Vi uppmärksammar dig på en kort översikt av Huaweis nya arkitektur - HiCampus, som bygger på helt trådlös åtkomst för användare, IP + POL och en intelligent plattform ovanpå fysisk infrastruktur.
I början av 2020 introducerade vi två nya arkitekturer som tidigare endast användes i Kina. Om HiDC, som främst är designat för utbyggnad av datacenterinfrastruktur, publicerades redan på Habré i våras . Låt oss nu ta en allmän titt på HiCampus, en arkitektur med bredare profil.
Varför HiCampus behövs
Den uppsjö av händelser som pandemin och motståndet mot den medförde, villigt, fick många att snabbt komma till insikten om att campus är grunden för en ny intellektuell värld. Det allmänna ordet "campus" inkluderar inte bara kontorsområden, utan även forskningsinstitut, laboratorier, universitet tillsammans med studentcampus och mer.
Bara i Ryssland har Huawei över tusen utvecklare i mitten av 2020. Om två till tre år kommer det dessutom att finnas ungefär fem gånger fler av dem. Och de är koncentrerade just till campus, där vi måste ge dem sömlös service på begäran, utan att få dem att vänta.
För slutanvändaren är HiCampus faktiskt, först och främst, en bekvämare arbetsmiljö än tidigare. Det hjälper företag att öka produktionseffektiviteten, och dessutom visar det sig vara lättare för dem att driva.
Samtidigt finns det fler och fler användare på campus, och de har fler och fler enheter. Det är bra att inte alla jackor ännu är utrustade med en Wi-Fi-modul: "smarta kläder" är fortfarande en kuriosa, men det är möjligt att det snart kommer till stor användning. Som ett resultat, utan radikala tekniska förändringar, minskar kvaliteten på tjänsten på nätverket. Inte konstigt: trafikförbrukningen ökar, energiförbrukningen ökar och nya tjänster kräver allt mer resurser av olika slag. Samtidigt vill företagare och styrelser, ofta inspirerade av den takt som den digitala transformationen äger rum omkring dem, inklusive bland deras konkurrenter, nya möjligheter – snabbt och billigt (”Vad, vi har inte videoövervakning med ansiktsigenkänning) på vårt kontor? Varför?! "). Dessutom förväntar de sig idag en synergistisk effekt från nätverksinfrastrukturen: att distribuera ett nätverk enbart för nätverkets skull accepteras inte längre, och det är inte i tidsandan.
Det här är de problem som HiCampus är designad för att lösa. Vi särskiljer tre sektioner, som var och en medför sina egna fördelar för arkitekturen. Vi listar dem i ordning från lägre till högre:
- helt trådlöst;
- alla optiska;
- intellektuell.
Helt trådlös skärning
Grunden för det helt trådlösa snittet är Huaweis produktlösning baserad på sjätte generationens Wi-Fi. Jämfört med Wi-Fi 5 tillåter det fyra gånger öka antalet samtidigt anslutna användare och befria "invånarna" på campus från behovet av att ansluta till nätverket "via tråd" var som helst.
Den nya AirEngine-produktlinjen, som HiCampus trådlösa miljö bygger på, inkluderar åtkomstpunkter (AP) för en mängd olika scenarier: för industriell användning med IoT, för utomhusbruk. Designen, dimensionerna och metoderna för monteringsanordningar tillåter också alla tänkbara användningsfall.
Vi är skyldiga innovationer inom TD, till exempel ett ökat antal antenner för mottagning (det finns nu 16 av dem) till vårt utvecklingscenter i Tel Aviv: våra kollegor som arbetar där tog med sig mycket av sin tidigare erfarenhet av att förbättra WiMAX- och 6G-nätverk till Wi-Fi 5, tack vare vilket de på allvar kunde optimera latensen och genomströmningen av AirEngine-punkter. Som ett resultat kunde vi garantera en genomströmning på åtminstone en given nivå för varje klient: frasen "100 Mbit/s överallt" är inte en tom fras i vårt fall.
