我們提請您注意華為對Wi-Fi 6 的看法- 技術本身和相關創新，主要與接入點有關：它們有什麼新內容，它們在2020 年將在哪裡找到最合適和有用的應用程序，技術解決方案可以為它們帶來什麼主要競爭優勢以及 AirEngine 產品線的整體組織方式。
當今無線技術正在發生什麼
在前幾代Wi-Fi——第四代、第五代Wi-Fi發展的年代裡，業界已經形成了全無線辦公室的概念，也就是完全無線的辦公空間。 但此後，橋下過了很多水，與Wi-Fi相關的業務需求發生了質和量的變化：頻寬需求增加，降低時延變得至關重要，越往後越迫切。連接大量用戶。
到 2020 年，一系列必須在 Wi-Fi 網路上可靠運行的新應用程式已經出現。 該圖顯示了與此類應用程式相關的主要領域。 簡單介紹一下其中的幾個。
A. 擴增實境和虛擬實境。 長期以來，VR、AR這些縮寫出現在電信廠商的展示中，但很少人了解這些字母背後的技術應用是什麼。 如今它們正在迅速進入我們的生活，這在華為的產品中得到了體現。 40月份，我們推出了華為P3智慧型手機，同時推出了迄今僅在中國推出的具有AR地圖功能的華為地圖服務。 它不僅僅是「帶有全息圖的 GIS」。 擴增實境已深深融入系統的功能中：在它的幫助下，您可以免費“獲取”有關其辦公室位於建築物內的特定組織的信息，繪製穿過周圍空間的路線- 而這一切都是XNUMXD 的格式並具有最高的品質。
AR在教育、醫療等領域也必將深入發展。 它也與生產相關：例如，為了培訓員工如何在緊急情況下採取行動，很難想出比擴增實境模擬器更好的東西。
B. 附視訊監控的安全系統。 甚至更廣泛：任何符合超高清標準的視訊解決方案。 我們不僅談論4K，還談論8K。 領先的電視和資訊面板製造商承諾，生產 8K 超高清影像的型號將在 2020 年出現在他們的產品系列中。 可以合理地假設，最終用戶也希望觀看比特率顯著提高的超高品質影片。
B. 商業垂直領域， 首先是零售。 我們舉個例子 - 歐洲最大的連鎖超市之一。 她在新的、 與消費者互動的場景，特別是引入了ESL電子價簽，並將其與CRM整合。
在規模化生產方面，大眾汽車的經驗值得借鑒，該公司在其工廠中部署了華為的Wi-Fi，並用其解決了各種問題。 除此之外，該公司依靠 Wi-Fi 6 操作在工廠內移動的機器人、使用 AR 場景即時掃描零件等。
G.“智慧辦公室” 基於Wi-Fi 6也代表著巨大的創新空間。「智慧建築」的大量物聯網場景已經被構思出來，包括安防控制、照明控制等。
我們不能忘記，大多數應用程式都會遷移到雲端，而存取雲端需要高品質、穩定的連線。 這就是為什麼華為以此為座右銘，努力實現「無所不在100Mbps」的目標：Wi-Fi正在成為連接網路的主要手段，無論用戶身在何處，我們都有義務為他提供高速的網路連線。使用者體驗水平。
華為建議如何管理您的 Wi-Fi 6 環境
目前，華為正在推出現成的端到端雲園區解決方案，一方面是幫助從雲端管理整個基礎設施，另一方面是作為實施新業務的平台。物聯網場景，無論是建築管理、設備監控，還是例如醫學領域的案例，監控患者的生命參數。
雲園區生態系統的重要組成部分是市場。 例如，如果開發人員創建了終端設備，並透過編寫適當的軟體將其與華為解決方案集成，則他有權使用服務模式將其產品提供給我們的其他客戶。
由於 Wi-Fi 網路本質上成為企業營運的基礎，因此舊有的管理方式已經不夠了。 以前，管理員被迫幾乎手動地透過挖掘日誌來弄清楚網路發生了什麼事。 這種反應性的支持模式現在供不應求。 需要使用工具來主動監控和管理無線基礎設施，以便管理員準確了解其發生的情況：它提供的用戶體驗級別如何，新用戶是否可以毫無問題地連接到它，是否有任何客戶端需要「轉移「到相鄰存取點(AP)、每個單獨的網路節點處於什麼狀態等。
