Infrastruttura di rete e 5G: l'edge computing migliora l'elaborazione dei dati, riduce la latenza e migliora l'esperienza del cliente

I dispositivi Internet of Things (IoT) non sono nuovi, ma hanno visto un'adozione diffusa sia nelle applicazioni consumer che in quelle aziendali. Man mano che questi dispositivi diventano più comuni, sono emerse crescenti preoccupazioni su come gestirli e supportare gli ecosistemi IoT.

Fortunatamente, il 5G e l'edge computing offrono una potente soluzione combinata per sfruttare la potenza dei dispositivi IoT e consentire alle aziende di espandere il proprio sistema e accedere e analizzare elevati volumi di dati.

Cos'è il 5G?

Il 5G è lo standard di quinta generazione per le reti cellulari a banda larga e la più recente tecnologia cellulare. Con velocità fino a 100 volte quella del 4G, il 5G sta creando nuove opportunità per le aziende di sfruttare la potenza dei dati.

Offrendo molto più della semplice velocità, il 5G è in grado di trasmettere dati utilizzando segnali sia a media che ad alta frequenza. L'attuale tecnologia cellulare utilizza esclusivamente lo spettro della banda bassa, inviando segnali su lunghe distanze. Anche se questo è prezioso, le trasmissioni a bassa frequenza occupano molta larghezza di banda. Il traffico può diventare rapidamente sovraffollato, con ripercussioni sulle prestazioni.

I segnali ad alta frequenza occupano meno larghezza di banda e forniscono volumi di dati più elevati, ma non possono essere trasportati su lunghe distanze come i segnali a bassa frequenza e non possono superare ostacoli come gli edifici.

Utilizzando più spettri, il 5G può utilizzare il meglio sia della portata che della larghezza di banda. Le bande basse gestiscono la distanza mentre le bande alte trasmettono rapidamente i dati all'utente finale. È possibile utilizzare più dispositivi contemporaneamente senza influire sulle prestazioni o creare troppo traffico di rete.

Cos'è l'Edge Computing?

Nella maggior parte delle reti convenzionali, i dati vengono archiviati, gestiti e analizzati in una posizione centrale. I dati arrivano ai margini della rete, tuttavia, vicino ai dispositivi IoT e agli utenti finali. Quando i dati sono necessari, vengono trasferiti al core della rete per l'archiviazione, l'elaborazione e l'analisi, quindi le risposte vengono inviate ai dispositivi e agli utenti finali. Ciò crea notevoli ritardi nel transito che possono avere un impatto sulle attività mission-critical.

L'edge computing è una potente soluzione a queste sfide. Spostando i processi chiave all'edge della rete, piuttosto che al core, l'edge computing può migliorare problemi come la latenza e le scarse prestazioni della rete. Funziona anche con i dispositivi IoT abilitati con l'autoelaborazione dei dati, consentendo a un minor numero di processi di spostarsi al core della rete.

Naturalmente, il più grande vantaggio dell'edge computing è che l'elaborazione e l'analisi dei dati avvengono all'edge della rete, vicino a dove sono necessarie le informazioni dettagliate. Un vantaggio secondario è che l'edge computing riduce il traffico complessivo e migliora la larghezza di banda.

Inoltre, l'edge computing consente di elaborare i dati negli edge data center o sui dispositivi, creando reti più resilienti. Questi centri possono compilare, elaborare e analizzare i dati in posizioni isolate, proteggendo il resto della rete in caso di guasto di una sezione o di un componente.

5G ed Edge Computing insieme

Singolarmente, sia il 5G che l'edge computing consentono alle reti di offrire prestazioni migliori per le reti IoT. Insieme, le loro capacità complementari possono fornire reti di alto livello e potenziare la trasformazione digitale per le aziende.

I dispositivi IoT richiedono molta connettività per essere efficaci. Con la giusta connettività, i dispositivi IoT possono trasmettere rapidamente elevati volumi di dati e alcuni dispositivi abilitati all'IoT possono archiviare ed elaborare dati localmente e comunicare informazioni ai dispositivi vicini.

