også inneholder fire elementer - totalt 16 sender-mottaksantenner som opererer i dynamisk modus. Når det gjelder stråleforming, takket være bruken av et større antall antenner på et element, er det mulig å danne en smalere og lengre stråle og "veilede" klienten mer pålitelig, noe som gir ham en forbedret brukeropplevelse.
På grunn av bruken av ytterligere patenterte materialer oppnås høy elektrisk ytelse til selve antennen. Dette resulterer i en lavere prosentandel av signaltap og mye bedre signalrefleksjonsparametere.
I laboratoriene våre har vi gjentatte ganger utført tester for å sammenligne signalstyrken til tilgangspunkter ved samme dekningsavstand. Illustrasjonen over viser at to AP-er som støtter Wi-Fi 6 er installert på stativer: en (rød) med smarte antenner fra Huawei, den andre uten dem. Avstanden fra punktet til telefonen er i begge tilfeller 13 m. Alt annet likt - samme frekvensområde er 5 GHz, kanalfrekvensen er 20 MHz osv. - i gjennomsnitt er forskjellen i signalstyrke mellom enheter 3 dBm, og fordelen er på siden av Huawei.
Den andre testen bruker de samme Wi-Fi 6-punktene, det samme 20 MHz-området, den samme 5 GHz-grensen. I en avstand på 13 m er det ingen signifikant forskjell, men så snart vi dobler avstanden, divergerer indikatorene med nesten en størrelsesorden (7 dBm) - til fordel for vår AirEngine.
Ved å bruke 5G-teknologier - DynamicTurbo, takket være at trafikk fra VIP-brukere prioriteres basert på det trådløse miljøet, oppnår vi en tjeneste som aldri har vært sett før i et Wi-Fi-miljø (for eksempel vil ikke en bedrifts øverste leder regelmessig spørre du hvorfor han har denne svake forbindelsen). Til nå har de nesten utelukkende vært domenet til den kablede nettverksverdenen - enten TDM eller IP Hard Pipe, med MPLS-tunneler uthevet.
Wi-Fi 6 gir også liv til konseptet sømløs roaming. Alt dette er takket være det faktum at migrasjonsmekanismen mellom punkter har blitt endret: først kobler brukeren seg til den nye og først deretter dissosieres fra den gamle. Denne innovasjonen har en gunstig effekt på driften i scenarier som telefoni over Wi-Fi, telemedisin og bilindustrien, nemlig arbeidet til autonome roboter, droner, etc., for hvilke det er avgjørende å opprettholde en uavbrutt forbindelse med kontrollsenteret.
Minivideoen over viser på en leken måte et helt moderne tilfelle av bruk av Wi-Fi 6 fra Huawei. Hunden i den røde kjeledressen har VR-briller «kroket» til AirEngine-punktet, som bytter raskt og sørger for minimale forsinkelser i informasjonsoverføringen. En annen hund var mindre heldig: lignende briller plassert på hodet hans er koblet til en TD fra en annen leverandør (av etiske grunner vil vi selvfølgelig ikke navngi det), og selv om avbrudd og etterslep ikke er dødelige, forstyrrer de overlegg av det virtuelle miljøet på det omkringliggende rommet i sanntid.
Inne i Kina brukes arkitektur med all kraft. Rundt 600 campuser er bygget ved hjelp av deres løsninger, hvorav godt halvparten følger HiCampus-prinsippene fra start til slutt.
Som praksis viser, er den mest effektive bruken av HiCampus for samarbeid i kontorlokaler, i "smarte fabrikker" med deres mobile autonome roboter - AGV, så vel som på overfylte steder. For eksempel på Beijing internasjonale lufthavn, hvor et Wi-Fi 6-nettverk har blitt utplassert, som tilbyr trådløse tjenester til passasjerer over hele territoriet; Blant annet takket være campusinfrastrukturen kunne flyplassen redusere ventetiden i kø med 15 % og spare 20 % på personell.
Full optisk kutt
I økende grad bygger vi campus etter en ny modell - IP + POL, og overhodet ikke adlyde diktatene til den teknologiske motens innfall. Den tidligere dominerende tilnærmingen, der vi, når vi distribuerte en nettverksinfrastruktur i en bygning, strakte optikk til gulvet, og deretter koblet den med kobber, påla strenge restriksjoner på arkitekturen. Det er nok at dersom en oppgradering var nødvendig, måtte nesten hele miljøet på gulvnivå endres. Selve materialet, kobber, er heller ikke ideelt: både fra et gjennomstrømningssynspunkt og fra livssyklusens synspunkt, og fra synspunktet om videreutvikling av miljøet. Kobber var selvfølgelig forståelig for alle og gjorde det mulig å lage enkle nettverksløsninger raskt og rimelig. Samtidig, når det gjelder totale eierkostnader og potensial for nettverksoppgraderinger, taper kobber til optikk i 2020.
