Infrastruktura sieciowa i 5G: przetwarzanie brzegowe usprawnia przetwarzanie danych, zmniejsza opóźnienia i poprawia jakość obsługi klienta

Urządzenia Internetu rzeczy (IoT) nie są nowe, ale są szeroko stosowane zarówno w zastosowaniach konsumenckich, jak i biznesowych. Ponieważ urządzenia te stają się coraz bardziej powszechne, pojawiły się coraz większe obawy dotyczące zarządzania nimi i wspierania ekosystemów IoT.

Na szczęście 5G i przetwarzanie brzegowe oferują potężne połączone rozwiązanie, które pozwala wykorzystać moc urządzeń IoT i umożliwić firmom rozszerzenie ich systemu oraz dostęp i analizę dużych ilości danych.

Co to jest 5G?

5G to standard piątej generacji dla szerokopasmowych sieci komórkowych i najnowsze osiągnięcie technologii komórkowej. Dzięki prędkościom do 100 razy większym niż 4G, 5G stwarza firmom nowe możliwości wykorzystania mocy danych.

Oferując znacznie więcej niż tylko prędkość, 5G jest w stanie przesyłać dane za pomocą sygnałów zarówno o średniej, jak i wysokiej częstotliwości. Obecna technologia komórkowa wykorzystuje wyłącznie widmo dolnego pasma, wysyłając sygnały na duże odległości. Chociaż jest to cenne, transmisje o niskiej częstotliwości zajmują dużo przepustowości. Ruch może szybko zostać przepełniony, co ma wpływ na wydajność.

Sygnały o wysokiej częstotliwości zajmują mniejszą przepustowość i dostarczają większe ilości danych, ale nie mogą przenosić się na duże odległości, jak sygnały o niskiej częstotliwości, i nie mogą omijać przeszkód, takich jak budynki.

Wykorzystując wiele widm, 5G może wykorzystać to, co najlepsze zarówno w zakresie, jak i przepustowości. Niskie pasma obsługują odległość, podczas gdy wysokie pasma szybko przesyłają dane do użytkownika końcowego. Więcej urządzeń może być używanych jednocześnie bez wpływu na wydajność lub tworzenia zbyt dużego ruchu w sieci.

Co to jest przetwarzanie brzegowe?

W większości konwencjonalnych sieci dane są przechowywane, zarządzane i analizowane w centralnej lokalizacji. Dane docierają jednak na obrzeżach sieci, blisko urządzeń IoT i użytkowników końcowych. Gdy potrzebne są dane, są one przesyłane do rdzenia sieci w celu przechowywania, przetwarzania i analizy, a następnie do urządzeń i użytkowników końcowych wysyłane są odpowiedzi. Powoduje to znaczne opóźnienia w tranzycie, które mogą wpłynąć na zadania o znaczeniu krytycznym.

Przetwarzanie brzegowe to potężne rozwiązanie tych wyzwań. Przenosząc kluczowe procesy na brzeg sieci, a nie na rdzeń, przetwarzanie brzegowe może poprawić problemy, takie jak opóźnienia i słaba wydajność sieci. Działa to również z urządzeniami IoT, które obsługują samoobsługę danych, co pozwala na przeniesienie mniejszej liczby procesów do rdzenia sieci.

Oczywiście największą zaletą przetwarzania brzegowego jest to, że przetwarzanie i analiza danych odbywają się na brzegu sieci, blisko miejsca, w którym potrzebne są informacje. Drugą zaletą jest to, że przetwarzanie brzegowe zmniejsza ogólny ruch i poprawia przepustowość.

Ponadto przetwarzanie brzegowe umożliwia przetwarzanie danych w centrach danych brzegowych lub na urządzeniach, tworząc bardziej odporne sieci. Centra te mogą kompilować, przetwarzać i analizować dane w odizolowanych lokalizacjach, chroniąc resztę sieci w przypadku awarii jakiejkolwiek sekcji lub komponentu.

Połączenie 5G i Edge Computing

Indywidualnie, zarówno 5G, jak i przetwarzanie brzegowe umożliwiają sieciom zapewnianie lepszej wydajności sieci IoT. Razem ich uzupełniające się możliwości mogą zapewnić sieci wysokiego poziomu i wspomagać cyfrową transformację w firmach.

Urządzenia IoT potrzebują dużo łączności, aby były skuteczne. Dzięki odpowiedniej łączności urządzenia IoT mogą szybko przesyłać duże ilości danych, a niektóre urządzenia obsługujące IoT mogą przechowywać i przetwarzać dane lokalnie oraz przekazywać informacje do urządzeń znajdujących się w pobliżu.

