Quantumrun

KUVAKrediitti:

iStock

Luotettava ja alhainen latenssi: Välittömän yhteyden tavoite

Yritykset tutkivat ratkaisuja, jotka vähentävät latenssia ja mahdollistavat laitteiden kommunikoinnin ilman viivettä.

Kirjoittaja:
tekijän nimi
Quantumrun Foresight
Joulukuu 2, 2022

Havainnon yhteenveto

Latenssi on aika, joka kuluu tietojen siirtämiseen paikasta toiseen, ja se vaihtelee verkosta riippuen noin 15 millisekunnista 44 millisekuntiin. Eri protokollat voivat kuitenkin laskea tätä nopeutta merkittävästi vain yhteen millisekuntiin. Lyhentyneen latenssin pitkän aikavälin seuraukset voivat sisältää laajennettujen ja virtuaalisten (AR/VR) sovellusten ja autonomisten ajoneuvojen käytön lisääntymisen.

Luotettava ja matala latenssikonteksti

Latenssi on ongelma sovelluksissa, joissa on reaaliaikainen viestintä, kuten pelaaminen, virtuaalitodellisuus (VR) ja videoneuvottelut. Verkossa olevien laitteiden määrä ja tiedonsiirtomäärä voivat johtaa pitkittyneisiin latenssiaikoihin. Lisäksi useammat tapahtumat ja ihmiset, jotka luottavat lähes välittömään yhteyteen, ovat vaikuttaneet latenssiongelmiin. Tiedonsiirtoajan lyhentäminen ei pelkästään yksinkertaista arkea; se mahdollistaa myös merkittävien teknologisten valmiuksien, kuten reuna- ja pilvipohjaisen tietojenkäsittelyn, kehittämisen. Tarve jatkaa alhaisten ja luotettavien latenssien löytämistä on johtanut huomattaviin tutkimuksiin ja päivityksiin verkkoinfrastruktuureissa.

Yksi tällainen aloite on viidennen sukupolven (5G) langattomien matkapuhelinverkkojen laaja käyttöönotto. 5G-verkkojen ensisijaisena tavoitteena on lisätä kapasiteettia, yhteystiheyttä ja verkon käytettävyyttä samalla parantaa luotettavuutta ja alentaa latenssia. Lukuisten suorituskykypyyntöjen ja palveluiden hallitsemiseksi 5G harkitsee kolmea ensisijaista palveluluokkaa:

parannettu mobiililaajakaista (eMBB) suurille tiedonsiirtonopeuksille,
massiivinen konetyyppinen viestintä (mMTC), joka mahdollistaa pääsyn useammista laitteista, ja
erittäin luotettava ja matalaviiveinen viestintä (URLLC) kriittiseen viestintään.

Vaikein kolmesta palvelusta toteutettavissa on URLLC; Tämä ominaisuus on kuitenkin mahdollisesti tärkein teollisuusautomaation, etäterveydenhuollon sekä älykkäiden kaupunkien ja kotien tukemisessa.

Häiritsevä vaikutus

Moninpelit, autonomiset ajoneuvot ja tehdasrobotit tarvitsevat erittäin pienen latenssin toimiakseen turvallisesti ja optimaalisesti. 5G ja Wi-Fi ovat tehneet kymmenestä millisekunnista jonkin verran "standardin" viiveelle. Vuodesta 2020 lähtien New Yorkin yliopiston (NYU) tutkijat ovat kuitenkin tutkineet latenssin vähentämistä yhteen millisekuntiin tai alle. Tämän saavuttamiseksi koko viestintäprosessi alusta loppuun on suunniteltava uudelleen. Aikaisemmin suunnittelijat saattoivat jättää huomiotta minimaalisten viiveiden lähteet, koska ne eivät vaikuttaneet merkittävästi yleiseen latenssiin. Eteenpäin tutkijoiden on kuitenkin luotava ainutlaatuisia tapoja koodata, lähettää ja reitittää tietoja pienimpien viiveiden poistamiseksi.

Uusia kriteerejä ja menettelytapoja ollaan hiljalleen luomassa alhaisten latenssien mahdollistamiseksi. Esimerkiksi vuonna 2021 Yhdysvaltain puolustusministeriö käytti Open Radio Access Network -standardeja rakentaakseen prototyyppiverkon, jonka latenssi on alle 15 millisekuntia. Lisäksi vuonna 2021 CableLabs loi DOCSIS 3.1 -standardin (data-over-cable service interface Specifications) ja ilmoitti, että se on sertifioinut ensimmäisen DOCSis 3.1 -yhteensopivan kaapelimodeemin. Tämä kehitys oli ratkaiseva askel matalan latenssin yhteyksien tuomisessa markkinoille.

Lisäksi palvelinkeskukset ottavat käyttöön enemmän virtualisointi- ja hybridipilvitekniikoita tukemaan sovelluksia, joihin kuuluvat videon suoratoisto, varmuuskopiointi ja palautus, virtuaalinen työpöytäinfrastruktuuri (VDI) ja esineiden Internet (IoT). Kun yritykset siirtyvät tekoälyyn ja koneoppimiseen (AI/ML) järjestelmiensä virtaviivaistamiseksi, luotettavat ja alhaiset latenssit voivat pysyä teknologisten investointien eturintamassa.

Luotettavan ja alhaisen latenssin vaikutukset

Luotettavan ja alhaisen latenssin laajempia seurauksia voivat olla:

Terveydenhuollon etätutkimukset, -toimenpiteet ja -leikkaukset, joissa käytetään avustavaa robotiikkaa ja lisättyä todellisuutta.
Autonomiset ajoneuvot kommunikoivat muiden autojen kanssa tulevista esteistä ja liikenneruuhkista reaaliajassa, mikä vähentää törmäyksiä.
Välittömät käännökset videoneuvottelupuheluiden aikana, joten kaikki puhuvat kollegoidensa kielillä.
Saumaton osallistuminen maailmanlaajuisille rahoitusmarkkinoille, mukaan lukien nopeat kaupankäynnit ja sijoitukset, erityisesti kryptovaluutoissa.
Metaverse ja VR-yhteisöt, joilla on nopeammat tapahtumat ja toiminnot, mukaan lukien maksut, virtuaaliset työpaikat ja maailmaa rakentavat pelit.
Oppilaitokset ottavat käyttöön mukaansatempaavia virtuaalisia luokkahuoneita, jotka helpottavat dynaamisia ja interaktiivisia oppimiskokemuksia eri maantieteellisillä alueilla.
Älykkäiden kaupunkien infrastruktuurien laajentaminen, mikä mahdollistaa tehokkaan energianhallinnan ja parantaa yleistä turvallisuutta reaaliaikaisen data-analyysin avulla.