Laboratorium technologii usługowych i sieciowych

Services And Networking TechnOlogieS Laboratory (SANTOS Lab)

Kierownicy laboratorium:
dr inż. Łukasz Falas (lukasz.falas@pwr.edu.pl) & dr inż. Patryk Schauer (patryk.schauer@pwr.edu.pl)

Laboratorium prowadzące prace badawcze i rozwojowe w obszarze rozproszonych systemów usługowych i chmurowych, systemów Internetu Rzeczy, sieci nowej generacji 5G/6G oraz cyberbezpieczeństwa.

Zakres działalności

Działalność laboratorium skupia się na prowadzeniu badań z zakresu rozproszonych systemów usługowych i chmurowych, systemów Internetu Rzeczy, sieci nowej generacji oraz cyberbezpieczeństwa. Infrastruktura sieciowo-obliczeniowa laboratorium jest wykorzystywana do wspierania realizacji projektów naukowych i badawczo-rozwojowych finansowanych zarówno ze środków publicznych europejskich i krajowych, jak i środków prywatnych.

Prace badawcze i rozwojowe prowadzone w laboratorium mają charakter interdyscyplinarny, zgodny z koncepcją service science polegający na łączeniu kompetencji, doświadczenia i wiedzy pracowników z zakresu analizy systemowej, inżynierii wiedzy, szeroko rozumianej informatyki, zarządzania oraz specjalistycznej wiedzy dziedzinowej w celu osiągnięcia efektu synergii niemożliwych do osiągnięcia bez łączenia kompetencji z różnych dziedzin nauki i techniki.

Prace prowadzone w laboratorium skupiają się głównie na opracowywanie i wdrażaniu w praktyce innowacyjnych wzorców i metod związanych z analizą, projektowaniem i wdrażaniem systemów usługowych i chmurowych, systemów Internetu Rzeczy oraz sieci nowej generacji. Realizowane prace   nakierowane są również na współpracę z zewnętrznymi podmiotami gospodarczymi, w tym na rozwiązywanie konkretnych problemów dziedzinowych wymagających wykorzystania analizy systemowej i metod wspomagania podejmowania decyzji oraz na pozyskiwanie środków na wspólną realizację projektów badawczo-rozwojowych.

Laboratorium jest zaangażowane w konsorcjum „Krajowe laboratorium sieci i usług 6G wraz z otoczeniem” będącego częścią Polskiej Mapy Infrastruktury Badawczej, w ramach którego planowane jest zwiększenie potencjału laboratorium zarówno pod względem wydajności posiadanej infrastruktury, jak również w zakresie interdyscyplinarności oraz aktualności świadczonych usług dydaktycznych, badawczych i rozwojowych.

Oferta dla przemysłu

Badania i prace rozwojowe prowadzone w Laboratorium przy współudziale partnerów z przemysłu znalazły liczne zastosowania w następujących obszarach:

• zastosowanie metod oraz narzędzi analitycznych i informatycznych do analizy wymagań, projektowania i syntezy systemów wspomagania podejmowania decyzji,
• projektowanie efektywnych metod gromadzenia i przetwarzania strumieni danych dla potrzeb wspomagania podejmowania decyzji,
• systemy Internetu rzeczy (Internet of Things), systemy chmurowe (cloud), systemy zorientowane na usługi,
• optymalizacja procesów biznesowych występujących w praktyce gospodarczej, zastosowanie opracowanych metod i narzędzi w dowolnej dziedzinie, w której występuje potrzeba efektywnego gromadzenia, przesyłania, analizy i przetwarzania (w tym optymalizacji) dużych wolumenów różnorodnych strumieni danych dla potrzeb wspomagania podejmowania decyzji, np. w procesach:
  • transportowych,
  • produkcyjnych,
  • zarządzania zasobami,
  • inne.

W najbliższym czasie, oferta usług świadczonych przez laboratorium zostanie powiększona o tematykę związaną z sieciami i otoczeniem sieci 5G m.in. w zakresie autonomicznych i półautonomicznych dronów lądowych i powietrznych, systemów Internetu rzeczy wykorzystujących platformy sprzętowe o dużej mocy obliczeniowej, analizę ruchu sieciowego z wykorzystaniem akceleracji sprzętowej i wiele innych.

Wyposażenie

Aktualna infrastruktura laboratorium oparta jest w głównej mierze o zasoby pozyskane w ramach “Krajowego Laboratorium Sieci i Usług 5G wraz z otoczeniem”. Laboratorium stanowi węzeł ogólnopolskich rozporoszonego laboratoriów PL-LAB oraz PL-5G.

Wyposażenie laboratorium w głównej mierze znajduje się w budynku C6 p. 121, a infrastruktura sieciowo obliczeniowa laboratorium zlokalizowana jest w budynku C3.

