Centra danych w chmurze w erze 5G

Łańcuch ekosystemu 5G obejmuje chmurę, sieć dostępową i wszystko, co znajduje się pomiędzy nimi. Innowacyjne rozwiązania, interfejsy w stacjach bazowych oraz technologie transmisji sieciowej przyspieszają ewolucję architektury urządzeń do 5G. Jednakże to centra danych w chmurze są głównym ośrodkiem ekosystemu nowej generacji i będą odgrywać kluczową rolę w ewolucji tej technologii. Firma Huawei wskazuje kluczowe wymagania sieciowe i usługowe 5G związane z ich stworzeniem.

Otwarta i wydajna architektura

Otwartość w przypadku 5G i centrów danych oznacza, że usługi w chmurze na różnych warstwach nie są blokowane przez jednego dostawcę. Zamiast tego, wspomniane centra przyjmują standardowe interfejsy programowania aplikacji (API) dla usług komunikacyjnych i aplikacji opartych na otwartym kodzie źródłowym zgodnie ze standardami branżowymi.

Prognozowana wydajność sieci 5G oznacza ponad 100-krotnie większą szybkość, 10-krotnie mniejsze i precyzyjnie określone opóźnienia oraz znaczące zwiększenie ilości jednocześnie obsługiwanych urządzeń niż w przypadku sieci 4G. Poprawiona wydajność oraz niezawodność stanowią solidny fundament dla usług takich jak wirtualna rzeczywistość (VR), wideo ultra-HD, inteligentna produkcja czy funkcja autopilota.

Elastyczność

Wyzwaniem związanym z 5G jest także warstwowanie sieci, które wymaga ewolucji elementów sieci (NE) dla usług i protokołów 5G, a także usprawnienia warstwy danych aplikacji 5G IoT, warstwy sieci bazowej i warstwy dostępu bezprzewodowego do centrum danych chmury. Postępy w tym zakresie pomogą we wdrażaniu kompleksowych funkcji sieciowych w warstwach zarządzania, kontroli i przekazywania, a także w dynamicznej izolacji przepustowości i jakości usług.

Rozproszenie węzłów

Ponadto w erze 5G większość fizycznych funkcji i aplikacji sieciowych związanych z dostępem do sieci i przekierowywaniem, takich jak usługi podstawowe IoT, Big data i głębokie uczenie się, będzie wdrażana w dużych centrach danych chmury obliczeniowej opartych na maszynach wirtualnych rozsianych po całym świecie. Umożliwi to dostęp do urządzeń 5G IoT i odpowiednich platform aplikacyjnych, a także różnorodnych aplikacji innych firm zlokalizowanych w rozproszonych lokalizacjach. Centra danych w tym układzie mogą obsługiwać dziesiątki tysięcy hostów. Urządzenia dostępowe w płaszczyźnie danych 5G, takie jak bramy vEPC, są zazwyczaj instalowane w pobliżu punktów dostępowych agregacji metropolitalnej. Zapewnia to dostęp do usług chmury obliczeniowej, takich jak tworzenie kopii zapasowych, odzyskiwanie danych po awarii (DR), przesyłanie pamięci masowej wideo i innych typowych interaktywnych usług o małych opóźnieniach, przy zapewnieniu jakości usług za pośrednictwem niezablokowanego pasma światłowodowego. Usługi te mogą być świadczone na setkach małych serwerów chmury satelitarnej skonfigurowanych jako chmura jednostopniowa w trybie skrzynki.

Oprócz chmury satelitarnej zlokalizowanej wokół lokalnego miejskiego punktu dostępowego nadal potrzeba dużej liczby węzłów brzegowych. Np. rozpoznawanie obrazów w systemach monitoringu przy pomocy sztucznej inteligencji, filtrowanie i przetwarzanie surowych danych IoT, renderowanie zawartości 3D w grach VR/AR oraz operacje wykonywane przez użytkowników w czasie rzeczywistym mogą być migrowane z głównego centrum danych do krawędzi sieci dostępowej.

Inteligentne sieci

Umożliwienie korzystania z aplikacji Internetu rzeczy jest jednym z głównych celów budowy sieci 5G. Aplikacje IoT generują ogromne ilości danych, dlatego też centra danych w erze 5G muszą zapewniać bardzo dużą elastyczność pojemności pamięci masowej i możliwości obliczeniowych. Ponadto potrzebny jest inteligentny, wysoce wydajny „silnik”, łatwy w konfiguracji i obsłudze, w połączeniu z różnorodną wiedzą domenową i modelami danych, aby szybko uczyć się i pozyskiwać z tych danych cenne informacje pozwalające na tworzenie strategii. Ułatwia to kontrolę w pętli zamkniętej na terminalach IoT i urządzeniach brzegowych.

Typowe scenariusze zastosowań centrów danych w chmurze obejmują: rozpoznawanie obrazu w bezprzewodowych systemach monitoringu, śledzenie lokalizacji GPS pojazdu i analiza zachowania kierowcy, wykrywanie korków i wykroczeń kierowców, informacje o gęstości zaludnienia i prognozy mobilności w scenariuszach inteligentnego miasta, a także dane dotyczące zużycia energii w scenariuszach dla inteligentnych sieci.

Ponieważ centra danych w chmurze 5G będą wdrażane w wielu rozproszonych lokalizacjach geograficznych, obsługując warstwy sieci wielu najemców i miliony węzłów, należy wspierać takie funkcje, jak maksymalna wielkość regionu chmury. Pilnie jest również potrzebny prawdziwie inteligentny i samonaprawiający się mechanizm konserwacji.

Ponadto należy sprawić, aby eksploatacja, konserwacja i zarządzanie awariami były proaktywne i predykcyjne. Algorytmy AI wdrożone na podstawowej platformie z uczeniem nadzorowanym, pół nadzorowanym i bez nadzoru mogą pomóc w analizie ogromnych ilości informacji zebranych z podsystemów oprogramowania i sprzętu. Algorytmy te obsługują podstawową analizę przyczyn awarii, automatyczną identyfikację nieprawidłowych wzorców zachowań oraz przewidywanie awarii sieci i dysków twardych, znacznie poprawiając wydajność eksploatacji i konserwacji sprzętu oraz oprogramowania. Jeden pracownik będzie w stanie nadzorować ponad 1000 serwerów.

Zarówno dostawcy sprzętu, jak i operatorzy mają duże oczekiwania względem 5G. Należy zatem planować z wyprzedzeniem budowę otwartego, wydajnego, elastycznego i inteligentnego, rozproszonego centrum danych chmury obliczeniowej, które zapewni otwartość sieci 5G, tak aby technologia mogła zostać szybko skomercjalizowana.