Vi presenterar en kort översikt av den nya arkitekturen frĂ„n Huawei â HiCampus, som bygger pĂ„ helt trĂ„dlös Ă„tkomst för anvĂ€ndare, IP + POL och en intelligent plattform ovanpĂ„ den fysiska infrastrukturen.
I början av 2020 introducerade vi tvĂ„ nya arkitekturer som tidigare endast anvĂ€ndes i Kina. Om HiDC, som frĂ€mst Ă€r avsedd för implementering av datacenterinfrastruktur, skrev vi redan i vĂ„ras pĂ„ Habra. Nu ska vi dock titta nĂ€rmare pĂ„ HiCampus â en arkitektur för en bredare profil.
Varför behövs HiCampus?
En vÄg av hÀndelser som orsakades av pandemin och motstÄndet mot den har omedvetet fÄtt mÄnga att snabbt förstÄ att campus Àr grunden för en ny smart vÀrld. Under det sammanfattande ordet 'campus' förenas inte bara kontorsomrÄden, utan Àven forskningsinstitut, laboratorier, universitet tillsammans med studentbyar och mer.
I Ryssland har Huawei över tusen utvecklare vid mitten av 2020. Faktum Àr att antalet inom tvÄ till tre Är kommer att vara cirka fem gÄnger fler. De Àr koncentrerade pÄ campus dÀr vi mÄste sÀkerstÀlla sömlös service pÄ begÀran, utan att lÄta dem vÀnta.
För slutanvÀndaren Àr HiCampus i grunden en mer bekvÀm arbetsmiljö Àn tidigare. För företagen hjÀlper det att öka effektiviteten i produktionen och Àr dessutom lÀttare att anvÀnda.
Samtidigt ökar antalet anvÀndare pÄ campus och de har allt fler enheter. Det Àr bra att inte varje jacka Àr utrustad med en Wi-Fi-modul Àn: "smart klÀder" Àr fortfarande en sÀllsynthet, men det Àr möjligt att det snart kommer att bli vanligt. Som en följd av detta minskar kvaliteten pÄ nÀtverksservicen utan radikala teknologiska omvandlingar. Inget konstigt: trafik konsumtionen ökar, elförbrukningen stiger och nya tjÀnster krÀver allt fler resurser av olika slag. Under tiden vill företagare och styrelseledamöter, ofta inspirerade av den hastighet som den digitala transformationen, inklusive hos konkurrenterna, sker, ha nya möjligheter - snabbt och billigt ("Vad, finns det ingen övervakning med ansiktsigenkÀnning pÄ vÄrt kontor? Varför?!"). Dessutom förvÀntas ett synergistiskt resultat av det nÀtverksinfrastruktur idag: det har blivit oacceptabelt att bygga ut nÀtverket enbart för nÀtverkets skull, och det ligger inte i tidsandan.
Dessa problem Àr det HiCampus strÀvar efter att lösa. Vi har identifierat tre aspekter, var och en med sina egna fördelar för arkitekturen. LÄt oss lista dem i ordning frÄn lÀgre till högre:
- Helt trÄdlös;
- Helt optisk;
- Intelligent.
Helt trÄdlös aspekt
Basen för den helt trÄdlösa aspekten Àr Huaweis produktlösning som bygger pÄ Wi-Fi 6. JÀmfört med Wi-Fi 5 gör den sÄ att fyra gÄnger fler anvÀndare kan ansluta samtidigt och befriar "invÄnarna" pÄ campus frÄn att behöva koppla upp sig till nÀtverket via kablar nÄgonstans.
Den nya produktserien AirEngine, pÄ vilken HiCampus:s trÄdlösa miljö bygger, inkluderar accesspunkter (AP) för olika scenarier: vill du ha för industriellt bruk med IoT, eller för utomhusbruk. Designen, dimensionerna och installationsmetoderna för enheterna möjliggör alla tÀnkbara anvÀndningsalternativ.
Vi Àr skyldiga vÄra nyheter inom TD, som det ökade antalet antenner för mottagning (nu 16 stycken), till vÄrt utvecklingscenter i Tel Aviv: vÄra kolleger som arbetar dÀr har bidragit med mycket av sin tidigare erfarenhet av att förbÀttra WiMAX- och 5G-nÀt, vilket har gjort att vi har kunnat optimera latens och kapacitet för AirEngine-punkterna. Som ett resultat kan vi garantera en kapacitet som inte Àr lÀgre Àn angiven grÀns för varje kund: frasen "100 Mbit/s överallt" Àr i vÄrt fall inget tomt uttryck.