Optikkens overlegenhet er spesielt tydelig når det er nødvendig å planlegge for en lang livssyklus av infrastrukturen (og estimere kostnadene ved den i lang tid), samt når den står overfor en alvorlig utvikling. For eksempel kreves det at 4K-kameraer og 8K-TVer eller annen høyoppløselig digital skilting hele tiden fungerer i miljøet. I slike situasjoner vil den mest fornuftige løsningen være å bruke et helt optisk nettverk som bruker optiske brytere. Tidligere var den stoppende faktoren ved valg av en slik campuskonstruksjonsmodell det lille antallet endeterminaler - optiske nettverksenheter (ONU). For tiden tilbyr ikke bare brukermaskiner muligheten til å koble til via terminaler til et optisk nettverk. En transceiver som fungerer med et POL-nettverk settes inn i det samme Wi-Fi-punktet, og vi mottar trådløse tjenester gjennom et høyhastighets optisk nettverk.
Dermed kan du implementere Wi-Fi 6 fullt ut med liten innsats: konfigurer et IP + POL-nettverk, koble Wi-Fi til det og øk ytelsen enkelt. Det eneste er at når det gjelder Wi-Fi-punkter, kreves lokal strømforsyning. Ellers er det ingenting som hindrer oss i å øke nettverket til 10 eller 50 Gbit/s.
Det er fornuftig å distribuere alle optiske nettverk i en rekke situasjoner. For eksempel har de vanskelig for å tenke seg et alternativ i gamle hus med lange spenn. Hvis du aldri har gjenoppbygd en bygning i sentrum av Moskva, så tro meg, du er veldig heldig: Vanligvis er alle kabelpassasjene i slike bygninger tilstoppet, og for å organisere et lokalt nettverk klokt, må du noen ganger gjøre alt fra ripe. Ved en POL-løsning kan du legge en optisk kabel, distribuere den med splittere og lage et moderne nettverk.
Det samme gjelder utdanningsinstitusjoner med bygninger av gammel arkitektur, hotellkomplekser og enorme bygninger, inkludert flyplasser.
Veiledet av prinsippet om å praktisere det du forkynner, startet vi med oss selv med å organisere nettverksmiljøer ved å bruke IP LAN + POL-modellen. Fullført for et og et halvt år siden, er det enorme Huawei-campus ved Songshan Lake (Kina) med et samlet areal på mer enn 1,4 millioner m² et av de første tilfellene av implementering av HiCampus-arkitekturen; bygningene, forresten, gjengir i sitt utseende berømte monumenter av europeisk arkitektur. Tvert imot, alt inni er så moderne som mulig.
Fra sentralbygningen divergerer optiske linjer til nærliggende, "subjekt" campus, hvor de i sin tur også er fordelt på tvers av etasjer, etc. Wi-Fi 6 tilgangspunkter som dekker hele territoriet, følgelig "sitter" på optikk.
Campus har en hel rekke tjenester som krever en stabil høyhastighetsforbindelse, inkludert videoovervåking ved hjelp av HD-kameraer. De tjener imidlertid ikke bare for videoovervåking. Digital plattform ved campusinngangen gjennom de samme kameraene identifiserer han den ansatte med ansiktet, deretter påfører han RFID-merket sitt på tilgangsterminalen, og først etter vellykket autentisering i henhold til to kriterier vil dørene bli åpnet og han vil få tilgang til det trådløse nettverket og digitale tjenester av campus; han vil ikke kunne skli inn med andres merke . I tillegg er VDI-tjeneste (cloud desktop), et telefonkonferansesystem og mange andre tjenester basert på Wi-Fi 6 med optisk tilkobling tilgjengelig i hele komplekset.
Ved å bruke fullt nettverkstilkoblede optiske løsninger, sparer man blant annet mye plass, og krever langt færre folk for å vedlikeholde dem. I følge vår statistikk reduseres dermed investeringer i infrastruktur i gjennomsnitt med 40 % takket være det optiske laget.
Helt intelligent skive
På toppen av de fysiske løsningene knyttet til optiske og trådløse dataoverføringsmedier, er HiCampus tett integrert med Horizon intelligent plattform, som tjener formålet med digital transformasjon og lar deg trekke ut mer verdi fra infrastrukturen.
For oppgaver knyttet til selve infrastrukturen benyttes det underliggende styringslaget på plattformen .
Det første formålet er å bruke maskinlæringsteknologier for å overvåke nettverket. Spesielt gjorde ML-algoritmer det mulig å implementere CampusInsight O&M 1-3-5-modulen i iMaster NCE: innen et minutt mottas informasjon om en feil, tre minutter brukes på å behandle den, på fem minutter er den eliminert (for mer detaljer, se vår artikkel ""). På denne måten blir ikke mindre enn 75–90 % av feilene som oppstår rettet.
