Vă aducem în atenție o scurtă prezentare a noii arhitecturi Huawei - HiCampus, care se bazează pe acces complet wireless pentru utilizatori, IP + POL și o platformă inteligentă pe deasupra infrastructurii fizice.
La începutul anului 2020, am introdus două noi arhitecturi care au fost utilizate anterior exclusiv în China. Despre HiDC, care este conceput în primul rând pentru implementarea infrastructurii centrelor de date, a fost deja publicat pe Habré în primăvară . Acum să aruncăm o privire generală asupra HiCampus, o arhitectură cu profil mai larg.
De ce este nevoie de HiCampus
Fluxul de evenimente pe care pandemia și rezistența la ea le-a implicat, vrând-nevrând, i-au determinat pe mulți să înțeleagă rapid că campusurile sunt fundația unei noi lumi intelectuale. Cuvântul general „campus” include nu numai zone de birouri, ci și institute de cercetare, laboratoare, universități, împreună cu campusuri studențești și multe altele.
Numai în Rusia, Huawei are peste o mie de dezvoltatori la jumătatea anului 2020. Mai mult, în doi-trei ani vor fi de aproximativ cinci ori mai mulți. Și sunt concentrați tocmai în campusuri, unde trebuie să le oferim servicii fără întreruperi la cerere, fără a-i face să aștepte.
De fapt, pentru utilizatorul final, HiCampus este într-adevăr, în primul rând, un mediu de lucru mai convenabil decât înainte. Ajută companiile să mărească eficiența producției și, în plus, se dovedește a fi mai ușor de operat pentru acestea.
Între timp, în campusuri sunt tot mai mulți utilizatori și au tot mai multe dispozitive. Este bine că nu fiecare jachetă este încă echipată cu un modul Wi-Fi: „îmbrăcămintea inteligentă” este încă o curiozitate, dar este posibil ca în curând să intre în uz pe scară largă. Ca urmare, fără schimbări tehnologice radicale, calitatea serviciului în rețea scade. Nu e de mirare: consumul de trafic este în creștere, consumul de energie este în creștere, iar noile servicii necesită tot mai multe resurse de diferite tipuri. Între timp, proprietarii de afaceri și consiliile de administrație, adesea inspirate de ritmul în care se desfășoară transformarea digitală în jurul lor, inclusiv printre concurenții lor, își doresc noi oportunități - rapid și ieftin („Ce, nu avem supraveghere video cu recunoaștere facială în biroul nostru? De ce?! "). În plus, astăzi se așteaptă un efect sinergic de la infrastructura de rețea: implementarea unei rețele doar de dragul rețelei nu mai este acceptată și nu este în spiritul vremurilor.
Acestea sunt problemele pe care le rezolvă HiCampus. Distingem trei secțiuni, fiecare dintre ele aduce propriile avantaje arhitecturii. Le enumerăm în ordine de la mai jos la mai mare:
- complet wireless;
- toate optice;
- intelectual.
Tăiere complet fără fir
Baza tăierii complet wireless este soluția de produs Huawei bazată pe Wi-Fi de generația a șasea. În comparație cu Wi-Fi 5, permite de patru ori creșterea numărului de utilizatori conectați simultan și scutirea „locuitorilor” campusului de nevoia de a se conecta la rețea „prin cablu” oriunde.
Noua linie de produse AirEngine, pe care este construit mediul wireless HiCampus, include puncte de acces (AP) pentru o varietate de scenarii: pentru utilizare industrială cu IoT, pentru utilizare în exterior. Designul, dimensiunile și metodele de montare a dispozitivelor permit, de asemenea, toate cazurile de utilizare imaginabile.
Datorăm inovații în TD, de exemplu, un număr crescut de antene pentru recepție (acum sunt 16 dintre ele) centrului nostru de dezvoltare din Tel Aviv: colegii noștri care lucrează acolo au adus o mare parte din experiența lor anterioară în îmbunătățirea rețelelor WiMAX și 6G la Wi-Fi 5, datorită căruia au reușit să optimizeze serios latența și debitul punctelor AirEngine. Drept urmare, am putut garanta pentru fiecare client un debit de cel puțin un anumit nivel: expresia „100 Mbit/s peste tot” nu este o expresie goală în cazul nostru.