Hur kom detta till stĂ„nd? HĂ€r Ă„tervĂ€nder vi kort till teorin. Enligt Shannons teorem definieras kapaciteten hos en Ă„tkomstpunkt av (a) antalet rumsliga flöden, (b) bandbredden och (c) förhĂ„llandet mellan "signal och brus". Hos Huawei har modifieringarna jĂ€mfört med tidigare produkter genomförts pĂ„ alla tre punkter. VĂ„ra TD kan till exempel skapa upp till 12 rumsliga flöden â en och en halv gĂ„nger fler Ă€n de bĂ€sta modellerna frĂ„n andra leverantörer. Dessutom kan de stödja Ă„tta rumsliga flöden med en bandbredd pĂ„ 160 MHz, medan konkurrenterna högst klarar Ă„tta flöden med 80 MHz. Slutligen, tack vare Smart Antenna-teknologin, uppvisar vĂ„ra Ă„tkomstpunkter betydligt större tolerans mot störningar och högre RSSI-nivĂ„er vid mottagning hos kunden.
I slutet av 2019 tilldelades vÄra kolleger i Tel Aviv det högsta priset inom företaget just för att de lyckades Ästadkomma ett "signal-brus"-förhÄllande (SNR) pÄ sin Wi-Fi 802.11ax-chip som var bÀttre Àn hos en annan vÀlkÀnd amerikansk tillverkare. Resultatet uppnÄddes bÄde genom anvÀndning av nya material och genom en mer avancerad algoritmisk plattform inbÀddad i processorn. DÀrifrÄn kommer ocksÄ andra fördelar med Wi-Fi 6 "enligt tolkning frÄn Huawei". Bland annat implementerades en mekanism för multi-user MIMO, vilket gör att upp till Ätta rumsliga flöden kan tilldelas en anvÀndare; MU-MIMO Àr avsett för att anvÀnda hela antennresursen hos Ätkomstpunkten för informationsöverföring till kunder. SjÀlvklart kommer Ätta flöden inte att tilldelas en smartphone, men för en senaste generationens laptop eller ett VR-system av industriell typ fungerar det utmÀrkt.
SĂ„ledes Ă€r det med 16 rumsliga strömmar pĂ„ fysisk nivĂ„ möjligt att nĂ„ upp till 10 Gbit/s per punkt. PĂ„ applikationstrafikens nivĂ„ kommer effektiviteten i datatransmissionen att vara 78â80 %, eller omkring 8 Gbit/s. LĂ„t oss klargöra att detta gĂ€ller vid anvĂ€ndning av 160 MHz-kanaler. Naturligtvis Ă€r Wi-Fi 6 i första hand avsedd för massanslutningar, och om det finns flera dussin av dem, kommer varje enskild anslutning inte att vara sĂ„ hisnande snabb.
Under laboratorieförhĂ„llanden har vi flera gĂ„nger genomfört tester med hjĂ€lp av belastningsverktyget iPerf â och noterat att tvĂ„ hi-end-punkter frĂ„n Huawei i AirEngine-serien, som anvĂ€nder Ă„tta rumsliga strömmar med en bandbredd pĂ„ 160 MHz vardera, byter data pĂ„ applikationsnivĂ„ med en hastighet pĂ„ cirka 8,37 Gbit/s. Det Ă€r vĂ€rt att nĂ€mna: ja, de har en specialiserad firmware som Ă€r utformad för att frigöra enhetens potential under tester, men faktum kvarstĂ„r.
För övrigt har Huawei i Ryssland ett Joint Validation Lab med en stor uppsÀttning Wi-Fi-utrustning. Tidigare anvÀnde vi enheter med M.2-chip frÄn andra tillverkare dÀr, men nu visar vi prestanda för Wi-Fi 6 pÄ egna telefoner, till exempel P40.