對於Wi-Fi 6設備，華為擁有主動、深入分析和控製網路上發生的情況的所有工具。 這些發展主要基於機器學習演算法。
這在先前系列的接入點上是不可能的，因為它們不支援適當的遙測協議，並且通常這些設備的性能不允許以我們現代接入點允許的形式實現此功能。
Wi-Fi 6標準有哪些優勢
長期以來，Wi-Fi 6傳播的絆腳石仍然是事實上沒有終端設備支援IEEE 802.11ax標準並且能夠充分發揮存取點固有的優勢。 然而，產業正在發生一個轉折點，我們作為廠商正在全力為此做出貢獻：華為不僅為企業產品開發了晶片組，還為行動和家庭設備開發了晶片組。
——網路上流傳著有關華為Wi-Fi 6+的資訊。 這是什麼？
- 這幾乎就像 Wi-Fi 6E。 一切都是一樣的，只是增加了 6 GHz 頻率範圍。 許多國家目前正在考慮將其提供給 Wi-Fi 6。— 6 GHz 無線電介面是否會在目前以 5 GHz 運作的相同模組上實現？
— 不，將會有專門的天線用於在 6 GHz 頻率範圍內運作。 目前的接入點不支援 6 GHz，即使其軟體已更新。
如今，圖中所示的設備屬於高階市場。 同時，華為AX3家用路由器透過空中介面提供高達2 Gbit/s的速度，價格與上一代存取點沒有區別。 因此，我們完全有理由相信，2020年，廣泛的中階甚至入門級設備將獲得Wi-Fi 6的支持，根據華為的分析計算， 到 2022 年，支援 Wi-Fi 6 的接入點銷量將比基於 Wi-Fi 5 的接入點銷量高出 90% 至 10%。
一年半後，Wi-Fi 6時代終於來臨。
首先，Wi-Fi 6旨在讓整體無線網路更有效率。 先前，每個站點都被給予一個連續的時隙並佔用整個 20 MHz 頻道，迫使其他站點等待它發送流量。 現在這20MHz被切割成更小的子載波，組合成資源單元，最大可達2MHz，一個時隙內最多可以有XNUMX個站同時廣播。 這導致整個網路的效能顯著提高。
我們已經說過，第六代標準中添加了更高的調製方案：1024-QAM 與之前的256 相比。編碼的複雜性因此增加了25%：如果以前我們每個字元傳輸最多8 位元訊息，那麼現在是10 位元。
空間流的數量也增加了。 在以前的標準中最多有四個，而現在多達八個，而在較舊的華為接入點中多達十幾個。
此外，Wi-Fi 6再次使用2,4 GHz頻率範圍，這使得可以相對便宜地生產支援Wi-Fi 6的終端晶片組並連接大量設備，無論是成熟的物聯網模組還是一些非常先進的設備。便宜的感應器
尤其重要的是，該標準實施了許多技術來更有效地使用無線電頻譜，包括通道和頻率的重用。 首先，值得一提的是基本服務集（BSS）著色，它允許您忽略在同一頻道上運行的其他人的接入點，同時「監聽」您自己的接入點。
我們認為華為的哪些Wi-Fi 6接入點應該先做？
圖片顯示了華為今天提供的接入點，最重要的是，它將很快開始提供，從基本的 AirEngine 5760 型號開始，到頂級型號結束。
我們支援 802.11ax 標準的存取點實作了一系列獨特的技術解決方案。
- 內建物聯網模組的可用性或連接外部模組的能力。 在所有接入點，頂蓋現在都打開，下面隱藏著兩個用於物聯網模組的插槽，幾乎任何類型的模組。 例如，ZigBee，適用於連接智慧插座或繼電器、遙測感測器等。或專用的，例如，用於電子價格標籤（華為已與該公司合作實施了這樣的解決方案） ）。 另外，某些系列接入點還具有額外的 USB 連接器，可透過它連接物聯網模組。