Cum s-a întâmplat? Să trecem pe scurt la teorie aici. Conform teoremei lui Shannon, debitul unui punct de acces este determinat de (a) numărul de fluxuri spațiale, (b) lățimea de bandă și raportul semnal-zgomot. Huawei a făcut modificări în comparație cu produsele anterioare în toate cele trei puncte. Astfel, AP-urile noastre sunt capabile să se formeze până la 12 fluxuri spațiale — de o ori și jumătate mai mult decât modelele de top de la alți furnizori. În plus, pot suporta opt fluxuri spațiale de 160 MHz față de, în cel mai bun caz, opt fluxuri de 80 MHz de la concurenți. În cele din urmă, datorită tehnologiei Smart Antenna, punctele noastre de acces demonstrează o toleranță semnificativ mai mare la interferențe și niveluri RSSI mai ridicate atunci când sunt primite de client.
La sfârșitul anului 2019, colegii noștri din Tel Aviv au primit cel mai mare premiu din cadrul companiei tocmai pentru că au reușit să atingă un raport semnal-zgomot (SNR) mai mare decât cel al unui alt cunoscut producător american pe un cip care suportă Wi- Fi 802.11ax. Rezultatul a fost atins atât prin utilizarea de noi materiale, cât și cu ajutorul unei baze algoritmice mai avansate încorporate în procesor. De aici și celelalte aspecte avantajoase ale Wi-Fi 6 „așa cum sunt interpretate de Huawei”. În special, a fost implementat un mecanism MIMO multi-utilizator, datorită căruia pot fi alocate până la opt fluxuri spațiale per utilizator; MU-MIMO este conceput pentru a utiliza întreaga resursă de antenă a punctului de acces în transmiterea informațiilor către clienți. Desigur, opt fluxuri simultan nu vor fi atribuite niciunui smartphone, ci unui laptop de ultimă generație sau unui complex VR în scopuri industriale - destul de bine.
Astfel, cu 16 fluxuri spațiale la nivelul fizic, este posibil să se obțină 10 Gbit/s per punct. La nivelul traficului aplicației, eficiența mediului de transmisie a datelor va fi de 78–80%, sau aproximativ 8 Gbit/s. Să facem o rezervare că acest lucru este adevărat în cazul funcționării canalelor de 160 MHz. Desigur, Wi-Fi 6 este conceput în primul rând pentru conexiuni în masă, iar dacă există zeci de ele, atunci fiecare conexiune individuală nu va fi atât de mare.
În condiții de laborator, am efectuat în mod repetat teste folosind utilitarul de încărcare iPerf - și am înregistrat că două puncte Huawei de vârf de la linia AirEngine, folosind opt fluxuri spațiale cu o lățime de 160 MHz fiecare, schimbă date la nivel de aplicație la o viteză de aproximativ 8,37 Gbit/s. Este necesar să facem o remarcă: da, au un firmware special, menit să dezvăluie potențialul echipamentului în timpul testării, dar faptul rămâne un fapt.
Apropo, Huawei operează un Joint Validation Lab în Rusia, cu o flotă extinsă de echipamente Wi-Fi. Anterior, foloseam dispozitive cu cipuri M.2 de la alți producători, dar acum arătăm performanța Wi-Fi 6 pe telefoane de producție proprie, de exemplu P40.
Ilustrațiile de mai sus arată că un singur bloc structural, dintre care există patru în punctul de acces, conține și patru elemente - un total de 16 antene de transmisie-recepție care funcționează în mod dinamic. În ceea ce privește formarea fasciculului, datorită utilizării unui număr mai mare de antene pe un element, este posibil să se formeze un fascicul mai îngust și mai lung și să se „ghideze” clientul mai fiabil, oferindu-i o experiență de utilizator îmbunătățită.
Datorită utilizării materialelor suplimentare brevetate, se obține performanța electrică ridicată a antenei în sine. Acest lucru are ca rezultat un procent mai mic de pierderi de semnal și parametri de reflectare a semnalului mult mai buni.
În laboratoarele noastre, am efectuat în mod repetat teste pentru a compara puterea semnalului punctelor de acces la aceeași distanță de acoperire. Ilustrația de mai sus arată că pe trepiede sunt instalate două AP-uri care acceptă Wi-Fi 6: unul (roșu) cu antene inteligente de la Huawei, celălalt fără ele. Distanța de la punct la telefon în ambele cazuri este de 13 m. Alte lucruri fiind egale - același interval de frecvență este de 5 GHz, frecvența canalului este de 20 MHz etc. - în medie, diferența de putere a semnalului între dispozitive este de 3 dBm, iar avantajul este de partea punctului Huawei.