I bilderna ovan kan vi se att den enhetliga konstruktionsblocket, av vilka det finns fyra i Ă„tkomstpunkten, ocksĂ„ innehĂ„ller fyra element â totalt 16 mottagar- och sĂ€ndarantennor som fungerar i dynamiskt lĂ€ge. NĂ€r det gĂ€ller beamforming gör anvĂ€ndningen av fler antenner pĂ„ elementet det möjligt att skapa en smalare och lĂ€ngre strĂ„le och pĂ„ ett tillförlitligt sĂ€tt "föra" kunden, vilket ger en förbĂ€ttrad anvĂ€ndarupplevelse.
Genom att anvÀnda ytterligare patenterade material uppnÄs höga elektriska prestanda för antennen sjÀlv. DÀrav den lÀgre signalförlusten och betydligt bÀttre reflektionsparametrar för signalen.
I vĂ„ra laboratorier har vi flera gĂ„nger genomfört tester för att jĂ€mföra signalstyrkan hos accesspunkter pĂ„ samma tĂ€ckningsavstĂ„nd. PĂ„ illustrationen ovan kan man se att det stĂ„r tvĂ„ accesspunkter (TP) pĂ„ stativ, som stödjer Wi-Fi 6: en (röd) med smarta antenner frĂ„n Huawei och en utan. AvstĂ„ndet frĂ„n punkten till telefonen Ă€r i bĂ„da fallen 13 m. Med andra lika förhĂ„llanden â samma frekvensband pĂ„ 5 GHz, kanalens frekvens pĂ„ 20 MHz osv. â Ă€r den genomsnittliga skillnaden i signalstyrka mellan enheterna 3 dBm, med fördel för Huawei-punkten.
I det andra testet anvĂ€nds samma Wi-Fi 6-punkter, samma 20 MHz-band, samma skĂ€rning pĂ„ 5 GHz. Vid 13 m observeras ingen vĂ€sentlig skillnad, men sĂ„ snart vi ökar avstĂ„ndet till det dubbla avviker resultaten nĂ€stan en ordning (7 dBm) â till fördel för vĂ„r AirEngine.
Genom att anvĂ€nda 5G-teknologier â DynamicTurbo, som prioriterar trafik frĂ„n VIP-anvĂ€ndare pĂ„ den trĂ„dlösa miljön, uppnĂ„r vi en tjĂ€nst som tidigare inte fanns i Wi-Fi-miljön (till exempel kommer inte företagets toppledare att stĂ€ndigt frĂ„ga varför de har en sĂ„ svag uppkoppling). Hittills har de nĂ€stan uteslutande legat pĂ„ den trĂ„dade nĂ€tverksvĂ€rlden â antingen TDM eller IP Hard Pipe, med avskiljning av MPLS-tunnlar.
Dessutom genomför Wi-Fi 6 konceptet för sömlös roaming. Detta beror pÄ att mekanismen för övergÄng mellan punkter har modifierats: först ansluter sig anvÀndaren till den nya och först dÀrefter kopplas de bort frÄn den gamla. Denna innovation har en positiv inverkan pÄ verksamheten i sÄdana scenarier som telefoni via Wi-Fi, telemedicin och automotive, sÄsom driften av autonoma robotar, drönare osv., för vilka det Àr avgörande att ha en oavbruten anslutning till kontrollcentret.
I den korta videon ovan visas pÄ ett lekfullt sÀtt ett modernt exempel pÄ anvÀndning av Wi-Fi 6 frÄn Huawei. Hunden i den röda drÀkten har VR-glasögon "kopplade" till en AirEngine-punkt, som snabbt vÀxlar och sÀkerstÀller minimala fördröjningar i informationsöverföringen. Den andra hunden hade mindre tur: de liknande glasögonen som bar pÄ huvudet Àr kopplade till en annan leverantör (av etiska skÀl kommer vi sjÀlvklart inte att nÀmna namnet), och Àven om störningar och förseningar inte Àr fatala, förhindrar de att det virtuella miljön projektteras pÄ det omgivande rummet i realtid.
Inom Kina anvÀnds arkitekturen överallt. Med hjÀlp av desslösningar har omkring 600 campus byggts, dÀrav motsvarar en stor del av dem HiCampus-principerna frÄn början till slut.
