我们提请您注意华为对 Wi-Fi 6 的看法 - 技术本身和相关创新，主要与接入点有关：它们有什么新内容，它们在 2020 年将在哪里找到最合适和有用的应用程序，技术解决方案可以为它们带来什么主要竞争优势以及 AirEngine 产品线的总体组织方式。
当今无线技术正在发生什么
在前几代Wi-Fi——第四代、第五代Wi-Fi发展的年代里，业界已经形成了全无线办公的概念，即完全无线的办公空间。 但此后，桥下过了很多水，与Wi-Fi相关的业务需求发生了质和量的变化：带宽需求增加，降低时延变得至关重要，越往后越迫切。连接大量用户。
到 2020 年，一系列必须在 Wi-Fi 网络上可靠运行的新应用程序已经出现。 该图显示了与此类应用程序相关的主要领域。 简单介绍一下其中的几个。
A. 增强现实和虚拟现实。 长期以来，VR、AR这些缩写出现在电信厂商的演示中，但很少有人了解这些字母背后的技术应用是什么。 如今它们正在迅速进入我们的生活，这在华为的产品中得到了体现。 40月份，我们推出了华为P3智能手机，同时推出了迄今为止仅在中国推出的具有AR地图功能的华为地图服务。 它不仅仅是“带有全息图的 GIS”。 增强现实已深深融入到系统的功能中：在它的帮助下，您可以免费“获取”有关其办公室位于建筑物内的特定组织的信息，绘制穿过周围空间的路线 - 而这一切都是 XNUMXD 的格式并具有最高的质量。
AR在教育、医疗等领域也必将得到深入发展。 它也与生产相关：例如，为了培训员工如何在紧急情况下采取行动，很难想出比增强现实模拟器更好的东西。
B. 带视频监控的安全系统。 甚至更广泛：任何符合超高清标准的视频解决方案。 我们不仅谈论4K，还谈论8K。 领先的电视和信息面板制造商承诺，生产 8K 超高清图像的型号将在 2020 年出现在他们的产品系列中。 可以合理地假设，最终用户也希望观看比特率显着提高的超高质量视频。
B. 商业垂直领域， 首先是零售。 我们举个例子 - 欧洲最大的连锁超市之一。 她在新的、 与消费者互动的场景，特别是引入了ESL电子价签，并将其与CRM集成。
在规模化生产方面，大众汽车的经验值得借鉴，该公司在其工厂中部署了华为的Wi-Fi，并用其解决了各种问题。 除此之外，该公司依靠 Wi-Fi 6 操作在工厂内移动的机器人、使用 AR 场景实时扫描零件等。
G.“智能办公室” 基于Wi-Fi 6也代表着巨大的创新空间。“智能建筑”的大量物联网场景已经被构思出来，包括安防控制、照明控制等。
我们不能忘记，大多数应用程序都会迁移到云端，而访问云端需要高质量、稳定的连接。 这就是为什么华为以此为座右铭，努力实现“无处不在100Mbps”的目标：Wi-Fi正在成为连接互联网的主要手段，无论用户身在何处，我们都有义务为他提供高速的网络连接。用户体验水平。
华为建议如何管理您的 Wi-Fi 6 环境
目前，华为正在推出现成的端到端云园区解决方案，一方面是帮助从云端管理整个基础设施，另一方面是作为实施新业务的平台。物联网场景，无论是建筑管理、设备监控，还是例如医学领域的案例，监控患者的生命参数。
云园区生态系统的重要组成部分是市场。 例如，如果开发人员创建了终端设备，并通过编写适当的软件将其与华为解决方案集成，则他有权使用服务模式向我们的其他客户提供其产品。
由于 Wi-Fi 网络本质上成为企业运营的基础，因此旧的管理方式已经不够了。 以前，管理员被迫几乎手动地通过挖掘日志来弄清楚网络发生了什么。 这种反应性的支持模式现在供不应求。 需要使用工具来主动监控和管理无线基础设施，以便管理员准确了解其发生的情况：它提供的用户体验级别如何，新用户是否可以毫无问题地连接到它，是否有任何客户端需要“转移”到相邻接入点 (AP)、每个单独的网络节点处于什么状态等。
