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Integrierte virtualisierte Edge- und Fog-Lösung verbessert die Konnektivität mit niedriger Latenzzeit

Eine EU-Initiative hat eine integrierte und virtualisierte Netzwerk- und Rechenlösung integriert, um die Verbreitung des Edge- und Fog-Computing im Funkzugangsnetz zu nutzen. Hierdurch entsteht eine einzigartige Möglichkeit für die Zugangskonvergenz.

Digitale Wirtschaft

Das EU-finanzierte Projekt 5G-CORAL beschäftigte sich mit der erweiterten Realität, der virtuellen Realität, der Fog-gestützten Robotik, vernetzten Fahrzeugen und dem Internet der Dinge – Anwendungen, bei denen das gesamte Netz virtualisiert und an den Rand verlagert wird. „Die Hauptmotivation war die Senkung der Latenzzeit für die Dienste, die den Benutzern bereitgestellt werden, indem die Rechenleistung möglichst weit den Benutzern angenähert wird“, sagt Koordinator Antonio de la Oliva. „Unsere Vision war ein Netz, das in der Nähe von Benutzern in ressourcenbeschränkten Geräten betrieben wird und mit dem nicht wahrnehmbare Latenzdienste wie zum Beispiel Fahrzeugsicherheitsanwendungen, die Robotersteuerung oder die erweiterte und virtuelle Realität bereitgestellt werden kann.“

Dezentrales System für mehr Konnektivität, sehr niedrige Latenzzeit

Das 5G-CORAL-Team definierte mithilfe von Virtualisierung über eine heterogene Hardware eine logisch zentralisierte, verteilte Architektur. „Also sind alle Funktionen oder Dienste in der Plattform über heterogene Rechengeräte virtualisiert, die Fog-, Edge- und Cloud-Rechensysteme umfassen und Technologien wie beispielsweise Datenzentren für das Edge-Computing mit Mehrfachzugriff nutzen“, merkt de la Oliva an. „Das wichtigste Ergebnis war die Definition und Demonstration eines Systems, das völlig dezentral ist und aus Mikrodiensten besteht, und in einer virtualisierten Mehrschicht-Umgebung bereitgestellt wird, um Dienste mit sehr niedriger Latenzzeit zu erbringen.“ Die Projektpartner entwickelten über eine integrierte virtualisierte Edge- und Fog-Lösung, die flexibel, skalierbar und mit anderen Domänen, einschließlich Transport-, Core- und Cloud-Netzen interoperabel ist, eine konvergente 5G-Technologie mit Multifunkzugang. „Mit dieser Lösung werden virtualisierte Funktionen, kontextsensitive Dienste sowie Anwendungen von Benutzern und Dritten miteinander kombiniert, um eine bessere Konnektivität und bessere Qualität in der Benutzererfahrung zu bieten“, erklärt de la Oliva. „Die Integration all der Funkzugangsnetz-, Transport- und Core-Funktionen, -Dienste und -Anwendungen in eine gemeinsame Umgebung, die über Edge und Fog verteilt ist und für die Zusammenarbeit mit anderen Netzdomänen und entfernten Clouds offen steht, ist eine große Herausforderung, die wir angegangen sind.“ Die Partner validierten die Technologie erfolgreich anhand von mehreren realen Demonstrationen in Taiwan, darunter die Navigation über erweiterte Realität, ein Multi-Funkzugangsnetz-IoT-Gateway mit einem Edge-Server, die Fog-gestützte Robotik und die umfassende Fernsteuerung eines Roboters.

Die Netzarchitekturgestaltung der Zukunft ermöglichen

Laut de la Oliva fand 5G-CORAL zu einer Zeit statt, als verteilte Systeme zu einer neuen Methode des Netzaufbaus wurden. Diese Anforderung ging aus neuen Diensten hervor, die sehr niedrige Latenzzeiten erforderten. Verschiedene Normungsorganisationen untersuchen, wie das Rechnen und die Netze in eine einzige Infrastruktur integriert werden könnten. Hierdurch werden Dienste nahe an den Benutzern bereitgestellt, die sehr niedrige Latenzzeiten in Aussicht stellen, um solche Dienste zu ermöglichen. „Diese Ansätze sind verschieden und nutzen üblicherweise vollständig inkompatible Sichtweisen“, erklärt er. „5G-CORAL hat all diese verschiedenen Ansichten aufgegriffen und erstmalig eine Netzarchitektur geschaffen, welche die Sichtweisen der vollständig dezentralen Netze und der Mobilfunktechnologieansätze integriert, sowie demonstriert, dass diese Architektur machbar ist und funktioniert.“ „5G-CORAL stellt die Realisierung der allgegenwärtigen Datenverarbeitung in Aussicht; die Vision und wissenschaftlichen Beweise zeigen eine Zukunft, in der Hunderte Geräte dynamisch mit zentralisierten Cloud- und Edge-Servern zusammenarbeiten, die von Betreibern bereitgestellt werden, die Benutzerdienste anbieten“, lautet das Fazit von de la Oliva. „Es demonstriert auch, dass Mikrodienst-Architekturen sehr komplexe Szenarien und Anwendungen, die entsprechend der Benutzeranforderungen nach oben und unten skaliert werden, ideal unterbringen können.“ Dies wird letztlich die Türe für neue Anwendungen öffnen, welche die gesamte Rechenleistung unter Miteinbeziehung der Benutzer ausschöpfen und verwenden.

Schlüsselbegriffe

5G-CORAL, Computing, Latenzzeit, Edge und Fog, IoT, Funkzugangsnetz, erweiterte Realität, virtuelle Realität, Funkzugangstechnologie

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