Praktiken visar att den mest effektiva anvĂ€ndningen av HiCampus Ă€r för samarbete i kontorsutrymmen, pĂ„ "smartfabriker" med deras rörliga autonoma robotar â AGV, samt pĂ„ platser med stora folkmassor. Till exempel, i Peking internationella flygplats, dĂ€r ett Wi-Fi 6-nĂ€tverk har implementerats, som erbjuder trĂ„dlösa tjĂ€nster för passagerare över hela omrĂ„det; bland annat tack vare campusinfrastrukturen har flygplatsen lyckats minska vĂ€ntetiden i köer med 15% och spara 20% pĂ„ personal.
Helt optisk skÀrning
Allt oftare bygger vi campus efter en ny modell â IP + POL, och helt oberoende av teknologiska modens whims. Den tidigare dominerande ansatsen, dĂ€r vi vid utbyggnaden av nĂ€tverksinfrastrukturen i en byggnad drog fiber till vĂ„ningen och dĂ€refter gjorde distribution med koppar, lade tunga begrĂ€nsningar pĂ„ arkitekturen. Det rĂ€cker med att nĂ€mna att vid behov av uppgradering var man tvungen att byta nĂ€stan hela miljön pĂ„ golvnivĂ„. SjĂ€lva materialet, koppar, Ă€r inte heller perfekt: varken med avseende pĂ„ kapacitet, livscykel eller framtida utveckling av miljön. SjĂ€lvklart var koppar lĂ€tt att förstĂ„ och möjliggjorde snabb och billig skapelse av enkla nĂ€tverkslösningar. Samtidigt, sett ur ett totalt Ă€gandekostnadsperspektiv och med potential för nĂ€tverksuppgradering, vinner fiber över koppar Ă„r 2020.
SĂ€rskilt tydligt blir fördelen med optik nĂ€r man behöver satsa pĂ„ en lĂ„ng livscykel för infrastrukturen (och bedöma kostnaderna för den pĂ„ lĂ„ng sikt), samt nĂ€r en allvarlig evolution vĂ€ntar. Till exempel krĂ€vs det att 4K-kameror och 8K-TV eller annan digital skyltning med hög upplösning stĂ€ndigt fungerar i miljön. I sĂ„dana situationer Ă€r det mest rimliga beslutet att anvĂ€nda ett helt optiskt nĂ€tverkâmed optiska switchar. Tidigare var det lilla antalet slutterminalerâoptical network units (ONU)âsom avskrĂ€ckte valet av en sĂ„dan campuskonfiguration. Nu innebĂ€r inte bara anvĂ€ndarmaskiner att det finns möjlighet att ansluta till det optiska nĂ€tverket via terminaler. En mottagare och sĂ€ndare som arbetar med POL-nĂ€tverket ansluts Ă€ven till samma Wi-Fi-punkt och ger oss trĂ„dlös service genom ett höghastighets optiskt nĂ€tverk.
SÄledes kan Wi-Fi 6 fullt ut implementeras med minimal insats: stÀlla in en IP + POL-nÀtverk, ansluta Wi-Fi till det och enkelt öka kapaciteten. Det enda som krÀvs för Wi-Fi-punkter Àr lokal strömförsörjning. Annars hindrar ingenting oss frÄn att nÄ upp till nÀtverkskapaciteter pÄ 10 eller 50 Gbit/s.
Distribuering av helt optiska nÀtverk Àr rimligt i mÄnga olika situationer. Till exempel Àr det svÄrt att se en alternativ lösning i gamla byggnader med lÄnga spÀnnvidder. Om du aldrig har arbetat med ombyggnation av en byggnad i centrala Moskva, sÄ kan du tro att du har haft tur: vanligtvis Àr alla kabelförare i sÄdana strukturer blockerade, och för att organisera ett lokalt nÀtverk pÄ ett smart sÀtt, mÄste man ibland göra allt frÄn grunden. Med POL-lösningen kan man dock dra optiska kablar, fördela dem med splittrar och skapa ett modernt nÀtverk.
Detta gÀller Àven utbildningsinstitutioner med gamla arkitekturer, hotellkomplex och stora byggnader, inklusive flygplatser.