- 新一代智慧天線技術。 接入點外殼可容納多達 16 個天線，形成多達 12 個空間流。 這種「智慧天線」尤其可以增加覆蓋半徑（並消除「死區」），因為它們中的每一個都具有集中的無線電訊號傳播範圍並「了解」特定的位置空間位置位於某個時間或另一客戶端。
- 更大的信號傳播半徑 意味著客戶端的 RSSI（接收訊號電平）也會更高。 在對比測試中，當測試一個常規全向接入點和一個配備智慧天線的接入點時，第二個的功率增加了一倍 - 額外增加了 3 dB
使用智慧天線時，不會出現訊號不對稱的情況，因為接入點的靈敏度會成比例增加。 16 個天線中的每一個都充當鏡子：由於多徑傳播的原理，當客戶端發送一束訊息時，從各種障礙物反射的相應無線電波會擊中所有 16 個天線。 然後，該點使用其內部演算法將接收到的訊號相加，並以更高的可靠性恢復編碼資料。
- 所有新的華為接入點實施 SDR（軟體定義無線電）技術。 多虧了它，管理員可以根據操作無線基礎設施的首選場景來確定三個無線電模組應如何操作。 分配給一個或另一個的空間流數量也是動態決定的。 例如，您可以讓兩個無線電模組用於連接用戶端（一個在 2,4 GHz 範圍內，另一個在 5 GHz 範圍內），第三個模組充當掃描儀，監視無線電環境中發生的情況。 或使用三個模組專門用於連接客戶端。
另一種常見的情況是網路上沒有太多客戶端，但其設備運行需要高頻寬的高負載應用程式。 在這種情況下，所有空間流都綁定到 2,4 和 5 GHz 的頻率範圍，並且通道被聚合以向用戶提供 20 MHz 而非 80 MHz 的頻寬。
- 接入點實施 符合 3GPP 規範的濾波器， 為了將可能在 5 GHz 範圍內的不同頻率下運行的無線電模組彼此分開，以避免內部幹擾
接入點提供不同模式下的操作。 其中之一是RTU（使用權）。 簡而言之，其基本原理如下。 各個系列的模型將以標準版本提供，例如具有六個空間流。 此外，在許可證的幫助下，可以擴展設備的功能並啟動另外兩個串流，從而揭示其固有的硬體潛力。 另一種選擇：也許，隨著時間的推移，客戶將需要分配額外的無線電介面來掃描電波，為了將其投入運行，再次購買許可證就足夠了。
在上圖的右下部分，存取點具有數位對應關係，例如與 AirEngine 2 相關的 2+4+5760。重點是 AP 具有三個獨立的無線電模組。 這些數字顯示將分配給每個無線電模組的空間流數量。 因此，線程數量直接影響給定範圍內的吞吐量。 標準系列提供多達八個串流。 高級 - 最多 12 個。最後，旗艦（高階設備） - 最多 16 個。
AirEngine 系列的工作原理
從現在開始，企業無線解決方案的通用品牌是AirEngine。 如您所看到的，接入點的設計靈感來自於飛機引擎渦輪：特殊的擴散器放置在設備的前表面和後表面上。
初始系列 AirEngine 5760-51 設備最適合消費者使用，並且專為最常見的場景而設計。 例如，對於零售業。 然而，它們非常適合辦公室需求，在所使用的技術堆疊和成本方面具有通用性。
下一個最舊的系列是 5760-22W。 它包括壁板接入點，這些接入點不是懸掛在天花板上，而是放置在桌子上、角落或固定在牆上。 它們最適合需要透過無線通訊覆蓋大量相對較小的房間（學校、醫院等），同時也需要有線連接的場景。
5760-22W（壁板式）型號透過銅介面提供 2,5 Gbit/s 連接，還具有用於 PON 的特殊 SFP 收發器。 因此，存取層可以完全透過被動光網路實現，且存取點可以直接連接到該GPON網路。