Hur hände det? Låt oss kort övergå till teorin här. Enligt Shannons teorem bestäms genomströmningen av en åtkomstpunkt av (a) antalet rumsliga strömmar, (b) bandbredden och signal-brusförhållandet. Huawei har gjort ändringar i jämförelse med tidigare produkter på alla tre punkter. Således kan våra AP:er bildas upp till 12 rumsliga strömmar — en och en halv gånger mer än toppmodeller från andra leverantörer. Dessutom kan de stödja åtta 160 MHz breda spatialströmmar jämfört med i bästa fall åtta 80 MHz-strömmar från konkurrenter. Slutligen, tack vare Smart Antenna-teknik, uppvisar våra accesspunkter betydligt större interferenstolerans och högre RSSI-nivåer när de tas emot av klienten.
I slutet av 2019 fick våra kollegor från Tel Aviv den högsta utmärkelsen inom företaget just för att de lyckades uppnå ett signal-brusförhållande (SNR) högre än det för en annan välkänd amerikansk tillverkare på ett chip som stöder Wi- Fi 802.11ax. Resultatet uppnåddes både genom användning av nya material och med hjälp av en mer avancerad algoritmisk bas inbyggd i processorn. Därav de andra fördelaktiga aspekterna av Wi-Fi 6 "som tolkats av Huawei." I synnerhet har en MIMO-mekanism för flera användare implementerats, tack vare vilken upp till åtta rumsliga strömmar kan allokeras per användare; MU-MIMO är utformad för att använda hela antennresursen för åtkomstpunkten för att överföra information till klienter. Naturligtvis kommer åtta strömmar på en gång inte att tilldelas någon smartphone, utan till en bärbar dator av den senaste generationen eller ett VR-komplex för industriellt bruk - ganska bra.
Således, med 16 rumsliga strömmar vid det fysiska lagret, är det möjligt att uppnå 10 Gbit/s per punkt. På applikationstrafiknivå blir effektiviteten för dataöverföringsmediet 78–80 %, eller cirka 8 Gbit/s. Låt oss reservera att detta är sant när det gäller driften av 160 MHz-kanaler. Naturligtvis är Wi-Fi 6 främst designad för massanslutningar, och om det finns dussintals av dem kommer varje enskild anslutning inte att vara så skyhög hastighet.
Under laboratorieförhållanden utförde vi upprepade gånger tester med hjälp av iPerf-lastverktyget - och registrerade att två hi-end Huawei-punkter från AirEngine-linjen, med åtta rumsliga strömmar med en bredd på 160 MHz vardera, utbyta data på applikationsnivå med en hastighet av cirka 8,37 Gbit/s. Det är nödvändigt att göra en anmärkning: ja, de har speciell firmware, utformad för att avslöja potentialen hos utrustningen under testning, men faktum förblir ett faktum.
Huawei driver förresten ett Joint Validation Lab i Ryssland med en omfattande flotta av Wi-Fi-utrustning. Tidigare använde vi enheter med M.2-chips från andra tillverkare, men nu visar vi prestandan för Wi-Fi 6 på telefoner av vår egen produktion, till exempel P40.
Illustrationerna ovan visar att ett enda strukturellt block, varav det finns fyra i accesspunkten, också innehåller fyra element - totalt 16 sändnings-mottagarantenner som arbetar i dynamiskt läge. När det gäller strålformning, tack vare användningen av ett större antal antenner på ett element, är det möjligt att bilda en smalare och längre stråle och "leda" klienten mer tillförlitligt, vilket ger honom en förbättrad användarupplevelse.
Tack vare användningen av ytterligare patenterade material uppnås hög elektrisk prestanda hos själva antennen. Detta resulterar i en lägre andel signalförluster och mycket bättre signalreflektionsparametrar.
I våra laboratorier har vi upprepade gånger genomfört tester för att jämföra signalstyrkan för accesspunkter på samma täckningsavstånd. Illustrationen ovan visar att två AP:er som stöder Wi-Fi 6 är installerade på stativ: en (röd) med smarta antenner från Huawei, den andra utan dem. Avståndet från punkten till telefonen är i båda fallen 13 m. Allt annat lika - samma frekvensområde är 5 GHz, kanalfrekvensen är 20 MHz etc. - i genomsnitt är skillnaden i signalstyrka mellan enheterna 3 dBm, och fördelen är på sidan av Huawei.