Główne wyposażenie sieciowe stanowią rutery i przełączniki klasy operatorskiej dla sieci konwergentnych wspomagane przez przełączniki klasy enterprise m.in. Juniper ACX 7100-32, Dell PowerSwitch S5232F, a zabezpieczone rozwiązaniem PaloAlto.

Infrastruktura obliczeniowa to heterogeniczne środowisko obejmujące serwery dedykowane do uruchamiania rozwiązań z dziedziny uczenia maszynowego (Nvidia DGX 8xH100), rozszerzonej i wirtualnej rzeczywistości (Nvidia OVX 8xL40) oraz ogólnego przeznaczenia (ponad 2048vCPU i 16TB RAM oraz GPU 4xA100, 4xA40, 2xA30X ).

Infrastruktura laboratorium obejmuje rozwiązania radiowe 5G/LTE. Głównym elementem jest Sieć 5G Stand Alone wykorzystująca pasma C-band N77 (3,9GHz) oraz mmWave N258 (25GHz) zbudowana w oparciu o rozwiązania firmy Nokia. W zasięgu sieci znajduje się m.in. kampus główny Politechniki Wrocławskiej oraz miasteczko akademickie przy ul. Wittiga. Infrastruktura oobejmuje również rozwiązania od firmy Amarisoft m.in. obejmujące laboratoryjne stacje bazowe 5G SA/NSA, LTE , NB-IoT dla pasm N77 i B/N40, jak również rozwiązanie OpenRAN od firmy Radisys. Uzupełnieniem tej części laboratorium jest zbiór urządzeń końcowych i terminali takich jak smartfony, tablety, zegarki, modemy i rutery wpierające również pasma mmWave.

Ponadto na wyposażenie składają się również urządzenia z obszaru wirtualnej i rozszerzonej rzeczywistości takie jak gogle, kamery skanery 3D oraz kombinezon i rękawica haptyczne. Na stanie laboratorium znajduje także zestaw dronów latających i jeżdżących obejmujący m.in. samolot VTOL, quadrokopter o udźwigu do 10kg oraz rozwiązania wyposażone w kamery termowizyjne oraz multispektralne.

Lokalizacje laboratorium połączone są dedykowanymi i niezależnymi traktami optycznymi jednomodowymi. Podstawowa przepustowość połączeń światłowodowych wykorzystywana w infrastrukturze to 100Gb/s. Laboratorium jest bezpośrednio połączone z siecią PIONIER, a pośrednio z europejską siecią GEANT.

Poza opisanymi powyżej urządzeniami wchodzącymi w skład prywatnej chmury obliczeniowej laboratorium dysponuje szeregiem specjalizowanych stanowisk umożliwiających prowadzenie prac badawczych i rozwojowych w zakresie m.in. Internetu Rzeczy, druku 3D, bezpieczeństwa informatycznego oraz systemów rozproszonych.

Usługi oferowane gospodarczo

Analizy, opinie, audyty, konsultacje w obszarze rozproszonych systemów usługowych, systemów Internetu Rzeczy i bezpieczeństwa systemów informatycznych.

• Działalność laboratorium skupia się na prowadzeniu badań z zakresu rozproszonych systemów usługowych i chmurowych, systemów Internetu Rzeczy, sieci nowej generacji oraz cyberbezpieczeństwa. W ramach tej tematyki personel laboratorium jest w stanie zaoferować kompleksową analizę dostarczanych rozwiązań, opinie na temat innowacyjności i możliwości rozwoju w ramach planowanych prac B+R i konsultacje w ramach przygotowania planów i projektów B+R.

Prace badawcze i rozwojowe w obszarze metod wspomagania podejmowania decyzji, optymalizacji oraz metod uczenia maszynowego.

• Badania i prace rozwojowe prowadzone w Laboratorium przy współudziale partnerów z przemysłu znalazły liczne zastosowania w następujących obszarach:
• zastosowanie metod oraz narzędzi analitycznych i informatycznych do analizy wymagań, projektowania i syntezy systemów wspomagania podejmowania decyzji,
• projektowanie efektywnych metod gromadzenia i przetwarzania strumieni danych dla potrzeb wspomagania podejmowania decyzji,
• systemy Internetu rzeczy (Internet of Things), systemy chmurowe (cloud), systemy zorientowane na usługi, optymalizacja procesów biznesowych występujących w praktyce gospodarczej,
• zastosowanie opracowanych metod i narzędzi w dowolnej dziedzinie, w której występuje potrzeba efektywnego gromadzenia, przesyłania, analizy i przetwarzania (w tym optymalizacji) dużych wolumenów różnorodnych strumieni danych dla potrzeb wspomagania podejmowania decyzji, np. w procesach transportowych, produkcyjnych, zarządzania zasobami i wielu innych.