此範圍包括內部和外部存取點。 後者很容易透過名稱中的字母 R（室外）來區分。 因此，AirEngine 8760-X1-PRO 專為室內使用而設計，而 AirEngine 8760R-X1 則專為室外場景而設計。 如果存取點的名稱包含字母 E（外部），則表示其天線不是內建的，而是外部的。
頂級型號AirEngine 8760-X1-PRO配備了5.0個十千兆介面用於連接。 其中兩個是銅纜，並且都支援 PoE / PoE-IN，可讓您為設備預留電源。 第三個用於光纖連接（SFP+）。 讓我們澄清一下，這是一個組合介面：可以透過銅纜和光纖進行連接。 另外，沒有什麼可以阻止您透過光纖連接接入點，並透過銅介面從注入器提供電力。 我們還應該提到內建的藍牙 8760 連接埠。 1-X16-PRO 具有該系列中最高的性能，因為它支援多達 XNUMX 個空間流。
— PoE+ 存取點是否有足夠的電力？
— 對於較舊的系列 (8760)，需要 POE++。 這就是為什麼具有多千兆埠並支援 5732bt（高達 802.3 W）的 CloudEngine s60 交換器將於 XNUMX 月至 XNUMX 月上市。
此外，AirEngine 8760-X1-PRO 還獲得額外的冷卻。 液體在接入點內的兩個電路中循環，消除晶片組中的多餘熱量。 該解決方案主要旨在確保設備長期運行並具有最佳性能：其他一些供應商聲稱他們的接入點也能夠提供高達 10 Gbps 的速度，但是，15-20 分鐘後這些設備很容易過熱，為了降低溫度，部分空間流被關閉，從而降低了吞吐量。
較低系列的接入點沒有液體冷卻，但不存在因性能較低而導致過熱的問題。 中級型號 - AirEngine 6760 - 支援多達 12 個空間流。 它們也透過十千兆位元介面進行連接。 此外，還有一個千兆位元 - 用於連接到現有交換器。
華為長期以來一直在提供解決方案 ，這意味著存在中央接入點和由其控制的遠端無線電模組。 這樣的 AP 負責各種高負載任務，並配備 CPU 來實現 QoS、做出有關客戶端漫遊的決策、限制頻寬、識別應用程式等。反過來，外部無線電模組實際上以原始形式發送流量到中央接入點並執行從802.11 到802.3 的轉換器。
事實證明，這項決定在俄羅斯並不太受歡迎。 然而，人們不能忽視它的優點。 例如，可以節省大量授權成本，因為您不需要為每個無線電模組購買單獨的授權。 此外，主要負載落在中央存取點上，這使得部署由數萬個元件組成的龐大無線網路成為可能。 因此，我們更新了敏捷分散式 Wi-Fi，以利用我們圍繞 Wi-Fi 6 的技術堆疊。
室外接入點也將於六月提供。 室外設備中的高級系列是8760R，具有最大的技術堆疊（特別是最多可提供16個空間流）。 但是，我們假設對於大多數情況，6760R 將是最佳選擇。 通常，倉庫、無線橋接或技術站點都需要街道覆蓋，這些地方需要定期接收或傳輸一些遙測資料或從資料收集終端收集資訊。
關於AirEngine接入點的技術優勢
以前，我們的存取點的外部天線的可變性極為有限。 要么有全向（偶極）天線，要么有非常窄的方向性天線。 現在選擇範圍更廣了。 例如，方位角和仰角為 70°/70° 的天線看到了光。 透過將其放置在房間的角落，您可以用訊號覆蓋其前面的幾乎整個空間。
室內接入點提供的天線清單正在增加，並且可能會增加更多天線，包括其他製造商生產的天線。 我們來預約：其中沒有定向的。 如果您需要在室內組織覆蓋聚焦，則需要使用具有外部偶極天線的型號並自行定位它們以實現最佳無線電訊號傳播，或者採用具有內建智慧天線的接入點。
接入點的安裝沒有重大變化。 所有型號都配備了緊固件，可安裝在天花板和牆壁上，甚至安裝在管道上（金屬夾）。 該緊固件也適用於帶有阿姆斯特朗型屋頂導軌的辦公室天花板。 此外，您可以安裝鎖，如果接入點在公共場所運行，這一點尤其重要。