Det andra testet använder samma Wi-Fi 6 punkter, samma 20 MHz intervall, samma 5 GHz cutoff. På ett avstånd av 13 m finns det ingen signifikant skillnad, men så snart vi fördubblar avståndet avviker indikatorerna med nästan en storleksordning (7 dBm) - till förmån för vår AirEngine.
Genom att använda 5G-teknik - DynamicTurbo, tack vare vilken trafik från VIP-användare prioriteras utifrån den trådlösa miljön, uppnår vi en tjänst som aldrig tidigare setts i en Wi-Fi-miljö (till exempel kommer ett företags högsta chef inte regelbundet att fråga du varför han har denna svaga anknytning). Fram till nu har de nästan uteslutande varit domänen för den trådbundna nätverksvärlden - antingen TDM eller IP Hard Pipe, med MPLS-tunnlar markerade.
Wi-Fi 6 ger också liv till konceptet med sömlös roaming. Detta är allt tack vare det faktum att migreringsmekanismen mellan punkter har ändrats: först ansluter användaren till den nya och först därefter dissocierar den från den gamla. Denna innovation har en gynnsam effekt på funktionen i scenarier som telefoni över Wi-Fi, telemedicin och fordon, nämligen arbetet med autonoma robotar, drönare, etc., för vilka det är avgörande att upprätthålla en oavbruten förbindelse med kontrollcentret.
Minivideon ovan visar på ett lekfullt sätt ett helt modernt fodral med att använda Wi-Fi 6 från Huawei. Hunden i den röda overallen har VR-glasögon "hakade" till AirEngine-punkten, som växlar snabbt och säkerställer minimala förseningar i informationsöverföringen. En annan hund hade mindre tur: liknande glasögon placerade på hans huvud är kopplade till en TD från en annan leverantör (av etiska skäl kommer vi naturligtvis inte att namnge det), och även om avbrott och fördröjningar inte är dödliga, stör de överlagring av den virtuella miljön på det omgivande utrymmet i verklig tid.
Inuti Kina används arkitektur med all sin kraft. Cirka 600 campus har byggts med hjälp av dess lösningar, varav drygt hälften följer HiCampus principer från början till slut.
Som praxis visar är den mest effektiva användningen av HiCampus för samarbete i kontorsutrymmen, i "smarta fabriker" med sina mobila autonoma robotar - AGV, såväl som på trånga platser. Till exempel på Pekings internationella flygplats, där ett Wi-Fi 6-nätverk har installerats, som tillhandahåller trådlösa tjänster till passagerare över hela territoriet; Bland annat tack vare campusinfrastrukturen kunde flygplatsen minska väntetiden i kö med 15 % och spara 20 % på personalen.
Full optisk skärning
Allt oftare bygger vi campus enligt en ny modell - IP + POL, och inte alls lyda föreskrifterna från det tekniska modets nycker. Det tidigare dominerande tillvägagångssättet, där vi, när vi installerade en nätverksinfrastruktur i en byggnad, sträckte ut optiken till golvet och sedan kopplade den med koppar, införde allvarliga restriktioner för arkitekturen. Det räcker att om en uppgradering var nödvändig så fick nästan hela miljön på våningsplan ändras. Själva materialet, koppar, är inte heller idealiskt: både ur genomströmningssynpunkt och ur livscykelsynpunkt, och ur synvinkeln för vidareutveckling av miljön. Koppar var förstås förståeligt för alla och gjorde det möjligt att snabbt och billigt skapa enkla nätverkslösningar. Samtidigt, när det gäller totala ägandekostnader och potential för nätverksuppgraderingar, tappar koppar till optiken 2020.
Optikens överlägsenhet är särskilt uppenbar när det är nödvändigt att planera för en lång livscykel för infrastrukturen (och uppskatta kostnaderna för den under lång tid), såväl som när den står inför en allvarlig utveckling. Det krävs till exempel att 4K-kameror och 8K-tv eller annan högupplöst digital skyltning ständigt fungerar i miljön. I sådana situationer skulle den rimligaste lösningen vara att använda ett helt optiskt nätverk med optiska switchar. Tidigare var den stoppande faktorn när man valde en sådan campuskonstruktionsmodell det lilla antalet slutterminaler - optiska nätverksenheter (ONU). För närvarande erbjuder inte bara användarmaskiner möjligheten att ansluta via terminaler till ett optiskt nätverk. En transceiver som fungerar med ett POL-nätverk sätts in i samma Wi-Fi-punkt, och vi får trådlös service via ett optiskt höghastighetsnätverk.
