Netzwerkinfrastruktur und 5G: Edge Computing verbessert die Datenverarbeitung, reduziert die Latenz und verbessert das Kundenerlebnis

Internet of Things (IoT)-Geräte sind nicht neu, aber sie haben eine breite Akzeptanz sowohl in Verbraucher- als auch in Geschäftsanwendungen gefunden. Da diese Geräte immer üblicher werden, gibt es wachsende Bedenken hinsichtlich ihrer Verwaltung und Unterstützung von IoT-Ökosystemen.

Glücklicherweise bieten 5G und Edge Computing eine leistungsstarke kombinierte Lösung, um die Leistung von IoT-Geräten zu nutzen und es Unternehmen zu ermöglichen, ihr System zu erweitern und auf große Datenmengen zuzugreifen und diese zu analysieren.

Was ist 5G?

5G ist der Standard der fünften Generation für Breitband-Mobilfunknetze und die neueste Mobilfunktechnologie. Mit bis zu 100-fachen Geschwindigkeiten gegenüber 4G schafft 5G neue Möglichkeiten für Unternehmen, die Macht der Daten zu nutzen.

5G bietet weit mehr als nur Geschwindigkeit und ist in der Lage, Daten sowohl mit Mittel- als auch mit Hochfrequenzsignalen zu übertragen. Die aktuelle Mobilfunktechnologie verwendet ausschließlich das Low-Band-Spektrum und sendet Signale über große Entfernungen. Dies ist zwar wertvoll, aber Niederfrequenzübertragungen nehmen viel Bandbreite in Anspruch. Der Datenverkehr kann schnell überlastet werden, was die Leistung beeinträchtigt.

Hochfrequente Signale benötigen weniger Bandbreite und liefern höhere Datenmengen, können aber nicht wie niederfrequente Signale über große Entfernungen übertragen und Hindernisse wie Gebäude nicht passieren.

Durch die Nutzung mehrerer Spektren kann 5G das Beste aus Reichweite und Bandbreite nutzen. Niedrige Bänder bewältigen Entfernungen, während hohe Bänder Daten schnell an den Endbenutzer übertragen. Es können mehrere Geräte gleichzeitig verwendet werden, ohne die Leistung zu beeinträchtigen oder zu viel Netzwerkverkehr zu erzeugen.

Was ist Edge-Computing?

In den meisten herkömmlichen Netzwerken werden Daten zentral gespeichert, verwaltet und analysiert. Die Daten kommen am Rand des Netzwerks, jedoch in der Nähe der IoT-Geräte und Endbenutzer. Wenn Daten benötigt werden, werden sie zur Speicherung, Verarbeitung und Analyse an den Netzwerkkern übertragen, dann werden Antworten an die Geräte und Endbenutzer gesendet. Dies führt zu erheblichen Verzögerungen beim Transport, die sich auf unternehmenskritische Aufgaben auswirken können.

Edge Computing ist eine leistungsstarke Lösung für diese Herausforderungen. Durch die Verlagerung wichtiger Prozesse an den Rand des Netzwerks und nicht in den Kern kann Edge Computing Probleme wie Latenz und schlechte Netzwerkleistung verbessern. Dies funktioniert auch mit IoT-Geräten, die mit Selbstverarbeitung für Daten aktiviert sind, sodass weniger Prozesse in den Netzwerkkern verschoben werden müssen.

Der größte Vorteil von Edge Computing besteht natürlich darin, dass die Datenverarbeitung und -analyse am Rand des Netzwerks stattfindet, in der Nähe der Stelle, an der die Erkenntnisse benötigt werden. Ein zweiter Vorteil besteht darin, dass Edge-Computing den Gesamtverkehr reduziert und die Bandbreite verbessert.

Darüber hinaus ermöglicht Edge Computing die Verarbeitung von Daten in Edge-Rechenzentren oder auf Geräten, wodurch widerstandsfähigere Netzwerke entstehen. Diese Zentren können Daten an isolierten Standorten zusammenstellen, verarbeiten und analysieren und so den Rest des Netzwerks schützen, falls ein Abschnitt oder eine Komponente ausfallen sollte.

5G und Edge-Computing zusammen

Einzeln ermöglichen sowohl 5G als auch Edge-Computing Netzwerken, eine bessere Leistung für IoT-Netzwerke zu liefern. Zusammen können ihre komplementären Fähigkeiten hochrangige Netzwerke bereitstellen und die digitale Transformation für Unternehmen vorantreiben.

IoT-Geräte benötigen viel Konnektivität, um effektiv zu sein. Mit der richtigen Konnektivität können IoT-Geräte große Datenmengen schnell übertragen, und einige IoT-fähige Geräte können Daten lokal speichern und verarbeiten und Informationen an Geräte in der Nähe übermitteln.

