hwp.ru: Знакомимся с оборудованием Huawei Wi-Fi 6

Фактически, теперь если мы говорим об инсталляции Wi-Fi в общественных местах, то Wi-Fi 6 с одной стороны предлагает разгрузку полосы пропускания за счёт более эффективного её использования, а с другой - пропускает через себя мобильный трафик сотовых операторов, дополнительно разгружая 4G/5G сети. Благодаря этим нововведениям, модернизация существующих Wi-Fi сетей обещает быть более выгодной и заметной для конечного пользователя, чем предыдущие смены поколений беспроводных сетей. Спрос на WiFi6 оборудование растёт, и одним из первых игроков, заявивших о себе на новой ниве, стала компания Huawei, чьи решения для Wi-Fi6 мы сегодня и рассмотрим.

Флагманская точка доступа AirEngine 8760-X1-Pro

Начиная с шестого поколения беспроводных сетей, точки доступа Huawei получили наименование AirEngine, но как и ранее они разделены на классы, в зависимости от нагрузки, которую каждая AP несёт в рабочей среде. Топовые модели, имеющие 8-12 пространственных потоков, имеют скорости в районе 10 Гбит/с, что потребовало установки интерфейсов 10GBase-T в совсем уж дорогих моделях, или nBase-T в вариантах попроще. Одного этого достаточно, чтобы у хот-спота резко выросло энергопотребление, и это не шутки: если даже самая мощная точка доступа стандарта 802.11ac потребляла 5-6 Вт, то с приходом Wi-Fi 6 этот показатель вырос до 19 Вт. Как итог: теперь помимо всего прочего, надо решать вопрос с отводом тепла, иначе процессоры AP уйдут в троттлинг, снижая скорость. Вполне закономерно считать, что в хот-спотах появятся активные системы охлаждения с вентиляторами, но пока что высокая цена устройств позволяет экспериментировать с корпусами.

Охлаждающий корпус точки доступа

И хотя Huawei говорит, что на дизайн массивных охлаждающих корпусов их сподвигли аэропланы, на самом деле всё очень прагматично: пассивное охлаждение - это всегда огромный плюс надёжности, который ценят при проектировке, поэтому в лепёшку расшибись, но без вентилятора обойдись.

Питание

Топовые точки доступа, такие как AirEngine 8760-X1-Pro, имеют аж 3 сетевых интерфейса. Два - это 10GBase-T PoE (с поддержкой nBase-T 2.5/5 GE), а третий - SFP+. Интересно, что при подключении двух медных кабелей от PoE коммутатора, питание равномерно распределяется между обоими так что при обрыве одной линии, хот-спот не прервёт свою работу.

Порты точки доступа

Оптическая среда имеет свои плюсы: во-первых, мы твёрдо вступили в мир, где и 10 Гбит/с - не предел для хот-спота, а значит при прокладке кабельной сети, надо заранее учитывать рост скорости. В меди тяжело расти выше 10 Гбит/с, а в оптике таких проблем нет. Кроме того, PoL-сети легче протягивать на большие расстояния, и в целом, сетевые коммутаторы со слотами SFP+ стоят значительно дешевле своих аналогов с интерфейсами 10GBase-T. Учитывая и высокую стоимость самих кабелей CAT6-7, можно говорить, что привычную концепцию использования оптики только для магистрального уровня можно списывать: мир готов к тому, чтобы вести оптику до оконечного устройства, и пожалуй… да, мы вполне можем начинать списывать «витую пару» со счетов.

Каждая из точек доступа, установленных на современном предприятии, помимо подключения по Wi-Fi, ещё и обеспечивает работу многочисленных IoT-устройств. Тут Huawei предлагает в качестве дополнительной опции к своим хот-спотам, использование модулей Bluetooth, ZigBee и RFID. Последний можно использовать как для инвентаризации товара, так и для определения передвижения персонала по пропуску. В итоге у вас получается одно устройство для работы с датчиками, роботами и пользователями, консолидируя концепцию All-Wireless в одном хабе. Подключение дополнительных модулей может производиться как через слоты PCIe, так и через USB порт.

Конечно, основной прогресс беспроводных сетей - внутри точек доступа. Основа точки доступа AirEngine 8760-Pro - это так называемые Smart-антенны, адаптивные копланарные с горизонтальной и вертикальной поляризацией общей структурой 16T16R. Каждая из антенн состоит из 4-х элементов, переключаемых высокочастотным ключом, в результате чего хот-спот может формировать 281474976710656 комбинаций направлений луча для каждого беспроводного клиента. Коэффициент усиления антенн в диапазоне 2.4 ГГц составляет 4 дБи, в 5 ГГц - 5 дБи. За счёт формы антенны в виде частей концентрических окружностей, удаётся формировать узкий луч, способный увеличить покрытие на 20% по сравнению с конкурентами. Общая антенная диаграмма равномерная.