Genom att följa principen ''practice what you preach'' har vi i vĂ„r organisation för nĂ€tverksmiljöer under modellen IP LAN + POL börjat med oss sjĂ€lva. Den enorma campusbyggnaden vid Sunshan Lake (Kina), som fĂ€rdigstĂ€lldes för ett och ett halvt Ă„r sedan och har en total yta pĂ„ över 1,4 miljoner mÂČ, Ă€r ett av de första exemplen pĂ„ genomförandet av HiCampus-arkitekturen; byggnaderna Ă„terspeglar för övrigt kĂ€nda monument frĂ„n europeisk arkitektur. Inuti Ă€r allt dock sĂ„ modernt som möjligt.
FrÄn den centrala byggnaden sprider sig optiska linjer till angrÀnsande ''underordnade'' campus, dÀr de i sin tur distribueras över vÄningarna och sÄ vidare. Wi-Fi 6-Ätkomstpunkter, som tÀcker hela omrÄdet, Àr kopplade till optiken.
Campus har implementerat ett brett spektrum av tjÀnster som krÀver stabil och hög hastighet pÄ anslutningen, inklusive övervakning med högupplösta kameror. De anvÀnds dock inte bara för övervakning. Vid ingÄngen till campus identifierar den digitala plattformen genom dessa kameror anstÀllda med ansiktsigenkÀnning. Sedan hÄller den anstÀllde sin RFID-badge mot accessterminalen, och först efter framgÄngsrik autentisering enligt tvÄ kriterier öppnas dörrarna och ger tillgÄng till det trÄdlösa nÀtverket och campusets digitala tjÀnster. Det gÄr inte att smyga in med nÄgon annans badge. Dessutom Àr VDI-tjÀnster (cloud desktop), konferenssystem och mÄnga andra tjÀnster kopplade till Wi-Fi 6 med optisk anslutning tillgÀngliga över hela komplexet.
AnvÀndningen av helt nÀtverksbaserade optiska lösningar sparar mycket utrymme, och för att underhÄlla dem krÀvs fÀrre personer. SÄledes minskas i genomsnitt investeringarna i infrastrukturen med 40 % tack vare det optiska lagret, enligt vÄr statistik.
Helt intelligenta lager
OvanpÄ de fysiska lösningarna som rör den optiska och trÄdlösa dataöverföringsmiljön, anvÀnds den intelligenta plattformen Horizon i HiCampus, som syftar till digital transformation och möjliggör att fÄ ut mer nytta frÄn infrastrukturen.
För uppgifter kopplade till sjÀlva infrastrukturen anvÀnds det underliggande styrskiktet pÄ plattformen .
Dess syfte Ă€r att anvĂ€nda maskininlĂ€rningstekniker för att övervaka nĂ€tverket. I synnerhet har ML-algoritmer möjliggjort implementeringen av modul CampusInsight O&M 1-3-5 i iMaster NCE: pĂ„ en minut kommer information om ett fel, tre minuter spenderas pĂ„ att bearbeta det, och efter fem minuter Ă„tgĂ€rdas det (lĂ€s mer i vĂ„r artikel «»). PĂ„ sĂ„ sĂ€tt Ă„tgĂ€rdas faktiskt 75â90% av uppkomna fel.
Den andra uppgiften Ă€r mer intellektuell â att integrera olika tjĂ€nster relaterade till âkloka campusâ (samma nĂ€tverksövervakning, videoövervakning med mera).
NĂ€r det finns flera dussin accesspunkter och ett par kontrollerare i nĂ€tverksinfrastrukturen, hindrar ingenting att ta ner trafik frĂ„n dem och analysera det manuellt med Wireshark. Men nĂ€r det finns tusentals accesspunkter, dussintals kontrollerare, och allt detta Ă€r spritt över ett stort omrĂ„de, blir det mycket svĂ„rare att hitta fel. För att förenkla uppgiften har vi utvecklat lösningen iMaster NCE CampusInsight (vi har haft en separat ). Med hjĂ€lp av den, genom att samla information frĂ„n enheter â paket pĂ„ nivĂ„ Layer-1 / Layer-4 â kan man snabbt hitta fel i nĂ€tverksmiljön.