5G und Edge Computing arbeiten zusammen, um die Fähigkeiten des anderen zu verbessern. 5G erweitert die bestehende Mobilfunktechnologie für die Datenübertragung über große Entfernungen, kann jedoch nicht das Konnektivitätsniveau aufrechterhalten, das für die IoT-Effizienz erforderlich ist. Edge-Computing verarbeitet Daten in der Nähe, hat aber keine Fernübertragung.

Zusammen schließen sie die Lücke und ermöglichen es IoT-Geräten, ein hohes Maß an Konnektivität am Netzwerkrand zu erreichen und aufrechtzuerhalten und riesige Datenmengen in Sekunden zu übertragen.

Mit zunehmender Einführung von 5G können Edge-Rechenzentren und IoT-fähige Geräte Verarbeitungsstandorte zum Erfassen, Verarbeiten und Analysieren von Daten ohne Latenz am Rand schaffen. Dies schafft Interkonnektivität von 5G-Netzwerken am Rand des Netzwerks, um Daten zu verarbeiten, unternehmenskritische Analysen bereitzustellen und die Informationen zu priorisieren, die an den Cloud-basierten Datenkern zurückgeleitet werden müssen.

Neue Anwendungsfälle

Edge-Computing kann das Versprechen von 5G in vielen neuen Anwendungsfällen verbessern, darunter:

• Mobiles Breitband & offenes RAN: Der mobile Breitbanddienst ist ein bedeutender 4G-Anwendungsfall und einer der ersten 5G-Anwendungsfälle. Der 5G-eMBB-Dienst bietet eine bis zu 100-mal höhere Breitbandgeschwindigkeit als 4G, insbesondere in Hochfrequenzbändern. Es schafft auch offene RAN-Standards und den Einsatz für ein vielfältiges Ökosystem für den mobilen Betrieb.
• VR/AR: Da die VR/AR-Technologie weit verbreitet ist, werden 5G und Edge-Computing für eine bessere Bildwiedergabe in der Nähe des Endbenutzers und eine geringe Latenz für eine bessere Leistung benötigt.
• Autonome und vernetzte Fahrzeuge: 5G und Edge-Computing können mehr Geräte und Sensoren unterstützen, um schnelle Echtzeit-Einblicke für selbstfahrende Fahrzeuge zu liefern und es Fahrzeugen zu ermöglichen, mit Fahrzeugen in der Nähe zu kommunizieren.
• Drohnen: Onboard-Rechenleistung schränkt die Geschwindigkeit und Agilität für Drohnen ein, aber Edge-Computing mit 5G kann Onboard-, vollständig an den Rand ausgelagerte und teilweise ausgelagerte Aufgaben für einen Edge-Server anbieten, um Bildverarbeitung, Navigation und Kommunikation zu priorisieren.
• Telechirurgie: Remote-Chirurgie erfordert eine enorme Datenverarbeitung über ein Hochgeschwindigkeitsnetzwerk mit minimaler Verzögerung und hoher Netzwerkbandbreite. 5G und Edge-Computing ermöglichen medizinische Videoübertragung in Echtzeit mit Qualitätskontrollen für Verzögerung, Jitterkontrolle und Durchsatz.
• Medizinische Robotik: Medizinische Robotik ist nicht neu, aber 5G und Edge-Computing für IoT-Geräte und KI können Schulungsprozesse verbessern und Echtzeit-Ferngesundheitslösungen bereitstellen.
• Echtzeit-Multiplayer-Online-Gaming: Die Spielverarbeitung erfolgt lokal mit Daten, die in großen Rechenzentren verarbeitet werden. Die Zeit für die Datenübertragung kann das Spielerlebnis beeinträchtigen. 5G und Edge-Computing platzieren Daten-Hubs in der Nähe der Spielgeräte und sparen Rechenleistung für ein schnelleres Spielerlebnis.

Die Zukunft ist 5G Edge Computing

Da Kunden reaktionsschnellere datengestützte Dienste wie Spiele, VR/AR und autonome Fahrzeuge fordern, müssen Unternehmen ihre Netzwerke aufrüsten, um Geschwindigkeit und Bandbreite zu verbessern. Mit den kombinierten Fähigkeiten von 5G-Technologie und Edge-Computing können Unternehmen Netzwerkdienste grundlegend transformieren, um reaktionsschnelle und dynamische Netzwerke für IoT-Ökosysteme zu schaffen.

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Autor Bio: Jason Khoo

Jason ist Head of SEM bei SolidRun, einem weltweit führenden Entwickler von eingebetteten Systemen und Netzwerklösungen, der sich auf eine breite Palette energieeffizienter, leistungsstarker und flexibler Produkte konzentriert, die OEMs auf der ganzen Welt dabei helfen, die Anwendungsentwicklung zu vereinfachen und gleichzeitig die Herausforderungen bei der Bereitstellung zu meistern