Как показано на схеме, верхняя левая и нижняя правая антенны имеют частоту 5 ГГц, причем первая имеет горизонтальную поляризацию, а вторая - вертикальную. Аналогично, правая верхняя и левая нижняя предназначены для работы с диапазоном 2.4 GHz. Антенны могут настраиваться как при первой установке, так и во время работы. При подстройке отправляются тестовые пакеты, используя разные комбинации антенн. По количеству ошибок и силе сигнала на принимающем устройстве, алгоритм выбирает лучшую комбинацию антенн. В повседневной работе, антенны могут конфигурироваться в трёх режимах:

По умолчанию - антенны работают в заводской конфигурации, и если происходит внезапное изменение производительности, либо поступает сигнал на поиск оптимального состояния, переходят в режим тренировки.
Обучение. В этом состоянии система проверяет все комбинации антенн, посылая клиентским устройствам тестовые пакеты. По показателю числа ошибок и уровня сигнала выбирается оптимальная конфигурация антенн.
Предварительно сконфигурированное состояние - устанавливается когда трафик на точке доступа не позволяет расходовать ресурсы на процесс обучения и поиска оптимальной конфигурации. Пороговые значения, соотношения числа тестовых и полезных пакетов, при которых состояние меняется с "пред-обученной конфигурации" на "обучение" меняется в настройках.

Точка доступа AirEngine 8760 Pro поддерживает 16 пространственных потоков, причём в густонаселённых средах на 4 из них можно выделить второй 5 ГГц радиомодуль. Всего для режима MIMO доступны следующие варианты пространственных потоков:

2,4 ГГц: 4x4:4; 5 ГГц: 12x12:8 - режим для высоких скоростей, который позволит достичь производительности в 10.75 Гбит/с.
2,4 ГГц: 4x4:4; 5 ГГц-0: 8x8:8; 5 ГГц-1: 4x4:4 - режим для высоконагруженных сетей, позволит поднять максимальное количество клиентов с 1024 до 1152.

Точка доступа позволяет одновременно транслировать данные нескольким клиентам (OFDMA), что повышает скорость в высоконагруженных сценариях, плюс поддерживается одновременная работа и MU-MIMO, направляющая каждому пользователю свой пространственный поток. Работая вместе, эти технологии увеличивают скорость почти в полтора раза по сравнению с решениями, не поддерживающими одновременную работу этих технологий. Но в случае если у вас сложная радио-среда, вы можете выделить второй 5 ГГц радиомодуль для постоянного сканирования эфира в реальном времени в поисках интерференций, токсичных точек доступа и возможностей оптимизации трансляции. Впечатляет, но с одной оговоркой - для реализации этой функции вам потребуется дополнительная лицензия.

Давайте поговорим о софте, тем более что о возможностях флагманских хот-спотов можно говорить бесконечно. Начнём с того, что в беспроводных сетях на точку доступа возлагается обязанность по контролю трафика, то есть устройство выступает в роли маршрутизатора. Здесь реализован не только контроль доступа к интернет через PPPoE, но и защита от разных типов атак: спуфинга, флуда пакетов, перебора паролей ключа Wi-Fi сети. Huawei AirEngine 8760 Pro умеет реагировать в реальном времени, добавляя вредителей в блэклисты или отправляя алерты централизованному контроллеру.

Обязательное условие для конвергентного беспроводного пространства, где в одной беспроводной среде может идти и трансляция 4K/8K видео, и телеметрия с датчиков реального времени, и обмен данными с игровыми серверами, является настройка приоритетов через QoS. Ну, пожалуй, начать нужно с того, что точкой доступа поддерживается IGMP Snooping для мультикаст трансляции Digital Signage. Приоритезация осуществляется как на основе MAC-адресов, так и по IP пространствам, что более удобно. Но вообще, точка доступа умеет автоматически определять характер трафика и динамически отдавать приоритет более важным приложениям, таким как приложения ВКС, или голосовые звонки через VoIP и мессенджеры. Всего точка доступа различает около 6 000 приложений, по характеру передачи трафика…. невероятно.

Для обеспечения безопасности, AP может организовывать для своих клиентов NAT, выступать в роли DHCP ретранслятора и сервера. Каждая корпоративная точка доступа Huawei может работать в трёх режимах. Рассмотренный нами, режим Fat характерен для самостоятельных AP, настраиваемых индивидуально через Web интерфейс или терминал. Такая точка доступа может управляться через облачный сервис (режим cloud), а может - через контроллер, для чего она переключается в режим Fit.