Således kan du fullt ut implementera Wi-Fi 6 med liten ansträngning: konfigurera ett IP + POL-nätverk, anslut Wi-Fi till det och öka enkelt prestandan. Det enda är att när det gäller Wi-Fi-punkter krävs lokal strömförsörjning. Annars är det inget som hindrar oss från att öka nätverket till 10 eller 50 Gbit/s.
Att distribuera helt optiska nätverk är vettigt i en mängd olika situationer. De har till exempel svårt att tänka sig ett alternativ i gamla hus med långa spännvidder. Om du aldrig har byggt om en byggnad i centrala Moskva, så tro mig, du har mycket tur: vanligtvis är alla kabelpassager i sådana byggnader igensatta, och för att organisera ett lokalt nätverk på ett klokt sätt måste du ibland göra allt från repa. När det gäller en POL-lösning kan du lägga en optisk kabel, distribuera den med splitters och skapa ett modernt nätverk.
Detsamma gäller utbildningsinstitutioner med byggnader av gammal arkitektur, hotellkomplex och enorma byggnader, inklusive flygplatser.
Med ledning av principen om att utöva det du predikar, började vi med oss själva med att organisera nätverksmiljöer med hjälp av IP LAN + POL-modellen. Det enorma Huawei-campuset vid Songshan Lake (Kina) färdigställdes för ett och ett halvt år sedan, med en total yta på mer än 1,4 miljoner m², ett av de första fallen av implementering av HiCampus-arkitekturen; dess byggnader, förresten, återger i sitt utseende berömda monument av europeisk arkitektur. Tvärtom, allt inuti är så modernt som möjligt.
Från den centrala byggnaden divergerar optiska linjer till angränsande, "subjekt" campus, där de i sin tur också är fördelade över våningar, etc. Wi-Fi 6 accesspunkter som täcker hela territoriet, följaktligen "sittar" på optik.
Campus har en hel rad tjänster som kräver en stabil höghastighetsanslutning, inklusive videoövervakning med högupplösta kameror. De tjänar dock inte bara för videoövervakning. Digital plattform vid campusentrén genom samma kameror identifierar han den anställde med ansiktet, sedan applicerar han sitt RFID-märke på accessterminalen, och först efter framgångsrik autentisering enligt två kriterier kommer dörrarna att öppnas och han kommer att ges tillgång till det trådlösa nätverket och digitala tjänster av campus, han kommer inte att kunna slinka in med någon annans märke . Dessutom finns VDI-tjänst (molnskrivbord), ett konferenssamtalssystem och många andra tjänster baserade på Wi-Fi 6 med en optisk anslutning tillgängliga i hela komplexet.
Att bland annat använda helt nätverksanslutna optiska lösningar sparar mycket utrymme och kräver mycket färre personer för att underhålla dem. Således, enligt vår statistik, minskar investeringar i infrastruktur i genomsnitt med 40 % tack vare det optiska lagret.
Helt intelligent skiva
Utöver de fysiska lösningarna förknippade med optiska och trådlösa dataöverföringsmedia, är HiCampus tätt integrerad med Horizon intelligenta plattform, som tjänar syftet med digital transformation och låter dig extrahera mer värde från infrastrukturen.
För uppgifter relaterade till själva infrastrukturen används det underliggande hanteringslagret på plattformen .
Dess första syfte är att använda maskininlärningsteknik för att övervaka nätverket. I synnerhet gjorde ML-algoritmer det möjligt att implementera CampusInsight O&M 1-3-5-modulen i iMaster NCE: inom en minut tas information om ett fel emot, tre minuter ägnas åt att bearbeta det, på fem minuter är det eliminerat (för mer detaljer, se vår artikel ""). På så sätt korrigeras inte mindre än 75–90 % av de fel som uppstår.
Den andra uppgiften är mer intelligent - att integrera olika tjänster relaterade till "smarta campus" (samma nätverkskontroll, videoövervakning, etc.).
