Сетевая инфраструктура и 5G: периферийные вычисления улучшают обработку данных, сокращают задержки и улучшают качество обслуживания клиентов

Устройства Интернета вещей (IoT) не новы, но они получили широкое распространение как в потребительских, так и в бизнес-приложениях. По мере того как эти устройства становятся все более распространенными, растет озабоченность по поводу того, как ими управлять и поддерживать экосистемы IoT.

К счастью, 5G и периферийные вычисления предлагают мощное комбинированное решение для использования возможностей устройств IoT и позволяют компаниям расширять свою систему, получать доступ к большим объемам данных и анализировать их.

Что такое 5G?

5G — это стандарт пятого поколения для широкополосных сотовых сетей и новейшая технология сотовой связи. Благодаря скорости, в 100 раз превышающей скорость 4G, 5G открывает для предприятий новые возможности для использования возможностей данных.

Предлагая гораздо больше, чем просто скорость, 5G способен передавать данные, используя как среднечастотные, так и высокочастотные сигналы. Современные технологии сотовой связи используют исключительно низкочастотный спектр, посылая сигналы на большие расстояния. Хотя это ценно, низкочастотные передачи занимают большую полосу пропускания. Трафик может быстро переполниться, что повлияет на производительность.

Высокочастотные сигналы занимают меньшую полосу пропускания и передают большие объемы данных, но они не могут передаваться на большие расстояния, как низкочастотные сигналы, и не могут преодолевать препятствия, такие как здания.

Используя несколько спектров, 5G может максимально использовать как дальность, так и пропускную способность. Низкие полосы пропускают расстояние, в то время как высокие полосы быстро передают данные конечному пользователю. Одновременно можно использовать больше устройств, не влияя на производительность и не создавая слишком много сетевого трафика.

Что такое граничные вычисления?

В большинстве традиционных сетей данные хранятся, управляются и анализируются централизованно. Однако данные поступают на границе сети, но рядом с устройствами IoT и конечными пользователями. Когда данные необходимы, они передаются в ядро ​​сети для хранения, обработки и анализа, а затем ответы отправляются на устройства и конечным пользователям. Это создает значительные задержки в пути, которые могут повлиять на критически важные задачи.

Пограничные вычисления — мощное решение этих проблем. Перемещая ключевые процессы на периферию сети, а не на ядро, граничные вычисления могут решить такие проблемы, как задержка и низкая производительность сети. Это также работает с устройствами IoT, поддерживающими самообработку данных, что позволяет меньшему количеству процессов перемещаться в ядро ​​​​сети.

Естественно, самым большим преимуществом граничных вычислений является то, что обработка данных и аналитика происходят на границе сети, близко к тому месту, где необходимы аналитические данные. Вторым преимуществом является то, что граничные вычисления сокращают общий трафик и улучшают пропускную способность.

Кроме того, граничные вычисления позволяют обрабатывать данные в периферийных центрах обработки данных или на устройствах, создавая более отказоустойчивые сети. Эти центры могут собирать, обрабатывать и анализировать данные в изолированных местах, защищая остальную часть сети, если какой-либо раздел или компонент выйдет из строя.

5G и граничные вычисления вместе

По отдельности как 5G, так и граничные вычисления позволяют сетям обеспечивать более высокую производительность для сетей IoT. Вместе их взаимодополняющие возможности могут создавать высокоуровневые сети и обеспечивать цифровую трансформацию бизнеса.

Устройства IoT нуждаются в большом количестве подключений, чтобы быть эффективными. При правильном подключении устройства IoT могут быстро передавать большие объемы данных, а некоторые устройства с поддержкой IoT могут хранить и обрабатывать данные локально и передавать информацию на расположенные поблизости устройства.

5G и периферийные вычисления работают вместе, чтобы расширить возможности друг друга. 5G расширяет существующие технологии сотовой связи для передачи данных на большие расстояния, но не может поддерживать уровни подключения, необходимые для эффективности IoT. Пограничные вычисления обрабатывают данные рядом, но не имеют возможности передачи на большие расстояния.

Вместе они устраняют разрыв и позволяют устройствам IoT достигать и поддерживать высокий уровень подключения на границе сети, передавая огромные объемы данных за считанные секунды.

По мере распространения 5G периферийные центры обработки данных и устройства с поддержкой IoT могут создавать места обработки для сбора, обработки и анализа данных на периферии без задержки. Это создает взаимосвязь сетей 5G на границе сети для обработки данных, предоставления критически важной аналитики и определения приоритетов информации, которая должна вернуться к облачному ядру данных.

Новые варианты использования

Пограничные вычисления могут расширить возможности 5G во многих новых случаях использования, в том числе:

• Мобильный широкополосный доступ и открытая RAN. Услуга мобильного широкополосного доступа является важным вариантом использования 4G и одним из первых вариантов использования 5G. Услуга 5G eMBB обеспечивает увеличение скорости широкополосного доступа до 100 раз по сравнению с 4G, особенно в высокочастотных диапазонах. Он также создает открытые стандарты RAN и развертывает разнообразную экосистему мобильных операций.
• VR/AR: поскольку технология VR/AR получает широкое распространение, ей потребуются 5G и периферийные вычисления для лучшего рендеринга изображений рядом с конечным пользователем и низкая задержка для повышения производительности.
• Автономные и подключенные транспортные средства: 5G и периферийные вычисления могут поддерживать большее количество устройств и датчиков, чтобы предоставлять быстрые аналитические данные в режиме реального времени для беспилотных транспортных средств, а также позволяют транспортным средствам связываться с находящимися поблизости транспортными средствами.
• Дроны: встроенная вычислительная мощность ограничивает скорость и гибкость дронов, но граничные вычисления с 5G могут предлагать бортовые, полностью выгруженные на периферию и частично перенесенные задачи на пограничный сервер для определения приоритетов обработки изображений, навигации и связи.
• Телехирургия: удаленная хирургия требует обработки огромного количества данных по высокоскоростной сети с минимальной задержкой и высокой пропускной способностью сети. 5G и периферийные вычисления позволяют передавать медицинское видео в режиме реального времени с контролем качества для задержки, контроля джиттера и пропускной способности.
• Медицинская робототехника. Медицинская робототехника не нова, но 5G и периферийные вычисления для устройств IoT и ИИ могут улучшить процессы обучения и предоставить решения для удаленного здравоохранения в режиме реального времени.
• Многопользовательские онлайн-игры в реальном времени: обработка игр выполняется локально, а данные обрабатываются в крупных центрах обработки данных. Время передачи данных может ухудшить игровой процесс. 5G и периферийные вычисления размещают концентраторы данных рядом с игровыми устройствами, экономя вычислительную мощность для более быстрого игрового процесса.

Будущее — за периферийными вычислениями 5G

Поскольку клиентам требуются более оперативные услуги с поддержкой данных, такие как игры, виртуальная/дополненная реальность и автономные транспортные средства, предприятиям необходимо будет модернизировать свои сети, чтобы повысить скорость и пропускную способность. Благодаря объединенным возможностям технологии 5G и периферийных вычислений предприятия могут коренным образом преобразовать сетевые услуги для создания гибких и динамичных сетей для экосистем IoT.

—

Биография автора: Джейсон Кху

Джейсон является руководителем отдела SEM в SolidRun, ведущем мировом разработчике встраиваемых систем и сетевых решений, ориентированном на широкий спектр энергоэффективных, мощных и гибких продуктов, которые помогают OEM-производителям по всему миру упростить разработку приложений и решить проблемы с развертыванием.