Вообще, хочу заметить, что у всех точек доступа Huawei есть один общий недостаток: они очень тяжело настраиваются, поэтому централизованное управление через облако или контроллер здесь - явная необходимость.

Контроллер Huawei AC6508

Контролер доступа Huawei AC6508 рассчитан на управление 256 точками доступа в рамках небольшого предприятия или отдельного государственного объекта (кампус, аэропорт, больница, исследовательская лаборатория, производства с большим количеством роботов и т.д.). Он имеет 10-гигабитные Uplink слоты формата SFP+ и 1-гигабитные Downscale порты в количестве 10 штук. Для всех портов поддерживается агрегация каналов.

Сам контроллер Huawei AC6508 имеет пропускную способность около 6 Гбит/с, а Downlink-интерфейсы у AC6508 ограничены скоростью в 1 Гбит/c. Много это или мало? Корпоративные точки доступа Huawei стандарта IEEE 802.11ax имеют скорость до 9.6 Гбит/с в диапазоне 5 ГГц, так что перед установкой WLAN-сети вам надо представлять какой трафик генерируют и потребляют приложения на ваших устройствах, а так же как вы собираетесь его сегментировать.

На одном контроллере вы можете строить сети стандартов 802.11n/ac/ax, в том числе гибридные, что снижает затраты на модернизацию существующих WLAN-ов. Так же как и беспроводные точки доступа, AC6508 умеет различать работающие приложения по характеру трафика (используется идентификация от Layer 4 до Layer 7), включая P2P файлообменные сети типа торрентов. На основании типа приложений, а так же MAC и IP реализуется политика QoS.

Сами точки доступа могут находиться в приватных сетях в то время, как контроллер находится в публичной сети, реализуя для них NAT. Для принудительного переключения клиентов на 5 ГГц диапазон поддерживается Band Steering, а для построения распределённых одноранговых WLAN сетей имеется MESH.

Конфигурация производится так же гибко, как и работа с документами под Windows: вы можете редактировать и копировать списки параметров, чтобы каждый раз не настраивать всё заново.

В системе имеется периодическая и постоянная фоновая диагностика параметров WLAN, позволяющая найти какие-либо базовые неисправности сети, но всё же для более удобной обработки кейсов или предотвращения возникновения неисправностей, у Huawei есть программный набор инструментов CampusInsight, который с использованием ML-алгоритмов способен устранять до 75% неисправностей сети, в том числе в проактивном порядке.

Agile Distributed Wi-Fi

В архитектуре беспроводных решений Huawei есть такое ответвление прогресса, как Agile Distributed Wi-Fi. При использовании данного решения, точки доступа подразделяются на два типа - Central AP и Remote Radio Unit (RRU), и здесь надо сделать небольшое пояснение. В крупных сетях, для обработки трафика (реализация QoS, роуминга клиентов, ограничения полосы пропускания) выделяются отдельные устройства, не имеющие встроенных радиомодулей, так называемы Central Access Point, физически представляющие собой 1U устройство для монтирования в стойку. Уже сами точки доступа с радиомодулями могут подключаться к Central Access Point через PoE коммутаторы по обычной витой паре, и в данном случае на них возлагается только задача по конвертации проводной среды в беспроводную. То есть, им не нужен ни мощный процессор, ни повышенное питание, а значит здесь есть возможность сэкономить и улучшить покрытие за счёт более частого размещения RRU, ведь их стоимость может быть в 2-3 раза ниже цены лёгких точек доступа. Так же следует учитывать экономию на лицензиях, так как каждый контроллер вроде рассмотренного выше AC6005, лицензирует лишь «центральные точки доступа», а не модули RRU.

Вообще, это очень неоднозначное решение, имеющее как своих сторонников, так и противников. С одной стороны, в крупной сети, контроллеры берут на себя основную обработку трафика, но с другой, если мы говорим о каких-то местах с высокой концентрацией пользователей в рамках одного проекта (например, конференц-зал в административном здании), то зачастую выгоднее обрабатывать трафик локально, установив в таких местах одну центральную точку доступа и несколько RRU для улучшения покрытия.

