Zasilanie odległej przyszłości: 5G i uczenie maszynowe na krawędzi

Przetwarzanie brzegowe stało się od pewnego czasu modnym hasłem i oznacza stopniowy trend sieciowy, który nie wykazuje oznak spowolnienia. Kilka ostatnich wydarzeń – w tym coraz powszechniejsze wdrażanie sieci 5G – połączyło się, aby wkomponować przetwarzanie brzegowe w plan działania technologii dla przedsiębiorstw, a także stworzyć zupełnie nową gamę przypadków użycia.

Od inteligentnych miast do Przemysłu 4.0

Oczywiście istnieje duże zainteresowanie przetwarzaniem brzegowym ze strony największych producentów i sprzedawców detalicznych na świecie. Od Amazon po Cisco, Google i Intel, a może nawet Microsoft i NVIDIA – na rynku dostępne są sprawdzone produkty, a w wielu przypadkach wysoce wyspecjalizowane asortymenty produktów, przeznaczone w szczególności dla rozwiązań brzegowych. Jest to samo w sobie coś w rodzaju zmiany w stosunku do zaledwie kilku lat temu, kiedy wdrożenia Edge zwykle wykorzystywały standardową infrastrukturę sieciową i sprzęt. Niedawny raport z ResearchAndMarkets.com szacuje, że przychody z infrastruktury przetwarzania brzegowego osiągną 17.9 miliarda dolarów do 2025 r., a dodatkowy miliard dolarów zostanie wydany na moduły optyczne i sieci w celu usprawnienia transportu danych.

Sieci brzegowe są często kojarzone z bardzo szeroką gamą zastosowań, od inteligentnych miast, w pełni zautomatyzowanych pojazdów po różnorodne aplikacje AI i ML, z których każda stanowi całą niszę. Powodem tego zakresu jest to, że sieci Edge skupiają się na dwóch kluczowych aspektach, które są dla nich istotne, a mianowicie niskim opóźnieniu i niezawodności. Przetwarzając dane na brzegu sieci, przydatne informacje można uzyskać natychmiast, a nie ze znacznym opóźnieniem w wyniku bardziej tradycyjnej kombinacji opóźnień sieci, przetwarzania w chmurze, analizy i wreszcie działania. Jest to szczególnie ważne w przypadku zastosowań Przemysłu 4.0, a także inteligentnych miast i samochodów autonomicznych – opóźnione reakcje ze względu na opóźnienia mogą w tych ostatnich przypadkach mieć wręcz niebezpieczne konsekwencje, a z drugiej strony znaczny wzrost kosztów.

Opóźnienie: Wróg numer jeden

Wyścig o minimalizację opóźnień bardzo dobrze wpływa na rozwój przyszłych sieci komunikacyjnych, w szczególności 5G – chociaż wyścig o rozwój opłacalnej łączności satelitarnej opartej na LEO może również skutkować łącznością o niskim opóźnieniu. Potencjał technologii 5G takich jak kształtowaniem wiązki oraz masywna technologia MIMO umożliwienie praktycznego zastosowania sieci brzegowych jest istotne.

Rezultatem jest szereg umów i partnerstw na wysokim szczeblu mających na celu opracowanie rozwiązań w zakresie technologii 5G i chmury brzegowej dla całego łańcucha wartości. Jednym z niedawnych przykładów są Google Cloud i Ericsson, które nawiązały współpracę w celu opracowania nowych rozwiązań w laboratorium Ericsson w Dolinie Krzemowej D-15 Labs, w tym pilotażowych aplikacji dla przedsiębiorstw na krawędzi w działającej sieci z włoskim operatorem telekomunikacyjnym TIM. Projekt ten ma na celu automatyzację funkcji podstawowej sieci 5G TIM, aplikacji opartych na chmurze i rozwiązań Google Cloud, według firm, skierowanych do sektorów motoryzacyjnego, transportowego i produkcyjnego.