Den andre oppgaven er mer intelligent - å integrere ulike tjenester relatert til "smart campus" (samme nettverkskontroll, videoovervåking, etc.).
Når nettverksinfrastrukturen har flere dusin tilgangspunkter og et par kontrollere, er det ingenting som hindrer deg i å fange opp trafikk fra dem og analysere den manuelt ved hjelp av Wireshark. Men når det er tusenvis av poeng, dusinvis av kontrollere, og alt dette utstyret er spredt over et stort område, blir feilsøking mye vanskeligere. For å forenkle oppgaven utviklet vi iMaster NCE CampusInsight-løsningen (vi hadde en separat ). Med dens hjelp, ved å samle informasjon fra enheter - Layer-1 / Layer-4-pakker - kan du raskt finne feil i nettverksmiljøet.
Prosessen ser slik ut: Plattformen viser oss for eksempel at brukeren ikke har det bra med radioautentisering. Hun analyserer og indikerer på hvilket trinn problemet oppsto. Og hvis det er relatert til miljøet, vil plattformen tilby oss å løse problemet (Løs-knappen vises i grensesnittet). Videoen nedenfor viser hvordan systemet mottar et varsel om at en RADIUS-avvisning har skjedd: mest sannsynlig, enten har brukeren skrevet inn passordet feil, eller passordet er endret. Dermed, uten hektiske forsøk på å finne ut hva som skjer, er det mulig å spare mye tid; heldigvis er alle dataene lagret og bakgrunnen for en bestemt kollisjon er lett å studere.
En vanlig historie: en bedriftseier eller CTO kommer til deg og klager over at en viktig person på kontoret ditt i går ikke klarte å koble seg til det trådløse nettverket. Vi må løse problemet. Muligens i fare for å miste kvartalsbonusen. I en normal situasjon er det umulig å fikse problemet uten å finne den samme VIP-brukeren. Men hva om dette er en toppleder eller viseminister som det ikke er lett å møte, og langt mindre spør ham om en smarttelefon for å forstå problemet? Et Huawei-produkt som bruker vår FusionInsight-stordatadistribusjon bidrar til å unngå slike situasjoner, som lagrer hele den akkumulerte mengden kunnskap om hva som skjedde på nettverket, takket være at opprinnelsen til ethvert problem kan nås gjennom retrospektiv analyse.
Enheter og deres tilkobling er viktig. Men for å bygge et virkelig "smart" campus, trengs et programvaretillegg.
Først og fremst bruker HiCampus en skyplattform på toppen av det fysiske laget. Det kan være privat, offentlig eller hybrid. Dette er igjen lagdelt med tjenester for arbeid med data. Hele dette settet med programvare er en digital plattform. Fra et konseptuelt synspunkt er det basert på prinsippene Relationship, Open, Multi-Ecosystem, Any-Connect - ROMA for kort (det vil også være et eget webinar og innlegg om dem og plattformen som helhet). Ved å gi forbindelser mellom komponenter i miljøet, gjør Horizon det mer helhetlig, noe som bekreftes ytterligere i både forretningsindikatorer og brukerkomfort.
I sin tur er Huawei IOC (Intelligent Operation Center) designet for å overvåke "helsen" på campus, energieffektivitet og sikkerhet, og viktigst av alt, gir en generell oversikt over hva som skjer på campus. For eksempel takket være visualiseringsskjemaet (se. ) vil det være klart at kameraet reagerte på en alarmerende faktor, og du kan umiddelbart få et bilde fra det. Hvis det plutselig oppstår en brann, er det enkelt å sjekke ved hjelp av RFID-sensorer om alle personer har forlatt lokalet.
Og takket være det faktum at tilleggsmoduler som opererer via RFID, ZigBee eller Bluetooth kan kobles til Huawei-tilgangspunkter, er det ikke vanskelig å lage et miljø som sensitivt overvåker situasjonen på campus og signaliserer en rekke problemer. I tillegg gjør IOC det enkelt å gjøre inventar over eiendeler i sanntid, og generelt sett åpner det for mange muligheter å jobbe med campus som en intelligent enhet.
Selvfølgelig kan individuelle leverandører på markedet tilby noen løsninger som ligner på de som er inkludert i HiCampus, for eksempel helt optisk tilgang. Imidlertid har ingen en helhetlig arkitektur, de viktigste fordelene som vi prøvde å avsløre i innlegget.
Og til slutt vil vi legge til at du kan finne ut mer om våre smarte campusløsninger, og til og med prøve noen av dem, på prosjektnettstedet vårt .
***
Og ikke glem våre mange webinarer, holdt ikke bare i det russisktalende segmentet, men også på globalt nivå. En liste over webinarer for de kommende ukene er tilgjengelig på .
Kilde: www.habr.com