Точки доступа Wi-Fi 6 для массовой установки

Конечно, флагманские решения Huawei интересны с точки зрения настоящего триумфа технологий, но не стоит сбрасывать со счетов и настоящие рабочие лошадки серии AirEngine 5760, на которых и будут строиться основные сети WLAN. Очень интересно выглядит модель AirEngine 5760-51, уже получившая прозвище «блюдце» за свою круглую форму. Это наиболее доступная модель, реализующая принцип лицензирования дополнительных пространственных потоков. Что это значит? По умолчанию точка доступа продаётся с двумя активными 6 пространственными потоками, а ещё два вы можете разблокировать при активации RTU лицензии. Итого, конфигурации могут быть следующими:

В базовом варианте:

2.4 ГГц (2x2) + 5 ГГц (4x4)
2.4 ГГц (2x2) + 5 ГГц (2х2) + 5 ГГц (2x2)

При активации лицензии RTU:

2.4 ГГц (4x4) + 5 ГГц (4х4)
2.4 ГГц (2х2) + 5 ГГц (4х4) + независимое сканирование эфира
2.4 ГГц (2х2) + 5 ГГц (2х2) + 5 ГГц (4х4)

Максимальная пропускная способность может составлять 1.15 Гбит/с для 2.4 ГГц и 4.8 Гбит/с для 5 ГГц диапазона. Суммарная производительность AP составляет 5.9 Гбит/c, поэтому подключение к кабельной сети уже происходит по стандарту 5GBase-T / POE++. Типичное энергопотребление составляет 17-25 Вт в базовом режиме и до 28.8 Вт при активации RTU.

Данная точка доступа так же поддерживает установку IoT-модулей, и так же как старшая модель может различать до 6 000 приложений, оптимизируя их трафик.

Обращает на себя внимание совершенно иная конструкция антенн: здесь они представляют собой металлические фермы, несравненно более простые по конструкции, чем в топовой AIrEngine 8760. Здесь так же поддерживается технология формирования луча (Beamforming), но при такой конструкции антенн, направленность луча будет слишком широкая, и уж тем более никакого сравнения не может быть с конструкцией антенн AirEngine 8760-X1 Pro.

По программным возможностям данная модель практически идентична флагманской точке доступа: вам так же доступны фильтрация, настройка QoS, NAT, автоматическое распознавание голосового трафика, поддержка Multicast-сетей и т.д.

AirEngine 6760-X1

Очень интересная модель - немного удешевлённый аналог флагманской точки доступа, модель 6760-X1. Эта AP имеет 12 пространственных потоков, 10 из которых доступны в базовой поставке, а ещё 2 активируются посредством RTU лицензии. Таким образом, конфигурация ПП выглядит следующим образом:

В базовом варианте:

2.4 ГГц (4x4) + 5 ГГц (6x6)

При активации лицензии RTU:

2.4 ГГц (4x4) + 5 ГГц (8х8)
2.4 ГГц (4х4) + 5 ГГц (6х6) + независимое сканирование эфира
2.4 ГГц (2х2) + 5 ГГц (4х4) + 5 ГГц (4х4)

Суммарная производительность составляет уже 1.15 Гбит/с в диапазоне 2.4 ГГц и 9.6 Гбит/с в диапазоне 5 ГГц, что суммарно даёт 10.75 Гбит/с, как у старшей модели. Однако, антенная группа здесь по конструкции ближе к AirEngine 5760, без "умной антенны" с большим числом вариантов формирования луча.

Подключение точки осуществляется как по медному кабелю 10GBase-T, так и через оптический порт SFP+. Сетевым контроллером поддерживаются промежуточные скорости в 5 и 2.5 Гбит/с, что может пригодиться в сетях с оборудованием NBase-T. Данная точка доступа имеет встроенный Bluetooth модуль, а так же поддерживает подключение IoT модулей через специальные слоты и USB порт.

AirEngine 5760-10

Наиболее простые точки доступа Huawei AirEngine 5760-10 - это модель для массовой установки на объектах. Точка доступа имеет 4 пространственных потока 2.4 ГГц (2x2) + 5 ГГц (2x2). Их производительность ограничена величиной в 1.7 Гбит/с, что, в общем, находится на уровне 802.11ac, но в данном случае справедливо сказать «не скоростью единой». Так же как и в старших точках доступа, здесь поддерживается OFDMA модуляция, MU-MIMO и автоподстройка к радиосреде с анализом устройств, работающих в диапазоне 2.4 ГГц (игровые контроллеры, радиотелефоны, микроволновки и радионяни). Здесь имеется встроенный Bluetooth (BLE 5.0), а так же USB порт для подключения IoT модулей ZigBee и RFID.

Для подключения к кабельной сети используется старый-добрый интерфейс 1GBase-T, а максимальное энергопотребление составляет 15.8 Вт, то есть данными точками доступа можно модифицировать существующие сети WLAN путём drop-in замены старых AP на новые.