Al doilea test folosește aceleași puncte Wi-Fi 6, aceeași gamă de 20 MHz, aceeași limită de 5 GHz. La o distanță de 13 m nu există nicio diferență semnificativă, dar de îndată ce dublăm distanța, indicatorii diverg cu aproape un ordin de mărime (7 dBm) - în favoarea AirEngine-ului nostru.
Folosind tehnologii 5G - DynamicTurbo, datorită cărora traficul de la utilizatorii VIP este prioritizat pe baza mediului wireless, realizăm un serviciu care nu a mai fost văzut până acum într-un mediu Wi-Fi (de exemplu, managerul de top al unei companii nu va cere în mod regulat tu de ce are această conexiune slabă). Până acum, acestea au fost aproape exclusiv domeniul rețelelor cu fir - fie TDM, fie IP Hard Pipe, cu tunelurile MPLS evidențiate.
Wi-Fi 6 aduce la viață și conceptul de roaming fără întreruperi. Acest lucru se datorează faptului că mecanismul de migrare între puncte a fost modificat: mai întâi utilizatorul se conectează la cel nou și abia apoi se disociază de cel vechi. Această inovație are un efect benefic asupra funcționării în scenarii precum telefonia prin Wi-Fi, telemedicină și auto, și anume munca roboților autonomi, dronelor etc., pentru care este esențială menținerea unei conexiuni neîntrerupte cu centrul de control.
Mini-videoclipul de mai sus arată într-un mod jucăuș un caz complet modern de utilizare a Wi-Fi 6 de la Huawei. Câinele în salopetă roșie are ochelari VR „prinși” de punctul AirEngine, care comută rapid și asigură întârzieri minime în transferul de informații. Un alt câine a fost mai puțin norocos: ochelari asemănători plasați pe cap sunt conectați la un TD al altui furnizor (din motive etice, desigur, nu îl vom numi) și, deși întreruperile și întârzierile nu sunt fatale, ele interferează cu suprapunerea mediului virtual pe spațiul înconjurător în cel real.timp.
În interiorul Chinei, arhitectura este folosită cu toată puterea ei. Aproximativ 600 de campusuri au fost construite folosind soluțiile sale, dintre care o bună jumătate respectă principiile HiCampus de la început până la sfârșit.
După cum arată practica, cea mai eficientă utilizare a HiCampus este pentru colaborarea în spații de birouri, în „fabricii inteligente” cu roboții lor autonomi mobili - AGV, precum și în locuri aglomerate. De exemplu, la Aeroportul Internațional Beijing, unde a fost implementată o rețea Wi-Fi 6, care oferă servicii wireless pasagerilor pe întreg teritoriul; Printre altele, datorită infrastructurii campusului, aeroportul a reușit să reducă timpul de așteptare la coadă cu 15% și să economisească 20% pe personal.
Tăiere optică completă
Din ce în ce mai mult, construim campusuri după un nou model - IP + POL, și deloc să se supună dictelor capriciilor modei tehnologice. Abordarea dominantă anterior, în care, la implementarea unei infrastructuri de rețea într-o clădire, am întins optica până la podea și apoi am conectat-o cu cupru, a impus restricții severe asupra arhitecturii. Este suficient ca, dacă era necesar un upgrade, aproape întregul mediu de la nivelul podelei trebuia schimbat. Materialul în sine, cuprul, nu este, de asemenea, ideal: atât din punct de vedere al debitului, cât și din punctul de vedere al ciclului de viață, și din punctul de vedere al dezvoltării ulterioare a mediului. Desigur, cuprul era pe înțeles de toată lumea și a făcut posibilă crearea de soluții simple de rețea rapid și ieftin. În același timp, în ceea ce privește costul total de proprietate și potențialul de modernizare a rețelei, cuprul pierde în fața opticii în 2020.
Superioritatea opticii este evidentă mai ales atunci când este necesară planificarea unui ciclu lung de viață al infrastructurii (și estimarea costurilor acesteia pe o perioadă lungă de timp), precum și atunci când aceasta se confruntă cu o evoluție serioasă. De exemplu, este necesar ca camerele 4K și televizoarele 8K sau alte semnalizări digitale de înaltă rezoluție să funcționeze constant în mediul înconjurător. În astfel de situații, cea mai rezonabilă soluție ar fi utilizarea unei rețele integral optice folosind comutatoare optice. Anterior, factorul de oprire la alegerea unui astfel de model de construcție a campusului era numărul mic de terminale terminale - unități de rețea optică (ONU). În prezent, nu numai mașinile utilizatorului oferă posibilitatea de a se conecta prin terminale la o rețea optică. Un transceiver care lucrează cu o rețea POL este introdus în același punct Wi-Fi și primim serviciul wireless printr-o rețea optică de mare viteză.
