Προσεγγίζοντας τον μηδενικό λανθάνοντα χρόνο: Πώς μοιάζει ένα Διαδίκτυο με μηδενική καθυστέρηση;

• Συγγραφέας:
• όνομα συγγραφέα

  Quantumrun Foresight
• Αύγουστος 23, 2022

Περίληψη Insight

Η καθυστέρηση στις τηλεπικοινωνίες, απαραίτητη για την ταχεία ανταλλαγή πληροφοριών, μειώνεται, στοχεύοντας σε λιγότερο από 1 χιλιοστό του δευτερολέπτου. Οι προσπάθειες επικεντρώνονται στη βελτίωση του Πρωτοκόλλου Ελέγχου Μετάδοσης και στην αξιοποίηση του 5G για να δοθεί προτεραιότητα σε σημαντικά δεδομένα, φέρνοντας τους κόμβους δικτύου πιο κοντά στους χρήστες. Αυτές οι εξελίξεις θα μπορούσαν να φέρουν επανάσταση σε διάφορους τομείς, βελτιώνοντας την τεχνητή νοημοσύνη (AI), την εικονική πραγματικότητα (VR), τα αυτόνομα οχήματα και την παρακολούθηση ζωτικών υποδομών σε πραγματικό χρόνο.

Προσέγγιση του πλαισίου μηδενικού λανθάνοντος χρόνου

Στον κλάδο των τηλεπικοινωνιών, η καθυστέρηση μετριέται σε χιλιοστά του δευτερολέπτου (ms). Η μείωση του λανθάνοντος χρόνου είναι σημαντική γιατί όσο πιο γρήγορα γίνεται η επεξεργασία των δεδομένων, τόσο πιο γρήγορα οι χρήστες μπορούν να λαμβάνουν και να στέλνουν πληροφορίες. Καθ' όλη τη διάρκεια της δεκαετίας του 2010 και μέχρι τη δεκαετία του 2020, οι ερευνητές του 5G και του Wi-Fi εργάστηκαν για τη μείωση της καθυστέρησης στα 10 χιλιοστά του δευτερολέπτου. Ωστόσο, αυτοί οι ερευνητές ήδη διερευνούν πώς να μειώσουν ακόμη περισσότερο τον λανθάνοντα χρόνο, έως και 1 χιλιοστό του δευτερολέπτου ή λιγότερο. Η επίτευξη αυτού του στόχου θα απαιτήσει επανασχεδιασμό κάθε σταδίου της διαδικασίας επικοινωνίας (π.χ. κωδικοποίηση, μετάδοση και δρομολόγηση δεδομένων) για την εξάλειψη τυχόν πηγών καθυστέρησης. Μόνο με το συνδυασμό διαφορετικών λύσεων σε διάφορες πηγές λανθάνοντος χρόνου θα είναι δυνατή η δημιουργία αυτών των τύπων δικτύων χαμηλής καθυστέρησης. Έτσι, ο αγώνας είναι σε εξέλιξη για να βρεθούν οι καλύτερες μέθοδοι για τη δημιουργία της επόμενης γενιάς δικτύων χαμηλής καθυστέρησης που μπορούν να υποστηρίξουν παιχνίδια για πολλούς παίκτες, γυαλιά επαυξημένης πραγματικότητας, αυτόνομα οχήματα, εργοστασιακά ρομπότ και πολλά άλλα.

Η κύρια πρόκληση έγκειται στη χρήση TCP (πρωτόκολλο ελέγχου μετάδοσης) για την αποστολή φωνής και βίντεο μέσω του Διαδικτύου. Επειδή το TCP βασίζεται στην κοινή χρήση υποδομής δικτύου με άλλες μεταδόσεις, μπορεί να είναι αργό και αναξιόπιστο σε σύγκριση με τα αποκλειστικά δίκτυα μεταγωγής κυκλώματος που είχαν τα παλαιότερα συστήματα καρτοτηλεφώνων. Ωστόσο, το υψηλό κόστος των αποκλειστικών κυκλωμάτων έχει καταστήσει απαραίτητη τη μετάβαση σε δίκτυα μεταγωγής πακέτων. Τώρα καταβάλλονται προσπάθειες για τη βελτίωση της ποιότητας του TCP χωρίς να θυσιάζεται η χαμηλή τιμή του.

Υπάρχουν δύο τρόποι για να μειώσετε τον λανθάνοντα χρόνο: Μείωση στο ραδιόφωνο και μείωση στο κεντρικό δίκτυο. Η αυτόνομη διεπαφή ραδιοφώνου 5G εισάγει ευελιξία στην αντιμετώπιση διαφορετικών τύπων κυκλοφορίας με διαφορετικούς τρόπους ανάλογα με την προτεραιότητα, για να επιταχύνει τα σήματα για πιο κρίσιμα δεδομένα. Με το 5G, τα δεδομένα δεν θα χρειαστεί να ταξιδέψουν σχεδόν τόσο μακριά όταν το δίκτυο ωθείται πιο κοντά στον χρήστη μέσω της εικονικοποίησης του βασικού δικτύου. Οι κόμβοι εικονικού δικτύου είναι λιγότερο ακριβοί και οι φορείς εκμετάλλευσης μπορούν να αναπτύξουν πολλούς περισσότερους από αυτούς και, κυρίως, να τους φέρουν πιο κοντά στους επιχειρηματικούς πελάτες, με αποτέλεσμα σημαντικές βελτιώσεις λανθάνουσας κατάστασης.

