Affidabile e a bassa latenza: la ricerca della connettività istantanea

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  Preveggenza quantistica
• Dicembre 2, 2022

Riepilogo approfondimenti

La latenza è il tempo necessario affinché i dati vengano trasmessi da un luogo a un altro, e varia da circa 15 millisecondi a 44 millisecondi a seconda della rete. Tuttavia, protocolli diversi potrebbero ridurre significativamente tale velocità a un solo millisecondo. Le implicazioni a lungo termine della diminuzione della latenza potrebbero includere una maggiore adozione di applicazioni aumentate e virtuali (AR/VR) e di veicoli autonomi.

Contesto affidabile e a bassa latenza

La latenza è un problema per le applicazioni con comunicazioni in tempo reale, come i giochi, la realtà virtuale (VR) e le videoconferenze. Il numero di dispositivi collegati in rete e il volume di trasmissione dei dati possono comportare un aumento dei tempi di latenza. Inoltre, più eventi e persone che fanno affidamento su una connettività quasi istantanea hanno contribuito a problemi di latenza. Ridurre i tempi di trasmissione dei dati non semplificherà solo la vita quotidiana; consentirà inoltre lo sviluppo di significative capacità tecnologiche, come edge e cloud-based computing. La necessità di continuare a scoprire latenze basse e affidabili ha portato a notevoli ricerche e aggiornamenti nelle infrastrutture di rete.

Una di queste iniziative è l'ampia diffusione delle reti cellulari wireless di quinta generazione (5G). L'obiettivo principale delle reti 5G è aumentare la capacità, la densità di connessione e la disponibilità della rete, migliorando l'affidabilità e riducendo la latenza. Per gestire le numerose richieste di prestazioni e servizi, il 5G considera tre principali categorie di servizi: 

• banda larga mobile potenziata (eMBB) per velocità dati elevate, 
• massiccia comunicazione di tipo macchina (mMTC) per consentire l'accesso da un numero maggiore di dispositivi e 
• comunicazione ultra affidabile e a bassa latenza (URLLC) per comunicazioni mission-critical. 

Il più difficile dei tre servizi da implementare è URLLC; tuttavia, questa caratteristica è potenzialmente la più cruciale nel supportare l'automazione industriale, l'assistenza sanitaria remota e le città e le case intelligenti.

Impatto dirompente

I giochi multiplayer, i veicoli autonomi e i robot di fabbrica richiedono una latenza molto bassa per funzionare in modo sicuro e ottimale. 5G e Wi-Fi hanno reso i dieci millisecondi una sorta di "standard" per la latenza. Tuttavia, dal 2020, i ricercatori della New York University (NYU) hanno studiato la riduzione della latenza a un millisecondo o meno. Per raggiungere questo obiettivo, l'intero processo di comunicazione, dall'inizio alla fine, deve essere riprogettato. In precedenza, gli ingegneri potevano trascurare le fonti di ritardi minimi perché non influivano in modo significativo sulla latenza complessiva. Tuttavia, andando avanti, i ricercatori devono creare modi unici di codificare, trasmettere e instradare i dati per eliminare i minimi ritardi.

Nuovi criteri e procedure vengono lentamente stabiliti per consentire basse latenze. Ad esempio, nel 2021, il Dipartimento della Difesa degli Stati Uniti ha utilizzato gli standard Open Radio Access Network per costruire un prototipo di rete con una latenza inferiore a 15 millisecondi. Inoltre, nel 2021, CableLabs ha creato lo standard DOCSIS 3.1 (specifiche dell'interfaccia di servizio dati via cavo) e ha annunciato di aver certificato il primo modem via cavo conforme a DOCSis 3.1. Questo sviluppo è stato un passo cruciale per portare sul mercato la connettività a bassa latenza. 

Inoltre, i data center stanno adottando più virtualizzazione e tecnologie cloud ibride per supportare applicazioni che includono streaming video, backup e ripristino, infrastruttura desktop virtuale (VDI) e Internet of Things (IoT). Man mano che le aziende passano all'intelligenza artificiale e all'apprendimento automatico (AI/ML) per semplificare i propri sistemi, l'affidabilità e le basse latenze possono rimanere in prima linea negli investimenti tecnologici.

Implicazioni di affidabilità e bassa latenza

Implicazioni più ampie di affidabilità e bassa latenza possono includere: 

• Esami, procedure e interventi chirurgici sanitari a distanza utilizzando la robotica assistiva e la realtà aumentata.
• Veicoli autonomi che comunicano con altre auto in tempo reale sugli ostacoli imminenti e sugli ingorghi, riducendo così le collisioni. 
• Traduzioni istantanee durante le videoconferenze, in modo che sembri che tutti parlino nella lingua dei loro colleghi.
• Partecipazione continua ai mercati finanziari globali, comprese rapide esecuzioni commerciali e investimenti, in particolare in criptovaluta.
• Le comunità del metaverso e della realtà virtuale hanno transazioni e attività più veloci, inclusi pagamenti, luoghi di lavoro virtuali e giochi di costruzione del mondo.
• Istituzioni educative che adottano aule virtuali coinvolgenti, facilitando esperienze di apprendimento dinamiche e interattive in tutte le aree geografiche.
• Espansione delle infrastrutture delle città intelligenti, consentendo una gestione efficiente dell’energia e una maggiore sicurezza pubblica attraverso l’analisi dei dati in tempo reale.

Domande da considerare

• In che modo le basse latenze di Internet ti aiuteranno nelle tue attività quotidiane?
• Quali altre potenziali tecnologie consentiranno la bassa latenza?