如果我們快速瀏覽一下該車系開發過程中實施的關鍵技術創新 ，你會得到一個這樣的清單。
- 已實現行業最高生產力。 迄今為止，只有華為成功在一個接入點實現了16個接收和發射天線、12個空間流。 華為實施的智慧天線技術目前還沒有其他公司可以使用。
- 華為有專門的解決方案來實現超低延遲。 這尤其允許移動倉庫機器人完全無縫漫遊。
- 如您所知，Wi-Fi 6技術包括兩種多址解決方案：OFDMA和多用戶MIMO。 除了華為之外，還沒有一家公司能夠組織它們同時運作。
- 對 AirEngine 接入點的物聯網支援空前廣泛且原生。
- 此生產線符合最高安全標準。 因此，我們所有的 Wi-Fi 6 點都基於 WPA3 協定實現加密。
什麼決定了接入點的吞吐量？ 根據香農定理，來自三個因素：
- 關於空間流的數量；
- 關於頻寬；
- 關於信噪比。
華為在這三個領域的解決方案與其他供應商提供的解決方案有所不同，並且每個領域都包含許多改進。
- 華為設備能夠產生多達 XNUMX 個空間流，而其他製造商的高階存取點只有 XNUMX 個。
- 華為的新接入點能夠產生160個寬度為80 MHz的空間流，而競爭對手的供應商最多只能產生XNUMX個XNUMX MHz的空間流。 因此，我們的解決方案有可能實現一倍半甚至兩倍的效能優勢。
- 至於訊號雜訊比，由於使用了智慧天線技術，我們的存取點在客戶端接收端表現出明顯更高的抗干擾能力和更高水準的 RSSI - 至少兩倍（3 dB） 。
讓我們弄清楚頻寬來自哪裡，這通常在數據表中標明。 在我們的例子中 - 10,75 Gbit/s。
計算公式如上圖所示。 讓我們看看其中的乘數是多少。
第一個是空間流的數量（2,4 GHz 時最多為 5 個，6 GHz 時最多為 12,8 個）。 第二個是根據所使用的標準除以符號持續時間和保護間隔持續時間總和的單位。 由於在 Wi-Fi 0,8 中，符號持續時間增加了四倍，達到 1 μs，且保護間隔為 13,6 μs，因此結果為 XNUMX/XNUMX μs。
接下來：提醒一下，由於改進了 1024-QAM 調製，現在每個符號最多可以編碼 10 位元。 總的來說，我們的位元率為 5/6 (FEC)——第四個乘數。 第五是子載波（音調）的數量。
最後，將 2,4 GHz 和 5 GHz 的最大性能相加，我們得到了 10,75 Gbps 的令人印象深刻的值。
DBS射頻資源管理也出現在我們的存取點和控制器中。 如果您以前必須為特定 SSID 選擇一次頻道寬度（20、40 或 80 MHz），現在可以設定控制器，使其動態執行此操作。
SmartRadio技術帶來了無線電資源分配的另一個改進。 先前，如果一個區域中有多個存取點，則可以指定透過什麼演算法重新分配用戶端、將新存取點連接到哪個 AP 等。但這些設定僅在連接時套用一次，並且與Wi-Fi網路的關聯。 就 AirEngine 而言，可以在用戶端工作時（例如在接入點之間移動時）即時應用負載平衡演算法。
關於天線元件的一個重要細微差別：在 AirEngine 模型中，它們同時實現垂直和水平極化。 每個天線支援四個天線，並且有四個這樣的元件。 因此天線總數為 16 個。
天線元件本身是無源的。 因此，為了將更多的能量集中在客戶的方向上，有必要使用緊湊的天線形成更窄的波束。 華為成功了。 結果是無線電覆蓋範圍比競爭解決方案平均高出 20%。
對於 Wi-Fi 6，只有當訊號雜訊比超過 10 dB 時，才能達到超高吞吐量和高調變等級（MCS 11 和 MCS 35 方案）。 每個分貝都很重要。 智慧天線確實可以讓您提高接收訊號的電平。
