Edge computing: Az 5G és Ethernet hatása
A nagysebességű kommunikáció és az „edge computing” (peremhálózati számítástechnika) – szorosan összefonódnak – nem lehetnek meg egymás nélkül. Az Ethernet biztosítja a lehető leggyorsabb adatátvitelt a csomópontok között, míg az „edge computing” lehetővé teszi az 5G telekommunikációs szabvány teljesítménycéljainak megvalósítását.
Még ha elméletileg lehetséges is, hogy minden hálózati eszköz saját intelligenciával és elegendő feldolgozási kapacitással rendelkezzen, a félvezető technológia gyors fejlődésének köszönhetően még mindig nem észszerű. Először is, ennek a költsége megfizethetetlen lenne; másodszor, sok alkalmazás több forrásból gyűjt adatot. Egy példa erre a megelőző karbantartás (preventive maintenance) ipari környezetben: az analitikai program csak akkor képes előre jelezni az alkatrész meghibásodását, ha az információkat – mint a hőmérséklet, a rezgés, vagy energiafogyasztás – a berendezés megfelelő pontjain elhelyezett szenzorok szolgáltatják.
Ezért gyűjtik és dolgozzák fel az adatokat egy csomópontban – és ha szükséges, egy „mini adatközpontban”. Az ilyen hálózati architektúra elnevezése gyakran „fog computing” (ködszámítás), míg mások ezt még mindig „edge computing”-nak tekintik. A lényeg azonban ugyanaz, az itt futó alkalmazások nagy számítási igénnyel rendelkeznek, amely segítségével a szenzorok, beavatkozók vagy más egyéb eszközök adatai valós időben továbbíthatók a mini adatközpontba.
Gyorsítás az Ethernet segítségével
Az elmúlt években az Ethernet számos területen – gyárakban, járművekben vagy épületekben – bizonyította képességeit.
A hagyományos buszrendszerekkel összehasonlítva az Ethernet nagyobb sebességgel, nagyobb adatmennyiségek jobb kezelhetőségével és alacsonyabb költségekkel rendelkezik a technológia magas energiahatékonyságának köszönhetően, nem beszélve annak rugalmas és gazdaságos sávszélesség-lehetőségeiről. Manapság az Ethernet protokollok optikai szálas kábelek segítségével akár 400 Gb/s sebességet is lehetővé tesznek. Ipari alkalmazásokhoz valósidejű Ethernet és ipari Ethernet opciókat fejlesztettek ki, amelyek a lehető legkisebb késleltetéssel működnek.
Az Ethernet technológia fejlesztésére létrehozott Ethernet Alliance ipari konzorcium elnöke, John D’Ambrosia szerint: „Az Ethernet magában foglalja a technológiák élénk ökoszisztémáját, zökkenőmentesen integrálódik, hogy biztosítsa a feltörekvő piacok és alkalmazások által igényelt robusztus összeköttetést. A hálózatok egyre nagyobbá és gyorsabbá válásával az Ethernet sikeresen felel meg a hálózatgyártók kihívásainak. Az Ethernet nemcsak a következő generációs hálózatok támogatásához szükséges potenciállal rendelkezik, hanem elég fejlett ahhoz, hogy ezt megbízhatóan és költséghatékonyan tudja megtenni”. Ennek megfelelően a konzorcium feltételezi, hogy néhány év alatt 800 Gb/s sebesség, vagy a másodpercenkénti 1,6 Tb sebesség is lehetővé válik.
Mobilkommunikációs szabvány az IoT-re
Az Ethernet-en keresztül hálózatba csatlakoztatott eszközök és csomópontok összeköttetése a felhővel ezután szélessávú kábelekkel vagy – mobilalkalmazások esetében – mobiltelefon-infrastruktúrán keresztül létesül. A felhő rendkívül rugalmas, méretezhető erőforrásokat és szolgáltatásokat, például tároló vagy (nem időkritikus) számítási teljesítményt biztosít a központi adatközpontokban. Ugyanakkor a jövőben hálózatba kapcsolt eszközök nagy számát már a mai adatátviteli rendszerek korlátozzák, legalábbis a mobilalkalmazásokhoz szükséges vezeték nélküli technológiákat illetően. Hiszen a ma elérhető leggyorsabb mobilkommunikációs hálózat – LTE vagy 4G – csak 2000 aktív eszközt képes támogatni egy négyzetkilométeres területen belül.
A tárgyak internete (IoT) hálózatba kapcsolt készülékeinek folyamatos növekedése azonban aktívabb kapcsolatokat tesz szükségessé. A megoldás az 5G szabványban rejlik, amely akár 100 000 aktív eszközt képes támogatni négyzetkilométerenként, és ez a szám a jövőben akár 1 millióra is nőhet. Ennek ellenére akár 5 Gb/s adatátviteli sebességgel is az 5G csak az „edge computing” kombinációjában működhet. Egyrészt, ha a jövőben a hálózati eszközök hatalmas számban működnének, akkor a mobilkommunikációs hálózat egyszerűen túlterheltté válna, amikor az összes érintett adatot elküldenék a feldolgozásra szánt felhőhöz. Másrészt, az olyan alkalmazások, mint az autonóm vezetés vagy az Ipar 4.0, 10 ms-nál rövidebb késleltetési időt igényelnek, némelyikük igénye már csak 1 ms. Ezen válaszidők elérése érdekében az 5G fizikai átviteli távolsága sem lehet túl messze.
Mini adatközpont minden mobiltornyon
Ez az, amiért az 5G szolgáltatók az adatközpontokat mobilkommunikációs hálózataik szélén helyezik el; többé-kevésbé közvetlenül az 5G antennánál. Ez lehetővé teszi számukra az alacsony késleltetési időt igénylő alkalmazások és szolgáltatások biztosítását. Ugyanakkor csökkenthetik az adatforgalom mennyiségét, amelyet vissza kell juttatni a törzshálózathoz. Ez mérsékli az adatátviteli költségeket – röviden: az „edge computing” pénzt takarít meg a mobilkommunikációs szolgáltatók számára. Ez a fogyasztók általános mobilfelhasználói élményének javulásához is vezet: az alacsony késleltetés a mobilkommunikációs hálózatokon belüli válasz érzékelhető gyorsulását eredményezi. Például, ha a TV-műsorokat és a filmeket ideiglenesen pufferolják a peremen, akkor a video streaming a mobileszközökön szinte azonnal megkezdődhet. Egyszerűen fogalmazva: az 5G nem képes elérni a nagyon alacsony késleltetésű és hatalmas szélessávú internetcélokat az „edge computing” nélkül.
Az EBV több mint egy félvezető disztribútor, erős mérnöki bázisa segítségével hardveres, szoftveres és architekturális kérdésekben is segítséget tud nyújtani, akár már a koncepciófázisban.
EBV Elektronik Kft.
Gnyálin István
1117 Budapest, Budafoki út 91–93.
Tel.: +36 30 470 3496
E-mail: Ez az e-mail-cím a szpemrobotok elleni védelem alatt áll. Megtekintéséhez engedélyeznie kell a JavaScript használatát.
www.ebv.com