对于Wi-Fi 6设备，华为拥有主动、深入分析和控制网络上发生的情况的所有工具。 这些发展主要基于机器学习算法。
这在以前系列的接入点上是不可能的，因为它们不支持适当的遥测协议，并且通常这些设备的性能不允许以我们现代接入点允许的形式实现此功能。
Wi-Fi 6标准有哪些优势
长期以来，Wi-Fi 6传播的绊脚石仍然是事实上没有终端设备支持IEEE 802.11ax标准并能够充分发挥接入点固有的优势。 然而，行业的转折正在发生，我们作为厂商正在全力为之做出贡献：华为不仅为企业产品开发了芯片组，还为移动和家庭设备开发了芯片组。
——网络上流传着有关华为Wi-Fi 6+的信息。 这是什么？
- 这几乎就像 Wi-Fi 6E。 一切都是一样的，只是增加了 6 GHz 频率范围。 许多国家目前正在考虑将其提供给 Wi-Fi 6。— 6 GHz 无线电接口是否会在当前以 5 GHz 运行的同一模块上实现？
— 不，将会有专门的天线用于在 6 GHz 频率范围内运行。 当前的接入点不支持 6 GHz，即使其软件已更新。
如今，图中所示的设备属于高端市场。 同时，华为AX3家用路由器通过空中接口提供高达2 Gbit/s的速度，价格与上一代接入点没有区别。 因此，我们完全有理由相信，2020年，广泛的中端甚至入门级设备将获得Wi-Fi 6的支持，根据华为的分析计算， 到 2022 年，支持 Wi-Fi 6 的接入点销量将比基于 Wi-Fi 5 的接入点销量高出 90% 至 10%。
一年半后，Wi-Fi 6时代终于到来。
首先，Wi-Fi 6旨在让整体无线网络更加高效。 此前，每个站点都被给予一个连续的时隙并占用整个 20 MHz 信道，迫使其他站点等待它发送流量。 现在这20MHz被切割成更小的子载波，组合成资源单元，最大可达2MHz，一个时隙内最多可以有XNUMX个站同时广播。 这导致整个网络的性能显着提高。
我们已经说过，第六代标准中添加了更高的调制方案：1024-QAM 与之前的 256 相比。编码的复杂性因此增加了 25%：如果以前我们每个字符传输最多 8 位信息，那么现在是10 位。
空间流的数量也增加了。 在以前的标准中最多有四个，而现在多达八个，而在较旧的华为接入点中多达十几个。
此外，Wi-Fi 6再次使用2,4 GHz频率范围，这使得可以相对便宜地生产支持Wi-Fi 6的终端芯片组并连接大量设备，无论是成熟的物联网模块还是一些非常先进的设备。便宜的传感器
尤其重要的是，该标准实施了许多技术来更有效地使用无线电频谱，包括信道和频率的重用。 首先，值得一提的是基本服务集（BSS）着色，它允许您忽略在同一频道上运行的其他人的接入点，同时“监听”您自己的接入点。
我们认为华为的哪些Wi-Fi 6接入点应该首先做？
图片显示了华为今天提供的接入点，最重要的是，它将很快开始提供，从基本的 AirEngine 5760 型号开始，到顶级型号结束。
我们支持 802.11ax 标准的接入点实施了一系列独特的技术解决方案。
- 内置物联网模块的可用性或连接外部模块的能力。 在所有接入点，顶盖现在都打开，下面隐藏着两个用于物联网模块的插槽，几乎任何类型的模块。 例如，ZigBee，适用于连接智能插座或继电器、遥测传感器等。或者专用的，例如，用于电子价格标签（华为已与该公司合作实施了这样的解决方案） ）。 另外，某些系列接入点还具有额外的 USB 连接器，可以通过它连接物联网模块。