在實際測試中，採用 MCS 1024 方案的 10-QAM 調變將在距離存取點不超過 3 m 的情況下運作，無論市場上有哪一種。 那麼，當使用「智慧型」天線時，距離可以增加到 6-7 m。
華為在新接入點中整合的另一項技術稱為 Dynamic Turbo。 其本質在於AP可以動態地識別和分類應用程式（例如，傳輸即時視訊、語音流量或其他），根據客戶端的重要程度區分客戶端並分配資源單元這樣可以確保對用戶重要的高級應用程式盡快運行。 事實上，在硬體層面，接入點執行DPI——深度流量分析。
如前所述，華為是目前唯一在其解決方案中提供MU-MIMO和OFDMA同時運作的供應商。 讓我們更詳細地了解它們之間的差異。
這兩種技術都旨在提供多用戶存取。 當網路中有很多使用者時，OFDMA允許分配頻率資源，以便許多客戶端同時接收和接收資訊。 然而，MU-MIMO 最終的目標是相同的：當多個客戶端位於房間的不同點時，每個用戶端都可以收到唯一的空間流。 為了清楚起見，我們假設頻率資源是莫斯科-聖彼得堡航線。 OFDMA似乎在建議：“讓我們讓道路不再只有一條車道，而是兩條，這樣可以更有效地使用它。” MU-MIMO 有不同的方法：“讓我們建造第二條、第三條道路，以便交通沿著獨立的路徑行駛。” 理論上，一種方法並不矛盾，但實際上，兩種方法的結合需要一定的演算法基礎。 由於華為能夠創建這個基地，我們的接入點吞吐量比競爭對手能夠提供的吞吐量增加了近 40%。
關於安全性，新的存取點與先前的型號一樣，支援 DTLS。 這意味著，與以前一樣，CAPWAP 控制流量可以加密。
在防止外部惡意影響的情況下，一切都與上一代控制器相同。 任何類型的攻擊，無論是暴力攻擊、弱 IV 攻擊（弱初始化向量）或其他攻擊，都會被即時偵測到。 對 DDoS 的反應也是可設定的：系統可以建立動態黑名單，通知管理員嘗試分散式網路攻擊時發生的情況等。
AirEngine 型號隨附哪些解決方案
我們的 CampusInsight Wi-Fi 6 分析平台解決了多個問題。 首先，它與控制器一起用於無線電管理：CampusInsight 可讓您執行校準並即時最佳分配通道、調整特定通道的訊號強度和頻寬，以及控制 Wi-Fi 發生的情況網路。 儘管如此，CampusInsight 也適用於無線安全性（特別是入侵防禦和入侵偵測），並且與特定存取點或一個 SSID 無關，而是與整個無線基礎設施的規模相關。
WLAN Planner也值得關注——無線電建模的工具，它可以獨立確定一些障礙物，例如牆壁。 在輸出中，程式會產生一份簡短的報告，其中除其他外，還指出需要多少個存取點來覆蓋房間。 基於此類輸入，可以更輕鬆地就設備規格、預算等做出更明智的決策。
在這些軟體中，我們還提到了 Cloud Campus 應用程序，每個人都可以在 iOS 和 Android 上使用，並且包含一整套用於監控無線網路的工具。 其中一些旨在測試 Wi-Fi 的品質（例如漫遊測試）。 除此之外，您還可以評估訊號電平、尋找幹擾源、檢查特定區域的吞吐量，如果有問題，請找出問題的原因。
***
華為專家繼續定期舉辦有關我們新產品和新技術的網路研討會。 主題包括：使用華為設備建構資料中心的原理、Dorado V6陣列的操作細節、各種場景的AI解決方案等等。 您可以訪問以下網址找到未來幾週的網路研討會列表 .
我們邀請您也看看 ，不僅討論我們的解決方案和技術，還討論更廣泛的工程問題。 它還有一個關於 Wi-Fi 6 的主題 - 加入討論！
來源： www.habr.com