Niedawno wzrosła popularność prywatnej, lokalnej usługi mobilnego przetwarzania brzegowego (MEC) firmy Verizon, skierowanej głównie do sektorów transportu i produkcji, na platformie Microsoft Azure. Oferta usług zarządzanych jest następstwem integracji prywatnej oferty 5G firmy Verizon na początku tego roku z usługami Amazon Web Services (AWS), ponieważ firma Verizon mocno pozycjonuje się jako dostawca usług łączności i ram IoT, umożliwiając przedsiębiorstwom wybór preferowanego dostawcy usług w chmurze.

W stronę NFV: 5G dodaje dodatkową wartość

Ta przepychanka o pozycję jest wskaźnikiem skali rynku – raport z badania Gartnera z 2018 r. rzeczywiście przewidywał, że odsetek danych generowanych przez przedsiębiorstwa przetwarzanych poza scentralizowanymi centrami danych lub chmurami wzrośnie z 10% w 2018 r. do 75% w 2025 r. Jak podkreśla Gartner w raporcie, łączność 5G stanie się kluczowym czynnikiem umożliwiającym przetwarzanie brzegowe, zwłaszcza ze względu na wymagania sztucznej inteligencji i uczenia maszynowego na brzegach. Technologie wbudowane w sieci 5G SA, takie jak dzielenie sieci, które pozwala na dedykowaną pojemność kluczowych aplikacji, okażą się niezbędne dla powodzenia sztucznej inteligencji/ML w szerszym kontekście Przemysłu 4.0.

Kolejną zasadniczą zmianą na tym rynku brzegowym może okazać się rozwój wirtualizacji funkcji sieciowych (NFV), która umożliwia przedsiębiorstwom konfigurowanie i rekonfigurowanie standardowego sprzętu na bieżąco, aby spełnić określone wymagania sprzętowe. Chociaż standardy ogólnobranżowe stanowią kluczową przeszkodę, istnieje kilka inicjatyw, które mają na celu przełamanie i ustanowienie szerszego konsensusu w sprawie takich sieci natywnych w chmurze. W szczególności grupa ds. specyfikacji branżowych ETSI NFV zdefiniowała w listopadzie 2020 r. plan działania określający, w jaki sposób kontenerowe funkcje sieci wirtualnej (VNF) mogą – i prawdopodobnie będą – być zarządzane w ramach NFV.

Edge: Siła przyszłości informatyki

Aplikacje obsługiwane przez brzegową sztuczną inteligencję i uczenie maszynowe, wzmocnione łącznością 5G i potencjalnie wzmocnione przez powstające platformy NFV są rzeczywiście przekonujące. Na przykład rosnące wykorzystanie autonomicznych pojazdów kierowanych (AGV) i zautomatyzowanych robotów mobilnych (AMR) w fabrykach i magazynach – szczególnie na końcu łańcucha dostaw – w szczególności na końcu łańcucha dostaw – powoduje upowszechnienie widzenia komputerowego i uczenia maszynowego we wdrożeniach brzegowych. Niskie opóźnienia i natychmiastowe przetwarzanie danych z czujnika i wideo mają kluczowe znaczenie dla zapewnienia marginesów bezpieczeństwa, a także optymalizacji i wydajności operacyjnej.

Choć sieć 5G SA jest wciąż na etapie wdrażania – poza licznymi sieciami prywatnymi, które podjęły ten krok – faktem pozostaje, że duzi gracze z branży mocno stawiają na 5G oraz przetwarzanie brzegowe i sieci jako kluczową siłę napędową rynku. Zdolność każdego przedsiębiorstwa do przetwarzania transakcji i przechowywania danych w pobliżu rzeczywistego źródła tych danych szybko stanie się kluczowym czynnikiem sukcesu Przemysłu 4.0, generując szereg dalszych korzyści, takich jak konserwacja predykcyjna, NFV i automatyzacja w świecie rzeczywistym.