- 新一代智能天线技术。 接入点外壳可容纳多达 16 个天线，形成多达 12 个空间流。 这种“智能天线”尤其可以增加覆盖半径（并消除“死区”），因为它们中的每一个都具有集中的无线电信号传播范围并“了解”特定的位置空间位置位于某个时间或另一客户端。
- 更大的信号传播半径 意味着客户端的 RSSI（接收信号电平）也会更高。 在对比测试中，当测试一个常规全向接入点和一个配备智能天线的接入点时，第二个的功率增加了一倍 - 额外增加了 3 dB
使用智能天线时，不会出现信号不对称的情况，因为接入点的灵敏度会成比例增加。 16 个天线中的每一个都充当镜子：由于多径传播的原理，当客户端发送一束信息时，从各种障碍物反射的相应无线电波会击中所有 16 个天线。 然后，该点使用其内部算法将接收到的信号相加，并以更高的可靠性恢复编码数据。
- 所有新的华为接入点均实施 SDR（软件定义无线电）技术。 多亏了它，管理员可以根据操作无线基础设施的首选场景来确定三个无线电模块应如何操作。 分配给一个或另一个的空间流数量也是动态确定的。 例如，您可以让两个无线电模块用于连接客户端（一个在 2,4 GHz 范围内，另一个在 5 GHz 范围内），第三个模块充当扫描仪，监视无线电环境中发生的情况。 或者使用三个模块专门用于连接客户端。
另一种常见的情况是网络上没有太多客户端，但其设备运行需要高带宽的高负载应用程序。 在这种情况下，所有空间流都绑定到 2,4 和 5 GHz 的频率范围，并且通道被聚合以向用户提供 20 MHz 而非 80 MHz 的带宽。
- 接入点实施 符合 3GPP 规范的滤波器， 为了将可能在 5 GHz 范围内的不同频率下运行的无线电模块彼此分开，以避免内部干扰
接入点提供不同模式下的操作。 其中之一是 RTU（使用权）。 简而言之，其基本原理如下。 各个系列的模型将以标准版本提供，例如具有六个空间流。 此外，在许可证的帮助下，可以扩展设备的功能并激活另外两个流，从而揭示其固有的硬件潜力。 另一种选择：也许，随着时间的推移，客户将需要分配额外的无线电接口来扫描电波，并且为了将其投入运行，再次购买许可证就足够了。
在上图的右下部分，接入点具有数字对应关系，例如与 AirEngine 2 相关的 2+4+5760。重点是 AP 具有三个独立的无线电模块。 这些数字显示将分配给每个无线电模块的空间流数量。 因此，线程数量直接影响给定范围内的吞吐量。 标准系列提供多达八个流。 高级 - 最多 12 个。最后，旗舰（高端设备） - 最多 16 个。
AirEngine 系列的工作原理
从现在开始，企业无线解决方案的通用品牌是AirEngine。 正如您所看到的，接入点的设计灵感来自于飞机发动机涡轮：特殊的扩散器放置在设备的前表面和后表面上。
初始系列 AirEngine 5760-51 设备最适合消费者使用，并且专为最常见的场景而设计。 例如，对于零售业。 然而，它们非常适合办公需求，在所使用的技术堆栈和成本方面具有通用性。
下一个最旧的系列是 5760-22W。 它包括壁板接入点，这些接入点不是悬挂在天花板上，而是放置在桌子上、角落里或固定在墙上。 它们最适合需要通过无线通信覆盖大量相对较小的房间（学校、医院等），同时还需要有线连接的场景。
5760-22W（壁板式）型号通过铜接口提供 2,5 Gbit/s 连接，还具有用于 PON 的特殊 SFP 收发器。 因此，接入层可以完全通过无源光网络实现，并且接入点可以直接连接到该GPON网络。
