Quantumrun

KREDIT OBRAZU:

iStock

Spolehlivost a nízká latence: Hledání okamžitého připojení

Společnosti zkoumají řešení, jak snížit latenci a umožnit zařízením komunikovat s nulovým zpožděním.

Autor:
jméno autora
Quantumrun Foresight
2. prosince 2022

Shrnutí statistik

Latence je doba, kterou trvá přenos dat z jednoho místa na druhé, v rozmezí od asi 15 milisekund do 44 milisekund v závislosti na síti. Různé protokoly však mohou tuto rychlost výrazně snížit na pouhou jednu milisekundu. Mezi dlouhodobé důsledky snížené latence by mohlo patřit zvýšené zavádění rozšířených a virtuálních (AR/VR) aplikací a autonomních vozidel.

Spolehlivý kontext s nízkou latencí

Latence je problém aplikací s komunikací v reálném čase, jako je hraní her, virtuální realita (VR) a videokonference. Počet síťových zařízení a objem přenosu dat mohou vést ke zvýšení doby latence. K problémům s latencí navíc přispělo více událostí a lidí, kteří se spoléhají na téměř okamžitou konektivitu. Zkrácení doby přenosu dat nejen zjednoduší každodenní život; umožní také rozvoj významných technologických schopností, jako jsou edge a cloud-based computing. Potřeba pokračovat ve zjišťování nízkých a spolehlivých latencí vedla ke značnému výzkumu a aktualizacím síťových infrastruktur.

Jednou z takových iniciativ je rozsáhlé zavádění bezdrátových mobilních sítí páté generace (5G). Primárním cílem sítí 5G je zvýšit kapacitu, hustotu připojení a dostupnost sítě a zároveň zlepšit spolehlivost a snížit latenci. Pro správu mnoha požadavků na výkon a služeb zvažuje 5G tři kategorie primárních služeb:

rozšířené mobilní širokopásmové připojení (eMBB) pro vysoké přenosové rychlosti,
masivní strojová komunikace (mMTC), která umožňuje přístup ze zvýšeného počtu zařízení, a
ultra-spolehlivá komunikace s nízkou latencí (URLLC) pro kriticky důležité komunikace.

Nejobtížnější ze tří služeb na implementaci je URLLC; tato funkce je však potenciálně nejdůležitější při podpoře průmyslové automatizace, vzdálené zdravotní péče a chytrých měst a domácností.

Rušivý dopad

Hry pro více hráčů, autonomní vozidla a tovární roboti potřebují velmi nízkou latenci, aby fungovaly bezpečně a optimálně. 5G a Wi-Fi udělaly z deseti milisekund poněkud „standard“ pro latenci. Od roku 2020 však výzkumníci z New York University (NYU) zkoumají snížení latence na jednu milisekundu nebo méně. Aby toho bylo dosaženo, musí být přepracován celý komunikační proces, od začátku do konce. Dříve mohli inženýři přehlédnout zdroje minimálních zpoždění, protože neměly významný vliv na celkovou latenci. Postupem kupředu však výzkumníci musí vytvořit jedinečné způsoby kódování, přenosu a směrování dat, aby eliminovali sebemenší zpoždění.

Pomalu se zavádějí nová kritéria a postupy, které umožňují nízké latence. Například v roce 2021 použilo americké ministerstvo obrany standardy Open Radio Access Network k vybudování prototypu sítě s latencí nižší než 15 milisekund. V roce 2021 také společnost CableLabs vytvořila standard DOCSIS 3.1 (specifikace rozhraní datových služeb po kabelu) a oznámila, že certifikovala první kabelový modem vyhovující DOCSis 3.1. Tento vývoj byl zásadním krokem k uvedení konektivity s nízkou latencí na trh.

Datová centra navíc přijímají více virtualizačních a hybridních cloudových technologií na podporu aplikací, které zahrnují streamování videa, zálohování a obnovu, infrastrukturu virtuálních desktopů (VDI) a internet věcí (IoT). Jak společnosti přecházejí na umělou inteligenci a strojové učení (AI/ML), aby zefektivnily své systémy, spolehlivé a nízké latence mohou zůstat v popředí technologických investic.

Důsledky spolehlivé a nízké latence

Širší důsledky spolehlivé a nízké latence mohou zahrnovat:

Vzdálená vyšetření zdravotní péče, procedury a operace využívající asistenční robotiku a rozšířenou realitu.
Autonomní vozidla komunikující s ostatními vozy o nadcházejících překážkách a dopravních zácpách v reálném čase, čímž snižují počet kolizí.
Okamžité překlady během videokonferenčních hovorů, díky nimž to vypadá, že všichni mluví jazyky svých kolegů.
Bezproblémová účast na globálních finančních trzích, včetně rychlého provádění obchodů a investic, zejména v kryptoměnách.
Komunity metaverse a VR s rychlejšími transakcemi a aktivitami, včetně plateb, virtuálních pracovišť a her pro budování světa.
Vzdělávací instituce využívající pohlcující virtuální třídy, které umožňují dynamické a interaktivní výukové zážitky napříč zeměmi.
Rozšiřování infrastruktur inteligentních měst, umožňující efektivní hospodaření s energií a zvýšenou veřejnou bezpečnost prostřednictvím analýzy dat v reálném čase.