Processen ser ut pÄ följande sÀtt. Plattformen visar oss, lÄt oss sÀga, att anvÀndaren har problem med radioautentisering. Den gör en analys och anger vilket steg problemet uppstod. Och om det Àr kopplat till miljön, kommer plattformen att föreslÄ oss en lösning (i grÀnssnittet dyker en knapp upp för att lösa problemet). I videon nedan visas hur systemet fÄr ett meddelande om att det har skett en avvisning av RADIUS: antagligen har anvÀndaren antingen skrivit fel lösenord eller sÄ har lösenordet Àndrats. PÄ sÄ sÀtt, utan panikartade försök att förstÄ vad som Àr fel, kan man spara en hel del tid, dÄ alla data sparas och historiken för den aktuella konflikten lÀtt kan studeras.
En vanlig historia: en företagsÀgare eller CTO kommer till dig och klagar pÄ att en viktig person inte lyckades ansluta sig till det trÄdlösa nÀtverket igÄr pÄ kontoret. Det behöver lösas. Kanske Àr kvartalsbonusen i fara. Under normala omstÀndigheter gÄr det inte att lösa problemet utan att hitta just den VIP-anvÀndaren. Men vad hÀnder om det Àr en toppchef eller en statssekreterare, som det knappt Àr möjligt att trÀffa, Àn mindre be om deras smartphone för att ta reda pÄ vad som gick fel? Att undvika sÄdana situationer underlÀttas av en produkt frÄn Huawei som anvÀnder vÄr stora data-distribution FusionInsight, som lagrar all den samlade kunskapen om vad som har hÀnt i nÀtverket, vilket möjliggör retrospektiv analys för att reda ut grundorsaken till varje problem.
Enheter och deras uppkoppling Àr viktiga. Men för att bygga en verkligt "smart" campus behövs en mjukvaruöverbyggnad.
Först och frĂ€mst anvĂ€nder HiCampus en molnplattform ovanpĂ„ den fysiska nivĂ„n. Den kan ha en privat, offentlig eller hybrid utförande. OvanpĂ„ detta lĂ€ggs tjĂ€nster för datahantering. Hela denna samling mjukvara utgör den digitala plattformen. Konceptuellt baseras den pĂ„ principerna Relationship, Open, Multi-Ecosystem, Any-Connect â förkortat ROMA (om dessa och plattformen i sin helhet kommer det ocksĂ„ att hĂ„llas ett separat webbseminarium och ett inlĂ€gg senare). Genom att sĂ€kerstĂ€lla kopplingen mellan komponenterna i miljön gör Horizon den mer helhetsinriktad, vilket senare bekrĂ€ftas bĂ„de i affĂ€rsresultat och i anvĂ€ndarkomfort.
Samtidigt Àr Huawei IOC (Intelligent Operation Center) avsett att övervaka "hÀlsan" hos campus, energieffektivitet och sÀkerhet, och viktigast av allt, ger en allmÀn översikt över vad som hÀnder pÄ campus. Till exempel, tack vare en tydlig visualiseringsskiss (se. ) kommer det att synas att en kamera reagerade pÄ en viss oroande faktor, och man kan omedelbart fÄ en bild frÄn den. Om det plötsligt skulle uppstÄ en brand, kan RFID-sensorer enkelt kontrollera om alla personer har lÀmnat lokalen.
Tack vare att extra moduler kan anslutas till Huawei:s Ätkomstpunkter, som arbetar med RFID, ZigBee eller Bluetooth, Àr det enkelt att skapa en miljö som noggrant övervakar situationen pÄ campus och signalerar om olika problem. Dessutom Àr det praktiskt att utföra tillgÄngsinventering i realtid med hjÀlp av IOC, och överlag öppnar arbetet med campus som en intelligent enhet upp en mÀngd möjligheter.
SjÀlvklart kan vissa leverantörer pÄ marknaden erbjuda delar av lösningarna som ingÄr i HiCampus, till exempel helt optisk Ätkomst. Men ingen har en heltÀckande arkitektur, vars frÀmsta fördelar vi har försökt belysa i detta inlÀgg.
Slutligen vill vi tillÀgga att du kan fÄ mer information om vÄra lösningar för smart campus och till och med testa nÄgra av dem pÄ vÄr projektsajt. .
***
Och glöm inte vÄra mÄnga webbinarier, som hÄlls inte bara inom den rysktalande sektorn, utan Àven pÄ global nivÄ. Listan över kommande webbinarier finns tillgÀnglig pÄ .
KĂ€lla: habr.com