Astfel, puteți implementa complet Wi-Fi 6 cu puțin efort: configurați o rețea IP + POL, conectați Wi-Fi la aceasta și creșteți ușor performanța. Singurul lucru este că în cazul punctelor Wi-Fi este necesară alimentarea locală. În rest, nimic nu ne împiedică să creștem rețeaua la 10 sau 50 Gbit/s.
Implementarea rețelelor optice are sens într-o varietate de situații. De exemplu, le este greu să-și imagineze o alternativă în casele vechi cu deschideri mari. Dacă nu ați reconstruit niciodată o clădire în centrul Moscovei, atunci credeți-mă, sunteți foarte norocos: de obicei toate pasajele de cabluri din astfel de clădiri sunt înfundate și, pentru a organiza cu înțelepciune o rețea locală, uneori trebuie să faceți totul, de la zgârietură. În cazul unei soluții POL, puteți așeza un cablu optic, îl puteți distribui cu splitere și puteți crea o rețea modernă.
Același lucru este valabil și pentru instituțiile de învățământ cu clădiri de arhitectură veche, complexe hoteliere și clădiri uriașe, inclusiv aeroporturi.
Ghidați de principiul practicării a ceea ce predicați, am început cu noi înșine în organizarea mediilor de rețea folosind modelul IP LAN + POL. Finalizat în urmă cu un an și jumătate, imensul campus Huawei de pe lacul Songshan (China) cu o suprafață totală de peste 1,4 milioane m² este unul dintre primele cazuri de implementare a arhitecturii HiCampus; cladirile sale, de altfel, reproduc in aspectul lor monumente celebre ale arhitecturii europene. Dimpotrivă, totul în interior este cât se poate de modern.
De la clădirea centrală, liniile optice diverg către campusurile învecinate, „subiecte”, unde, la rândul lor, sunt distribuite și pe etaje, etc. Puncte de acces Wi-Fi 6 care acoperă întregul teritoriu, în consecință, „stau” pe optică.
Campusul are o gamă întreagă de servicii care necesită o conexiune stabilă de mare viteză, inclusiv supraveghere video folosind camere de înaltă definiție. Cu toate acestea, acestea servesc nu numai pentru supraveghere video. Platformă digitală la intrarea în campus prin aceleași camere, identifică pe față angajatul, apoi își aplică insigna RFID pe terminalul de acces și numai după autentificarea cu succes după două criterii se vor deschide ușile și i se va da acces la rețeaua wireless și la serviciile digitale. a campusului; nu se va putea strecura înăuntru cu insigna altcuiva. În plus, serviciul VDI (desktop în cloud), un sistem de apel conferință și multe alte servicii bazate pe Wi-Fi 6 cu conexiune optică sunt disponibile în întregul complex.
Utilizarea soluțiilor optice complet conectate în rețea, printre altele, economisește mult spațiu și necesită mult mai puțini oameni pentru întreținerea acestora. Astfel, conform statisticilor noastre, în medie, investițiile în infrastructură sunt reduse cu 40% datorită stratului optic.
O felie complet inteligentă
Pe lângă soluțiile fizice asociate cu mediile optice și wireless de transmisie a datelor, HiCampus este strâns integrat cu platforma inteligentă Horizon, care servește scopului transformării digitale și vă permite să extrageți mai multă valoare din infrastructură.
Pentru sarcinile legate de infrastructura în sine, este utilizat stratul de management de bază al platformei .
Primul său scop este utilizarea tehnologiilor de învățare automată pentru a monitoriza rețeaua. În special, algoritmii ML au făcut posibilă implementarea modulului CampusInsight O&M 1-3-5 în iMaster NCE: într-un minut sunt primite informații despre o eroare, trei minute sunt cheltuite procesării acesteia, în cinci minute sunt eliminate (pentru mai multe detalii, vezi articolul nostru „"). În acest fel, nu mai puțin de 75–90% dintre erorile care apar sunt corectate.
A doua sarcină este mai inteligentă - să integreze diverse servicii legate de „campusul inteligent” (același control al rețelei, supraveghere video etc.).