Il 5G e l'edge computing lavorano insieme per migliorare le reciproche capacità. Il 5G espande la tecnologia cellulare esistente per la trasmissione di dati a lunga distanza, ma non riesce a mantenere i livelli di connettività necessari per l'efficienza dell'IoT. L'edge computing elabora i dati nelle vicinanze, ma non ha la trasmissione a lunga distanza.

Insieme, colmano il divario e consentono ai dispositivi IoT di raggiungere e mantenere elevati livelli di connettività ai margini della rete, trasmettendo enormi quantità di dati in pochi secondi.

Con l'aumento dell'adozione del 5G, i data center perimetrali e i dispositivi abilitati all'IoT possono creare posizioni di elaborazione per la raccolta, l'elaborazione e l'analisi dei dati all'edge senza latenza. Ciò crea l'interconnettività delle reti 5G ai margini della rete per elaborare i dati, fornire analisi mission-critical e dare priorità alle informazioni che devono tornare al data core basato sul cloud.

Casi d'uso emergenti

L'edge computing può migliorare la promessa del 5G in molti casi d'uso emergenti, tra cui:

• Banda larga mobile e RAN aperta: il servizio a banda larga mobile è un caso d'uso 4G significativo e uno dei primi casi d'uso 5G. Il servizio eMBB 5G offre un miglioramento della velocità della banda larga fino a 100 volte superiore rispetto al 4G, in particolare nelle bande ad alta frequenza. Crea inoltre standard RAN aperti e implementazione per un ecosistema di operazioni mobili diversificato.
• VR/AR: poiché la tecnologia VR/AR viene ampiamente adottata, avrà bisogno del 5G e dell'edge computing per una migliore resa delle immagini vicino all'utente finale e una bassa latenza per prestazioni migliori.
• Veicoli autonomi e connessi: il 5G e l'edge computing possono supportare più dispositivi e sensori per fornire informazioni rapide e in tempo reale per i veicoli a guida autonoma, oltre a consentire ai veicoli di comunicare con i veicoli vicini.
• Droni: la potenza di calcolo integrata limita la velocità e l'agilità dei droni, ma l'edge computing con 5G può offrire attività integrate, completamente scaricate sull'edge e parzialmente scaricate su un server perimetrale per dare priorità all'elaborazione delle immagini, alla navigazione e alla comunicazione.
• Telechirurgia: la chirurgia remota richiede un'enorme quantità di elaborazione dei dati su una rete ad alta velocità con un ritardo minimo e un'elevata larghezza di banda della rete. Il 5G e l'edge computing consentono la trasmissione di video medici in tempo reale con controlli di qualità per ritardo, controllo del jitter e throughput.
• Robotica medica: la robotica medica non è una novità, ma il 5G e l'edge computing per i dispositivi IoT e l'IA possono migliorare i processi di formazione e fornire soluzioni sanitarie remote in tempo reale.
• Gioco online multiplayer in tempo reale: l'elaborazione del gioco viene eseguita localmente con i dati elaborati in grandi data center. Il tempo per il transito dei dati può degradare l'esperienza di gioco. Il 5G e l'edge computing mettono gli hub dati vicino ai dispositivi di gioco, risparmiando potenza di elaborazione per un'esperienza di gioco più veloce.

Il futuro è l'edge computing 5G

Poiché i clienti richiedono servizi abilitati ai dati più reattivi, come giochi, VR/AR e veicoli autonomi, le aziende dovranno aggiornare le proprie reti per migliorare velocità e larghezza di banda. Con le capacità combinate della tecnologia 5G e dell'edge computing, le aziende possono trasformare radicalmente i servizi di rete per creare reti reattive e dinamiche per gli ecosistemi IoT.

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Biografia dell'autore: Jason Khoo

Jason è il capo del SEM di SolidRun, uno sviluppatore leader mondiale di sistemi embedded e soluzioni di rete, focalizzato su un'ampia gamma di prodotti efficienti dal punto di vista energetico, potenti e flessibili che aiutano gli OEM di tutto il mondo a semplificare lo sviluppo di applicazioni superando le sfide di implementazione