该范围包括内部和外部接入点。 后者很容易通过名称中的字母 R（室外）来区分。 因此，AirEngine 8760-X1-PRO 专为室内使用而设计，而 AirEngine 8760R-X1 则专为室外场景而设计。 如果接入点的名称包含字母 E（外部），则表示其天线不是内置的，而是外置的。
顶级型号AirEngine 8760-X1-PRO配备了5.0个十千兆接口用于连接。 其中两个是铜缆，并且都支持 PoE / PoE-IN，允许您为设备预留电源。 第三个用于光纤连接（SFP+）。 让我们澄清一下，这是一个组合接口：可以通过铜缆和光纤进行连接。 另外，没有什么可以阻止您通过光学连接接入点，并通过铜接口从注入器提供电力。 我们还应该提到内置的蓝牙 8760 端口。 1-X16-PRO 具有该系列中最高的性能，因为它支持多达 XNUMX 个空间流。
— PoE+ 接入点是否有足够的电量？
— 对于较旧的系列 (8760)，需要 POE++。 这就是为什么具有多千兆端口并支持 5732bt（高达 802.3 W）的 CloudEngine s60 交换机将于 XNUMX 月至 XNUMX 月上市。
此外，AirEngine 8760-X1-PRO 还获得额外的冷却。 液体在接入点内的两个电路中循环，消除芯片组中的多余热量。 该解决方案主要旨在确保设备长期运行并具有最佳性能：其他一些供应商声称他们的接入点也能够提供高达 10 Gbps 的速度，但是，15-20 分钟后这些设备很容易过热，为了降低温度，部分空间流被关闭，从而降低了吞吐量。
较低系列的接入点没有液体冷却，但不存在因性能较低而导致过热的问题。 中级型号 - AirEngine 6760 - 支持多达 12 个空间流。 它们还通过十千兆位接口进行连接。 此外，还有一个千兆位 - 用于连接到现有交换机。
华为长期以来一直在提供解决方案 ，这意味着存在中央接入点和由其控制的远程无线电模块。 这样的 AP 负责各种高负载任务，并配备 CPU 来实现 QoS、做出有关客户端漫游的决策、限制带宽、识别应用程序等。反过来，外部无线电模块实际上以原始形式发送流量到中央接入点并执行从 802.11 到 802.3 的转换器。
事实证明，这一决定在俄罗斯并不太受欢迎。 然而，人们不能忽视它的优点。 例如，可以节省大量许可证成本，因为您不需要为每个无线电模块购买单独的许可证。 此外，主要负载落在中央接入点上，这使得部署由数万个元件组成的庞大无线网络成为可能。 因此，我们更新了敏捷分布式 Wi-Fi，以利用我们围绕 Wi-Fi 6 的技术堆栈。
室外接入点也将于六月提供。 室外设备中的高级系列是8760R，具有最大的技术堆栈（特别是最多可提供16个空间流）。 但是，我们假设对于大多数情况，6760R 将是最佳选择。 通常，仓库、无线桥接或技术站点都需要街道覆盖，这些地方需要定期接收或传输一些遥测数据或从数据收集终端收集信息。
关于AirEngine接入点的技术优势
以前，我们的接入点的外部天线的可变性极其有限。 要么有全向（偶极）天线，要么有非常窄的方向性天线。 现在选择范围更广了。 例如，方位角和仰角为 70°/70° 的天线看到了光。 通过将其放置在房间的角落，您可以用信号覆盖其前面的几乎整个空间。
室内接入点提供的天线列表正在不断增加，并且可能会增加更多天线，包括其他制造商生产的天线。 我们来预约吧：其中没有定向的。 如果您需要在室内组织覆盖聚焦，则需要使用带有外部偶极天线的型号并自行定位它们以实现最佳无线电信号传播，或者采用带有内置智能天线的接入点。
接入点的安装没有重大变化。 所有型号都配备了紧固件，可安装在天花板和墙壁上，甚至安装在管道上（金属夹）。 该紧固件还适用于带有阿姆斯特朗型屋顶导轨的办公室天花板。 此外，您可以安装锁，如果接入点在公共场所运行，这一点尤其重要。