Αποδιοργανωτικός αντίκτυπος

Η ταχύτερη επικοινωνία μεταξύ των συσκευών μπορεί να επιτρέψει πιο έξυπνες, πιο έξυπνες διαδικασίες. Για παράδειγμα, εάν υπήρχε πρόβλημα ποιότητας σε μια εργοστασιακή γραμμή παραγωγής, τα εργοστάσια με δυνατότητα IoT (Internet of Things) θα μπορούσαν να αντιδράσουν αυτόματα για να το διορθώσουν. Αυτή η ενέργεια θα περιλαμβάνει την αποστολή ενός σήματος στα ρομπότ που θα τους λέει να σταματήσουν την παραγωγή, να προσαρμόσουν τη διαδικασία τους ή να περιμένουν έναν ανθρώπινο μηχανικό να αντιμετωπίσει το πρόβλημα. Η βελτίωση των χρόνων απόκρισης σημαίνει ότι τα ζητήματα μπορούν να επιλυθούν πιο γρήγορα, περιορίζοντας παράλληλα την πιθανότητα ζημιάς στον εξοπλισμό και τραυματισμού εργαζομένων.

Εκτός από τα έξυπνα εργοστάσια, η μηδενική καθυστέρηση θα επιτρέψει νέες καταναλωτικές τεχνολογίες όπως το VR. Με το VR, οι χρήστες μπορούν να βιώσουν ρεαλιστικές τρισδιάστατες προσομοιώσεις. Ωστόσο, οι χρήστες αντιμετωπίζουν συχνά καθυστερήσεις μεταξύ των κινήσεών τους και της ενημερωμένης εικόνας που βλέπουν στα ακουστικά τους. Αυτή η καθυστέρηση μπορεί να προκαλέσει ναυτία και πονοκεφάλους. Ωστόσο, αυτό το ζήτημα μπορεί να εξαλειφθεί με μηδενικό λανθάνοντα χρόνο, επιτρέποντας την VR να γίνει πιο διαδεδομένη και δημοφιλής στους χρήστες. Παρόμοια οφέλη θα επέτρεπαν επίσης την ευρεία υιοθέτηση των γυαλιών επαυξημένης πραγματικότητας. 

Η μηδενική καθυστέρηση θα επιτρέψει επίσης την ευρεία υιοθέτηση αυτόνομων οχημάτων και drones. Η ικανότητα των αισθητήρων αυτοκινήτου να ανιχνεύουν εμπόδια είναι περιστασιακά αναξιόπιστη, προκαλώντας ορισμένα ατυχήματα. Με μηδενική καθυστέρηση, τα οχήματα θα μπορούσαν να αντιδράσουν αμέσως σε τυχόν εμπόδια στο πέρασμά τους. Αυτή η βελτίωση θα έκανε τα αυτόνομα οχήματα ασφαλέστερα, πιο βιώσιμα και, τελικά, νόμιμα για χρήση στις περισσότερες δικαιοδοσίες. 

Συνέπειες της προσέγγισης του μηδενικού λανθάνοντος χρόνου

Οι ευρύτερες συνέπειες της προσέγγισης του μηδενικού λανθάνοντος χρόνου μπορεί να περιλαμβάνουν: 

• Οι επιχειρήσεις που επενδύουν σε περισσότερα έργα τεχνητής νοημοσύνης και ρομποτικής με την προσδοκία ότι οι βελτιωμένες ταχύτητες δικτύου θα βελτιώσουν την αποτελεσματικότητα αυτών των επενδύσεων με την πάροδο του χρόνου.
• Καλύτερη απτική ανάδραση για συστήματα VR, με αποτέλεσμα απτική ανάδραση σε πραγματικό χρόνο. Οι προπονητές τένις, για παράδειγμα, θα έχουν ξεκάθαρη εικόνα για το τι βλέπουν και αισθάνονται οι παίκτες τους στη ρακέτα. Ένας χειριστής σε απόσταση θα αισθανόταν τη λαβή ενός ρομποτικού χεριού σε ένα αντικείμενο.
• Εταιρείες τηλεπικοινωνιών και τεχνολογίας που συνεργάζονται για να ενεργοποιήσουν το δορυφορικό Διαδίκτυο που θα μπορούσε να φτάσει σε περισσότερες περιοχές με λιγότερες προκλήσεις υποδομής.
• Οι εταιρείες logistics αποκτούν ολοένα και πιο λεπτομερή εποπτεία των αλυσίδων εφοδιασμού τους για να βελτιώσουν την ταχύτητα και την ασφάλεια του δικτύου. 
• Μια σειρά από νέες τεχνολογίες στους τομείς της υγειονομικής περίθαλψης και της απόκρισης έκτακτης ανάγκης κερδίζουν έγκριση για χρήση σε πραγματικές εφαρμογές όπου είναι απαραίτητοι άμεσοι χρόνοι απόκρισης.
• Παρακολούθηση σε πραγματικό χρόνο κρίσιμων υποδομών όπως δίκτυα ηλεκτρικής ενέργειας και δίκτυα μεταφορών για την πρόληψη καταστροφών.

Ερωτήσεις προς εξέταση

• Πώς αλλιώς μπορεί η χαμηλή καθυστέρηση να αλλάξει τον τρόπο που λειτουργούμε ως κοινωνία;
• Τι ανυπομονείτε περισσότερο σε έναν κόσμο του Διαδικτύου με μηδενική καθυστέρηση;