När nätverksinfrastrukturen har flera dussin accesspunkter och ett par kontroller hindrar ingenting dig från att fånga trafik från dem och analysera den manuellt med Wireshark. Men när det finns tusentals poäng, dussintals kontroller, och all denna utrustning är spridd över ett stort område, blir felsökningen mycket svårare. För att förenkla uppgiften utvecklade vi iMaster NCE CampusInsight-lösningen (vi hade en separat ). Med dess hjälp, genom att samla information från enheter - Layer-1 / Layer-4-paket - kan du snabbt hitta fel i nätverksmiljön.
Processen ser ut så här: Plattformen visar oss till exempel att användaren inte klarar sig bra med radioautentisering. Hon analyserar och anger i vilket steg problemet uppstod. Och om det är relaterat till miljön, kommer plattformen att erbjuda oss att lösa problemet (Lösa-knappen visas i gränssnittet). Videon nedan visar hur systemet tar emot ett meddelande om att en RADIUS-avvisning har inträffat: troligtvis har antingen användaren angett fel lösenord eller så har lösenordet ändrats. Således, utan frenetiska försök att ta reda på vad som händer, är det möjligt att spara mycket tid; lyckligtvis sparas all data och bakgrunden till en viss kollision är lätt att studera.
En vanlig historia: en företagsägare eller CTO kommer till dig och klagar på att någon viktig person på ditt kontor igår inte kunde ansluta till det trådlösa nätverket. Vi måste lösa problemet. Möjligen riskerar att förlora kvartalsbonusen. I en normal situation är det omöjligt att åtgärda problemet utan att hitta samma VIP-användare. Men vad händer om det här är någon toppchef eller biträdande minister som det inte är lätt att träffa, än mindre be honom om en smartphone för att förstå problemet? En Huawei-produkt som använder vår FusionInsight-stordatadistribution hjälper till att undvika sådana situationer, som lagrar hela den ackumulerade mängden kunskap om vad som hände på nätverket, tack vare vilken ursprunget till eventuella problem kan nås genom retrospektiv analys.
Enheter och deras anslutningsmöjligheter är viktiga. Men för att bygga ett riktigt "smart" campus behövs ett programvarutillägg.
Först och främst använder HiCampus en molnplattform ovanpå det fysiska lagret. Det kan vara privat, offentligt eller hybrid. Detta är i sin tur skiktat med tjänster för att arbeta med data. Hela denna uppsättning mjukvara är en digital plattform. Ur ett konceptuellt perspektiv bygger det på principerna Relationship, Open, Multi-Ecosystem, Any-Connect – ROMA förkortat (det kommer också att finnas ett separat webinar och inlägg om dem och plattformen som helhet). Genom att tillhandahålla kopplingar mellan komponenter i miljön gör Horizon den mer holistisk, vilket ytterligare bekräftas i både affärsindikatorer och användarkomfort.
I sin tur är Huawei IOC (Intelligent Operation Center) utformad för att övervaka campus "hälsa", energieffektivitet och säkerhet, och viktigast av allt, ger en allmän överblick över vad som händer på campus. Till exempel tack vare visualiseringsschemat (se. ) kommer det att vara tydligt att kameran reagerade på någon alarmerande faktor, och du kan omedelbart få en bild från den. Om en brand plötsligt uppstår är det enkelt att med RFID-sensorer kontrollera om alla personer har lämnat lokalen.
Och tack vare att ytterligare moduler som fungerar via RFID, ZigBee eller Bluetooth kan anslutas till Huaweis accesspunkter är det inte svårt att skapa en miljö som känsligt övervakar situationen på campus och signalerar en mängd olika problem. Dessutom gör IOC det enkelt att inventera tillgångar i realtid, och generellt sett öppnar arbetet med campus som en intelligent enhet upp för många möjligheter.
Naturligtvis kan enskilda leverantörer på marknaden tillhandahålla vissa lösningar som liknar de som ingår i HiCampus, till exempel helt optisk åtkomst. Ingen har dock en holistisk arkitektur, vars främsta fördelar vi försökte avslöja i inlägget.
Och slutligen kommer vi att tillägga att du kan ta reda på mer om våra smarta campuslösningar, och till och med prova några av dem, på vår projektwebbplats .
***
Och glöm inte våra många webbseminarier, som hålls inte bara i det rysktalande segmentet, utan också på global nivå. En lista över webbseminarier för de kommande veckorna finns på .
Källa: will.com