如果我们快速浏览一下该车型系列开发过程中实施的关键技术创新 ，你会得到一个这样的列表。
- 已实现行业最高生产率。 迄今为止，只有华为成功在一个接入点实现了16根接收和发射天线、12个空间流。 华为实施的智能天线技术目前还没有任何其他公司可以使用。
- 华为有专门的解决方案来实现超低延迟。 这尤其允许移动仓库机器人完全无缝漫游。
- 如您所知，Wi-Fi 6技术包括两种多址解决方案：OFDMA和多用户MIMO。 除了华为之外，还没有一家公司能够组织它们同时运作。
- 对 AirEngine 接入点的物联网支持空前广泛且原生。
- 该生产线符合最高安全标准。 因此，我们所有的 Wi-Fi 6 点都基于 WPA3 协议实现加密。
什么决定了接入点的吞吐量？ 根据香农定理，来自三个因素：
- 关于空间流的数量；
- 关于带宽；
- 关于信噪比。
华为在这三个领域的解决方案与其他供应商提供的解决方案有所不同，并且每个领域都包含许多改进。
- 华为设备能够生成多达 XNUMX 个空间流，而其他制造商的高端接入点只有 XNUMX 个。
- 华为的新接入点能够生成160个宽度为80 MHz的空间流，而竞争对手的供应商最多只能生成XNUMX个XNUMX MHz的空间流。 因此，我们的解决方案有可能实现一倍半甚至两倍的性能优势。
- 至于信噪比，由于使用了智能天线技术，我们的接入点在客户端接收端表现出明显更高的抗干扰能力和更高水平的 RSSI - 至少两倍（3 dB） 。
让我们弄清楚带宽来自哪里，这通常在数据表中标明。 在我们的例子中 - 10,75 Gbit/s。
计算公式如上图所示。 让我们看看其中的乘数是多少。
第一个是空间流的数量（2,4 GHz 时最多为 5 个，6 GHz 时最多为 12,8 个）。 第二个是根据所使用的标准除以符号持续时间和保护间隔持续时间之和的单位。 由于在 Wi-Fi 0,8 中，符号持续时间增加了四倍，达到 1 μs，并且保护间隔为 13,6 μs，因此结果为 XNUMX/XNUMX μs。
接下来：提醒一下，由于改进了 1024-QAM 调制，现在每个符号最多可以编码 10 位。 总的来说，我们的比特率为 5/6 (FEC)——第四个乘数。 第五是子载波（音调）的数量。
最后，将 2,4 GHz 和 5 GHz 的最大性能相加，我们得到了 10,75 Gbps 的令人印象深刻的值。
DBS射频资源管理也出现在我们的接入点和控制器中。 如果以前您必须为特定 SSID 选择一次通道宽度（20、40 或 80 MHz），现在可以配置控制器，使其动态执行此操作。
SmartRadio技术给无线资源的分配带来了又一改进。 以前，如果一个区域中有多个接入点，则可以指定通过什么算法重新分配客户端、将新接入点连接到哪个 AP 等。但这些设置仅在连接时应用一次，并且与 Wi-Fi 网络的关联。 就 AirEngine 而言，可以在客户端工作时（例如在接入点之间移动时）实时应用负载平衡算法。
关于天线元件的一个重要细微差别：在 AirEngine 模型中，它们同时实现垂直和水平极化。 每个天线支持四个天线，并且有四个这样的元件。 因此天线总数为 16 个。
天线元件本身是无源的。 因此，为了将更多的能量集中在客户的方向上，有必要使用紧凑的天线形成更窄的波束。 华为成功了。 结果是无线电覆盖范围比竞争解决方案平均高出 20%。
对于 Wi-Fi 6，只有当信噪比超过 10 dB 时，才能实现超高吞吐量和高调制级别（MCS 11 和 MCS 35 方案）。 每个分贝都很重要。 智能天线确实可以让您提高接收信号的电平。