Când infrastructura de rețea are câteva zeci de puncte de acces și câteva controlere, nimic nu vă împiedică să captați traficul de la acestea și să îl analizați manual folosind Wireshark. Dar când există mii de puncte, zeci de controlere și toate aceste echipamente sunt răspândite pe o zonă mare, depanarea devine mult mai dificilă. Pentru a simplifica sarcina, am dezvoltat soluția iMaster NCE CampusInsight (aveam o soluție separată ). Cu ajutorul acestuia, prin acumularea de informații din dispozitive - pachete Layer-1 / Layer-4 - puteți găsi rapid defecte în mediul de rețea.
Procesul arată astfel: Platforma, de exemplu, ne arată că utilizatorul nu se descurcă bine cu autentificarea radio. Ea analizează și indică la ce pas a apărut problema. Iar dacă are legătură cu mediul, atunci platforma ne va oferi să rezolvăm problema (în interfață apare butonul Rezolvare). Videoclipul de mai jos arată cum sistemul primește o notificare că a avut loc o respingere RADIUS: cel mai probabil, fie utilizatorul a introdus incorect parola, fie parola s-a schimbat. Astfel, fără încercări frenetice de a afla ce se întâmplă, este posibil să economisiți mult timp; din fericire, toate datele sunt salvate și fundalul unei anumite coliziuni este ușor de studiat.
O poveste obișnuită: un proprietar de companie sau un CTO vine la tine și se plânge că o persoană importantă din biroul tău ieri nu a putut să se conecteze la rețeaua wireless. Trebuie să rezolvăm problema. Posibil riscă să piardă bonusul trimestrial. Într-o situație normală, este imposibil să remediați problema fără a găsi același utilizator VIP. Dar dacă acesta este vreun top manager sau viceministru cu care nu este ușor să te întâlnești, cu atât mai puțin să-i ceri un smartphone pentru a înțelege problema? Un produs Huawei care folosește distribuția noastră de date mari FusionInsight ajută la evitarea unor astfel de situații, care stochează întreaga cantitate acumulată de cunoștințe despre ceea ce se întâmpla în rețea, datorită cărora se poate ajunge la originile oricărei probleme prin analiză retrospectivă.
Dispozitivele și conectivitatea lor sunt importante. Dar pentru a construi un campus cu adevărat „inteligent”, este nevoie de un program suplimentar.
În primul rând, HiCampus folosește o platformă cloud deasupra stratului fizic. Poate fi privat, public sau hibrid. Aceasta, la rândul său, este acoperită cu servicii pentru lucrul cu date. Întregul set de software este o platformă digitală. Din punct de vedere conceptual, se bazează pe principiile Relationship, Open, Multi-Ecosystem, Any-Connect - ROMA pe scurt (va exista și un webinar separat și o postare despre acestea și platforma în ansamblu). Oferind conexiuni între componentele mediului, Horizon îl face mai holistic, ceea ce este confirmat atât în indicatorii de afaceri, cât și în confortul utilizatorului.
La rândul său, Huawei IOC (Intelligent Operation Center) este conceput pentru a monitoriza „sănătatea” campusului, eficiența energetică și securitatea și, cel mai important, oferă o imagine de ansamblu asupra a ceea ce se întâmplă în campus. De exemplu, datorită schemei de vizualizare (vezi. ) va fi clar că camera a reacționat la un factor alarmant și puteți obține instantaneu o fotografie din ea. Dacă se produce brusc un incendiu, este ușor să verificați cu ajutorul senzorilor RFID dacă toți oamenii au părăsit incinta.
Și datorită faptului că modulele suplimentare care funcționează prin RFID, ZigBee sau Bluetooth pot fi conectate la punctele de acces Huawei, nu este dificil să se creeze un mediu care să monitorizeze cu sensibilitate situația din campus și să semnaleze o varietate de probleme. În plus, IOC facilitează inventarierea activelor în timp real și, în general, lucrul cu campusul ca unitate inteligentă deschide o mulțime de posibilități.
Desigur, furnizorii individuali de pe piață pot oferi unele soluții similare cu cele incluse în HiCampus, de exemplu, acces integral optic. Cu toate acestea, nimeni nu are o arhitectură holistică, ale cărei principale avantaje am încercat să le dezvăluim în postare.
Și, în sfârșit, vom adăuga că puteți afla mai multe despre soluțiile noastre smart campus și chiar să încercați unele dintre ele, pe site-ul nostru web al proiectului .
***
Și nu uitați de numeroasele noastre webinarii, organizate nu numai în segmentul vorbitor de limbă rusă, ci și la nivel global. O listă a webinarilor pentru săptămânile următoare este disponibilă la .
Sursa: www.habr.com