Napędzanie odległej przyszłości: 5G i Machine Learning na krawędzi

Obliczenia na krawędzi były pewnego rodzaju buzzwordem przez jakiś czas, stopniowym trendem sieciowym, który nie wykazuje żadnych oznak spowolnienia. Kilka ostatnich rozwojów – w tym coraz bardziej powszechne wdrożenie sieci 5G – połączyło się, aby umocnić obliczenia na krawędzi w mapie technologicznej przedsiębiorstw, a także napędzić całą nową galaktykę przypadków użycia.

Od inteligentnych miast do Przemysłu 4.0

Oczywiście, istnieje duże zainteresowanie obliczeniami na krawędzi ze strony niektórych z największych producentów i detalistów na świecie. Od Amazon po Cisco, Google po Intel, przez Microsoft i NVIDIA, istnieją sprawdzone produkty na rynku i w wielu przypadkach bardzo ukierunkowane serie produktów, które koncentrują się na krawędzi w szczególności. Jest to samo w sobie pewnego rodzaju zmianą w porównaniu z kilkoma laty temu, kiedy wdrożenia na krawędzi wykorzystywały standardową infrastrukturę sieciową i sprzęt. Najnowszy raport z ResearchAndMarkets.com szacuje, że przychody z infrastruktury obliczeń na krawędzi sięgną 17,9 miliarda dolarów do 2025 roku, z dodatkowymi 1 miliardem dolarów za moduły optyczne i sieci, aby wesprzeć poprawiony transport danych.

Sieci na krawędzi są często kojarzone z bardzo szerokim zakresem aplikacji, od inteligentnych miast, w pełni zautomatyzowanych pojazdów i różnych aplikacji sztucznej inteligencji i maszynowego uczenia, które same w sobie stanowią całą niszę. Powodem tego zakresu jest to, że sieci na krawędzi koncentrują się na dwóch kluczowych aspektach, które są niezbędne dla tych aplikacji, czyli niskiej latencji i niezawodności. Przetwarzając dane na krawędzi sieci, można uzyskać użyteczne informacje natychmiast, zamiast opóźniać je znacznie przez tradycyjne połączenie latencji sieci, przetwarzania w chmurze, analizy i ostatecznie działania. Jest to szczególnie ważne dla aplikacji Przemysłu 4.0, a także inteligentnych miast i samochodów bez kierowcy – opóźnione odpowiedzi z powodu latencji mogą mieć wręcz niebezpieczne implikacje w tych przypadkach, a także znaczne zwiększenia kosztów w innych.

Latencja: Wróg numer jeden

Ten wyścig, aby zminimalizować latencję, bardzo dobrze współgra z rozwojem przyszłych sieci komunikacyjnych, szczególnie 5G – choć wyścig, aby rozwijać oparty na satelitach LEO łączność niskiej latencji, może również doprowadzić do łączności niskiej latencji. Potencjał technologii 5G, takich jak kierunkowe formowanie wiązki i technologia MIMO o dużej skali, aby umożliwić praktyczne zastosowanie sieci na krawędzi, jest znaczący.

Wynikiem jest lawina wysoko poziomowych umów i partnerstw w celu rozwoju rozwiązań 5G i chmury na krawędzi dla całej łańcuchu wartości. Jednym z niedawnych przykładów jest Google Cloud i Ericsson, które zawarły partnerstwo w celu rozwoju nowych rozwiązań w laboratoriach Ericssona w Dolinie Krzemowej, w tym pilotażu aplikacji przedsiębiorstw na krawędzi w sieci na żywo z włoskim operatorem telekomunikacyjnym TIM. Ten projekt ma na celu zautomatyzowanie funkcji rdzenia sieci 5G TIM, aplikacji opartych na chmurze i rozwiązań Google Cloud, ukierunkowanych na sektory motoryzacyjny, transportowy i produkcyjny, zgodnie z oświadczeniami firm.

Głównie ukierunkowane na sektory transportowy i produkcyjny, usługa prywatnej, lokalnej obliczeniowej na krawędzi (MEC) Verizon z platformą Microsoft Azure została niedawno uruchomiona. Zarządzana usługa wynika z integracji oferty prywatnej 5G Verizon z Amazon Web Services (AWS) na początku tego roku, podczas gdy Verizon pozycjonuje się jako dostawca łączności i ramienia IoT, umożliwiając przedsiębiorstwom wybór preferowanego dostawcy chmury.

Ku NFV: 5G dodaje dodatkową wartość

To zderzenie się o pozycję jest wskaźnikiem skali rynku – rzeczywiście, raport badawczy Gartnera z 2018 roku przewidywał, że udział danych generowanych przez przedsiębiorstwa, które są przetwarzane poza scentralizowanymi centrami danych lub chmurami, wzrośnie z 10% w 2018 roku do 75% do 2025 roku. Jak podkreśla Gartner w raporcie, łączność 5G ma być kluczowym czynnikiem umożliwiającym obliczenia na krawędzi, nie tylko ze względu na wymagania sztucznej inteligencji i maszynowego uczenia na krawędzi. Technologie wbudowane w sieci 5G SA, takie jak sieciowanie, które pozwala na poświęcenie pojemności dla kluczowych aplikacji, okaże się niezbędne do sukcesu AI/ML w szerszym kontekście Przemysłu 4.0.

Inna fundamentalna zmiana na tym rynku na krawędzi może okazać się rozwój wirtualizacji funkcji sieciowych (NFV), która umożliwia przedsiębiorstwom konfigurowanie i rekonfigurowanie standardowego sprzętu na żywo, aby spełnić określone wymagania sprzętowe. Chociaż standardy branżowe są kluczowym przeszkodą, istnieją kilka inicjatyw, które starają się przełamać i ustanowić szerszy konsensus wokół takich chmurowych sieci. W szczególności grupa specyfikacji przemysłowych ETSI NFV zdefiniowała mapę drogową w listopadzie 2020 roku, która określa, jak konteneryzowane wirtualne funkcje sieciowe (VNF) mogą – i prawdopodobnie będą – zarządzane w ramach NFV.

Krawędź: Napędzanie przyszłości obliczeń

Aplikacje umożliwione przez AI i ML na krawędzi, umocnione łącznością 5G i potencjalnie wsparte przez rozwijające się ramy NFV, są naprawdę kuszące. Na przykład, rosnące wykorzystanie autonomicznych pojazdów przewoźnych (AGV) i zautomatyzowanych robotów mobilnych (AMR) w fabrykach i magazynach – szczególnie na etapie realizacji łańcucha dostaw – napędzają wdrożenie widzenia komputerowego i ML w wdrożeniach na krawędzi. Niska latencja i natychmiastowe przetwarzanie danych czujników i wideo jest kluczowe, aby zapewnić marginesy bezpieczeństwa, a także napędzać optymalizację i efektywność operacyjną.

Chociaż 5G SA jest nadal w fazie wdrożenia – poza licznymi sieciami prywatnymi, które zdecydowały się na ten krok – pozostaje fakt, że duzi gracze branżowi stawiają duże pieniądze na 5G i obliczenia na krawędzi jako kluczowy czynnik rynkowy. Możliwość dla każdego przedsiębiorstwa, aby przetwarzać transakcje i przechowywać dane w pobliżu rzeczywistego źródła tych danych, szybko stanie się kluczowym wskaźnikiem sukcesu Przemysłu 4.0, wywołując szereg korzyści, takich jak konserwacja predykcyjna, NFV i rzeczywista automatyka.