在实际测试中，采用 MCS 1024 方案的 10-QAM 调制将在距离接入点不超过 3 m 的情况下工作，无论市场上有哪一种。 那么，当使用“智能”天线时，距离可以增加到 6-7 m。
华为在新接入点中集成的另一项技术称为 Dynamic Turbo。 其本质在于AP可以动态地识别和分类应用程序（例如，传输实时视频、语音流量或其他流量），根据客户端的重要程度区分客户端并分配资源单元这样可以确保对用户重要的高级应用程序尽快运行。 事实上，在硬件层面，接入点执行DPI——深度流量分析。
如前所述，华为是目前唯一在其解决方案中提供MU-MIMO和OFDMA同时运行的供应商。 让我们更详细地了解它们之间的区别。
这两种技术都旨在提供多用户访问。 当网络中有很多用户时，OFDMA允许分配频率资源，以便许多客户端同时接收和接收信息。 然而，MU-MIMO 最终的目标是相同的：当多个客户端位于房间的不同点时，每个客户端都可以收到唯一的空间流。 为了清楚起见，我们假设频率资源是莫斯科-圣彼得堡航线。 OFDMA似乎在建议：“让我们让道路不再只有一条车道，而是两条，这样可以更有效地使用它。” MU-MIMO 有不同的方法：“让我们建造第二条、第三条道路，以便交通沿着独立的路径行驶。” 理论上，一种方法并不矛盾，但实际上，两种方法的结合需要一定的算法基础。 由于华为能够创建这个基地，我们的接入点吞吐量比竞争对手能够提供的吞吐量增加了近 40%。
关于安全性，新的接入点与之前的型号一样，支持 DTLS。 这意味着，与以前一样，CAPWAP 控制流量可以加密。
在防止外部恶意影响的情况下，一切都与上一代控制器相同。 任何类型的攻击，无论是暴力攻击、弱 IV 攻击（弱初始化向量）还是其他攻击，都会被实时检测到。 对 DDoS 的反应也是可配置的：系统可以创建动态黑名单，通知管理员尝试分布式网络攻击时发生的情况等。
AirEngine 型号附带哪些解决方案
我们的 CampusInsight Wi-Fi 6 分析平台解决了多个问题。 首先，它与控制器一起用于无线电管理：CampusInsight 允许您执行校准并实时最佳分配信道、调整特定信道的信号强度和带宽，以及控制 Wi-Fi 发生的情况网络。 尽管如此，CampusInsight 也适用于无线安全（特别是入侵防御和入侵检测），并且与特定接入点或一个 SSID 无关，而是与整个无线基础设施的规模相关。
WLAN Planner也值得关注——无线电建模的工具，它可以独立确定一些障碍物，例如墙壁。 在输出中，程序会生成一份简短的报告，其中除其他外，还指出需要多少个接入点来覆盖房间。 基于此类输入，可以更轻松地就设备规格、预算等做出更明智的决策。
在这些软件中，我们还提到了 Cloud Campus 应用程序，每个人都可以在 iOS 和 Android 上使用，并且包含一整套用于监控无线网络的工具。 其中一些旨在测试 Wi-Fi 的质量（例如漫游测试）。 除此之外，您还可以评估信号电平、查找干扰源、检查特定区域的吞吐量，如果存在问题，请找出问题的原因。
***
华为专家继续定期举办有关我们新产品和新技术的网络研讨会。 主题包括：使用华为设备构建数据中心的原理、Dorado V6阵列的操作细节、各种场景的AI解决方案等等。 您可以访问以下网址找到未来几周的网络研讨会列表 .
我们邀请您也看看 ，不仅讨论我们的解决方案和技术，还讨论更广泛的工程问题。 它还有一个关于 Wi-Fi 6 的主题 - 加入讨论！
来源： habr.com