5G i przetwarzanie brzegowe współpracują ze sobą, aby wzajemnie zwiększać swoje możliwości. 5G rozszerza istniejącą technologię komórkową do transmisji danych na duże odległości, ale nie może utrzymać poziomu łączności wymaganego do wydajności IoT. Przetwarzanie brzegowe przetwarza dane znajdujące się w pobliżu, ale nie zapewnia transmisji na duże odległości.

Razem wypełniają lukę i pozwalają urządzeniom IoT osiągnąć i utrzymać wysoki poziom łączności na brzegu sieci, przesyłając ogromne ilości danych w ciągu kilku sekund.

Wraz ze wzrostem adopcji 5G, centra danych brzegowych i urządzenia obsługujące IoT mogą tworzyć lokalizacje przetwarzania do gromadzenia, przetwarzania i analizowania danych na brzegu bez opóźnień. Stwarza to łączność sieci 5G na brzegu sieci w celu przetwarzania danych, dostarczania analiz o znaczeniu krytycznym i nadawania priorytetu informacjom, które muszą wrócić do rdzenia danych w chmurze.

Pojawiające się przypadki użycia

Przetwarzanie brzegowe może zwiększyć obietnicę 5G w wielu nowych przypadkach zastosowań, w tym:

• Mobilna łączność szerokopasmowa i otwarta sieć RAN: Mobilna usługa szerokopasmowa jest ważnym przypadkiem użycia 4G i jednym z pierwszych przypadków użycia 5G. Usługa eMBB 5G zapewnia nawet 100-krotne zwiększenie szybkości łącza szerokopasmowego w porównaniu z 4G, szczególnie w pasmach wysokiej częstotliwości. Tworzy również otwarte standardy RAN i wdraża dla zróżnicowanego ekosystemu operacji mobilnych.
• VR/AR: Ponieważ technologia VR/AR staje się powszechnie stosowana, będzie potrzebować 5G i obliczeń brzegowych w celu lepszego renderowania obrazu blisko użytkownika końcowego i małych opóźnień dla lepszej wydajności.
• Pojazdy autonomiczne i połączone: 5G i przetwarzanie brzegowe może obsługiwać więcej urządzeń i czujników, aby zapewnić szybki wgląd w czasie rzeczywistym dla autonomicznych pojazdów, a także umożliwić pojazdom komunikację z pojazdami znajdującymi się w pobliżu.
• Drony: Wbudowana moc obliczeniowa ogranicza prędkość i zwinność dronów, ale przetwarzanie brzegowe z 5G może oferować wbudowane, w pełni odciążone na brzegu i częściowo odciążane zadania na serwerze brzegowym, aby priorytetowo traktować przetwarzanie obrazu, nawigację i komunikację.
• Telechirurgia: Zdalna chirurgia wymaga ogromnej ilości przetwarzania danych w szybkiej sieci z minimalnym opóźnieniem i dużą przepustowością sieci. 5G i przetwarzanie brzegowe umożliwiają transmisję wideo medycznego w czasie rzeczywistym z kontrolą jakości opóźnienia, kontroli jittera i przepustowości.
• Robotyka medyczna: Robotyka medyczna nie jest nowa, ale 5G i przetwarzanie brzegowe dla urządzeń IoT i AI mogą usprawnić procesy szkoleniowe i zapewnić rozwiązania zdalnej opieki zdrowotnej w czasie rzeczywistym.
• Gry online dla wielu graczy w czasie rzeczywistym: Przetwarzanie gier odbywa się lokalnie z danymi przetwarzanymi w dużych centrach danych. Czas przesyłania danych może pogorszyć wrażenia z gry. Sieci 5G i przetwarzanie brzegowe umieszczają koncentratory danych w pobliżu urządzeń do gier, oszczędzając moc obliczeniową dla szybszego grania.

Przyszłość to 5G Edge Computing

Ponieważ klienci wymagają bardziej responsywnych usług obsługujących dane, takich jak gry, VR/AR i pojazdy autonomiczne, firmy będą musiały zmodernizować swoje sieci, aby poprawić prędkość i przepustowość. Dzięki połączonym możliwościom technologii 5G i przetwarzania brzegowego firmy mogą fundamentalnie przekształcić usługi sieciowe w celu tworzenia responsywnych i dynamicznych sieci dla ekosystemów IoT.

—

Biografia autora: Jason Khoo

Jason jest szefem SEM w firmie SolidRun, która jest wiodącym światowym producentem systemów wbudowanych i rozwiązań sieciowych, skupiającym się na szerokiej gamie energooszczędnych, wydajnych i elastycznych produktów, które pomagają producentom OEM na całym świecie uprościć tworzenie aplikacji przy jednoczesnym pokonywaniu wyzwań wdrożeniowych