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Zuverlässig und niedrige Latenz: Das Streben nach sofortiger Konnektivität

Unternehmen suchen nach Lösungen, um die Latenz zu reduzieren und Geräten eine verzögerungsfreie Kommunikation zu ermöglichen.

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Quantumrun-Vorausschau
2. Dezember 2022

Zusammenfassung der Einblicke

Latenz ist die Zeit, die benötigt wird, um Daten von einem Ort zum anderen zu übertragen. Sie liegt je nach Netzwerk zwischen etwa 15 und 44 Millisekunden. Allerdings könnte diese Geschwindigkeit durch verschiedene Protokolle deutlich auf nur eine Millisekunde gesenkt werden. Zu den langfristigen Auswirkungen einer verringerten Latenz könnte eine verstärkte Einführung von erweiterten und virtuellen (AR/VR) Anwendungen und autonomen Fahrzeugen gehören.

Zuverlässiger Kontext mit geringer Latenz

Latenz ist ein Problem für Anwendungen mit Echtzeitkommunikation wie Spiele, Virtual Reality (VR) und Videokonferenzen. Die Anzahl der vernetzten Geräte und das Datenübertragungsvolumen können zu erhöhten Latenzzeiten führen. Darüber hinaus haben mehr Ereignisse und Personen, die sich auf eine nahezu sofortige Konnektivität verlassen, zu Latenzproblemen beigetragen. Die Reduzierung der Datenübertragungszeit wird nicht nur das tägliche Leben vereinfachen; Es wird auch die Entwicklung bedeutender technologischer Fähigkeiten wie Edge- und Cloud-basiertes Computing ermöglichen. Die Notwendigkeit, weiterhin niedrige und zuverlässige Latenzen zu entdecken, hat zu erheblichen Forschungsarbeiten und Aktualisierungen in Netzwerkinfrastrukturen geführt.

Eine solche Initiative ist der weit verbreitete Einsatz von drahtlosen Mobilfunknetzen der fünften Generation (5G). Das Hauptziel von 5G-Netzen besteht darin, die Kapazität, Verbindungsdichte und Netzverfügbarkeit zu erhöhen und gleichzeitig die Zuverlässigkeit zu verbessern und die Latenz zu verringern. Um die zahlreichen Leistungsanforderungen und Dienste zu verwalten, berücksichtigt 5G drei primäre Dienstkategorien:

Enhanced Mobile Broadband (eMBB) für hohe Datenraten,
Massive Machine Type Communication (mMTC), um den Zugriff von einer größeren Anzahl von Geräten zu ermöglichen, und
Ultra-Reliable and Low Latency Communication (URLLC) für unternehmenskritische Kommunikation.

Der am schwierigsten zu implementierende der drei Dienste ist URLLC; Diese Funktion ist jedoch möglicherweise die wichtigste bei der Unterstützung der industriellen Automatisierung, der Ferngesundheitspflege sowie intelligenter Städte und Haushalte.

Störende Wirkung

Multiplayer-Spiele, autonome Fahrzeuge und Fabrikroboter benötigen eine sehr geringe Latenz, um sicher und optimal zu funktionieren. 5G und Wi-Fi haben zehn Millisekunden zu einer Art „Standard“ für die Latenz gemacht. Seit 2020 untersuchen Forscher der New York University (NYU) jedoch die Reduzierung der Latenz auf eine Millisekunde oder weniger. Dazu muss der gesamte Kommunikationsprozess von Anfang bis Ende neu gestaltet werden. Zuvor konnten Ingenieure Quellen minimaler Verzögerungen übersehen, da sie die Gesamtlatenz nicht wesentlich beeinflussten. In Zukunft müssen die Forscher jedoch einzigartige Möglichkeiten zum Codieren, Übertragen und Weiterleiten von Daten schaffen, um die geringsten Verzögerungen zu eliminieren.

Langsam werden neue Kriterien und Verfahren etabliert, um niedrige Latenzen zu ermöglichen. Beispielsweise verwendete das US-Verteidigungsministerium im Jahr 2021 Open Radio Access Network-Standards, um ein Prototyp-Netzwerk mit einer Latenzzeit von weniger als 15 Millisekunden aufzubauen. Außerdem schuf CableLabs im Jahr 2021 den DOCSIS 3.1-Standard (Data-over-Cable Service Interface Specifications) und gab bekannt, dass es das erste DOCSis 3.1-kompatible Kabelmodem zertifiziert hat. Diese Entwicklung war ein entscheidender Schritt, um Konnektivität mit niedriger Latenz auf den Markt zu bringen.

Darüber hinaus setzen Rechenzentren mehr Virtualisierungs- und Hybrid-Cloud-Technologien ein, um Anwendungen zu unterstützen, die Video-Streaming, Sicherung und Wiederherstellung, virtuelle Desktop-Infrastruktur (VDI) und das Internet der Dinge (IoT) umfassen. Während Unternehmen auf künstliche Intelligenz und maschinelles Lernen (KI/ML) umstellen, um ihre Systeme zu rationalisieren, bleiben zuverlässige und niedrige Latenzen möglicherweise an der Spitze der technologischen Investitionen.

Auswirkungen von Zuverlässigkeit und geringer Latenz

Weitere Auswirkungen von Zuverlässigkeit und geringer Latenz können sein:

Fernuntersuchungen, -verfahren und -operationen im Gesundheitswesen mit assistiver Robotik und Augmented Reality.
Autonome Fahrzeuge kommunizieren mit anderen Autos in Echtzeit über bevorstehende Hindernisse und Staus und reduzieren so Kollisionen.
Sofortige Übersetzungen während Videokonferenzen, sodass es so aussieht, als würde jeder in der Sprache seiner Kollegen sprechen.
Nahtlose Teilnahme an den globalen Finanzmärkten, einschließlich schneller Handelsausführungen und Investitionen, insbesondere in Kryptowährung.
Die Metaversum- und VR-Communities haben schnellere Transaktionen und Aktivitäten, einschließlich Zahlungen, virtuelle Arbeitsplätze und weltbildende Spiele.
Bildungseinrichtungen führen immersive virtuelle Klassenzimmer ein und ermöglichen so dynamische und interaktive Lernerfahrungen in allen Regionen.
Ausbau der Smart-City-Infrastrukturen, der durch Echtzeit-Datenanalyse ein effizientes Energiemanagement und eine erhöhte öffentliche Sicherheit ermöglicht.