Projektowanie i prototypowanie rozwiązań PoC oraz analiza dostarczonych rozwiązań.

• Prace prowadzone w laboratorium skupiają się głównie na opracowywanie i wdrażaniu w praktyce innowacyjnych wzorców i metod związanych z analizą, projektowaniem i wdrażaniem systemów usługowych i chmurowych, systemów Internetu Rzeczy oraz sieci nowej generacji. Realizowane prace nakierowane są również na współpracę z zewnętrznymi podmiotami gospodarczymi, w tym na rozwiązywanie konkretnych problemów dziedzinowych wymagających wykorzystania analizy systemowej i metod wspomagania podejmowania decyzji oraz na pozyskiwanie środków na wspólną realizację projektów badawczo-rozwojowych.

Szkolenia z zakresu rozproszonych systemów usługowych, systemów Internetu Rzeczy, sieci 5G i bezpieczeństwa systemów informatycznych.

• Doświadczenie personelu laboratorium zdobyte podczas realizacji wielu projektów badawczych, rozwojowych oraz infrastrukturalnych finansowanych zarówno ze środków krajowych jak i międzynarodowych oraz działalności naukowa potwierdzona wieloma publikacjami w renomowanych czasopismach oraz konferencjach pozwala na prowadzenie szkoleń, warsztatów, prelekcji oraz wykładów w dziedzinie systemów usługowych, systemów Internetu Rzeczy i bezpieczeństwa systemów informatycznych. Powyższe działania mogą mieć charakter zarówno ogólny jak i ściśle dziedzinowy, oraz być skierowane do specjalistów, a także osób spoza dziedziny w tym również dla kadry zarządzającej odpowiedzialnej za nadzorowanie prac zespołów realizujących projekty informatyczne i B+R.

Udostępnienie infrastruktury badawczej.

• Dostępna w laboratorium infrastruktura sieciowo-obliczeniowa umożliwia również prowadzenie prac rozwojowych z wykorzystaniem nowoczesnej infrastruktury sieciowej i usługowej dla potrzeb opracowywania usług i aplikacji w infrastrukturze Internetu Przyszłości.
• Laboratorium oferuje środowiska sieciowo-obliczeniowe zindywidualizowane pod kątem konkretnych problemów.
• Infrastruktura przygotowana jest do integracji z rozwiązaniami partnetów zewnętrznych chcących je przetestować zarówno pod kątem wydajności jak i funkcjonalności.

Prowadzenie badań terenowych przy użyciu dronów.

• W ramach usługi oferowane są zarówno kompleksowe rozwiązania jak również pomoc w projektowaniu i budowaniu rozwiązań dziedzinowych. Wyspecjalizowany personel może przeprowadzić proces zbierania danych wizyjnych i pomiarowych oraz wspomagać opracowanie usług dziedzinowych, a także przeprowadzić proces analizy danych (wykrywanie anomalii terenowych, wykrywanie chorób roślin, badań warunków środowiskowych, …).

Historia

Laboratorium technologii usługowych i sieciowych powstało w roku 2010 jako jeden z efektów współpracy naukowców z Instytutu Informatyki Politechniki Wrocławskiej z przedsiębiorstwami informatycznymi działającymi w obszarze wytwarzania i wdrażania systemów zorientowanych na usługi oraz realizacji projektów badawczo-rozwojowych realizowanych w ramach Programu Operacyjnego Innowacyjna Gospodarka. Inicjatorem powstania laboratorium był prof. dr hab. inż. Adam Grzech, a wieloletnim kierowinikiem dr inż. Paweł Świątek.

Organizacja Laboratorium możliwa była dzięki umowie sponsorskiej podpisanej w dniu 11 grudnia 2009 roku przez Politechnikę Wrocławską oraz Microgen (Poland) Sp. z o.o. w wyniku której Microgen (Poland) Sp. z o.o. przekazał na rzecz Politechniki Wrocławskiej dotację na zakup aparatury badawczej w wysokości 130 tysięcy złotych.

Dotacja sponsorska firmy Microgen (Poland) Sp. z o.o., która pozwoliła na zakup podstawowego wyposażenia laboratoryjnego była kluczowa dla powstania Laboratorium i umożliwiła rozpoczęcie w nim prac badawczych. Infrastruktura badawcza Laboratorium Services And Networking TechnOlogieS Laboratory (SANTOS Lab) była i jest rozwijana dzięki pozyskiwaniu przez pracowników Laboratorium dofinansowania na liczne projekty naukowe i badawczo-rozwojowe. W ostatnich latach działalności zespół SANTOS Lab brał udział w realizacji projektów o łącznej wartości przekraczającej 100 milionów złotych.