网联车辆和移动边缘计算,方便的结合
借助边缘计算,5G蜂窝技术将为多种新型汽车(V2X)应用提供支持
随着云计算的出现,人们对信息管理资源的部署方式以及信息的分布和使用方式的看法已经发生了变化。云计算背后的想法是将数据与与物理硬件相关的潜在限制区分开来。通过将应用程序和数据存储托管在云中,需要处理和访问的数据的物理距离变得遥远。这对将超大规模云数据中心连接到其最终用户的网络提出了额外的要求。随着5G及其发展,用户将期望互联社会不受限制地可用,并且用户将在移动中使用诸如增强现实和虚拟办公室应用之类的带宽需求服务。
除其他事项外,人们将永远期待5G改变我们的驾驶方式!由于添加了各种类型的集成传感器,汽车工业正走在一条道路上,汽车行业正在不断地提高对环境的意识。同时,车辆的自动化程度增加了,在某些中间步骤的作用下,最终将达到无人干预的全自动驾驶。
由于连接性以及新5G技术的推动,价值链正在向价值网络转变。在这条道路上,车辆之间、车辆与其他道路使用者之间的互动以及日益智能化的道路基础设施的互动数量都在增加。因此,车辆对任何事物(V2X)通信能力的重要性和依赖正成为一项关键资产,它将提高自动驾驶的性能,并通过结合基于传感器的技术进一步提高道路交通安全。
当我们考虑到新应用程序和服务的处理需求(包括人工智能,“物联网”)以及近乎实时处理和访问数据的需求时,这一挑战就变得尤为突出。云计算在某种程度上带来了虚拟化的便利,但这并不是实时数据收集,处理和分析的理想方法。与其他通信系统相比,V2X通信系统的高速、动态环境经常混杂着静态和移动散射体,以及天线高度较低,这些都给V2X通信系统带来了挑战。
具有讽刺意味的是,一种解决方案是将物理基础架构的元素移到需要处理数据的位置。这个想法被称为“边缘计算”。在移动通信的环境中,随着5G网络及其处理能力的涌现,边缘计算成为必要。边缘计算通过利用现有移动网络的物理特性来工作。为了方便起见,让我们将网络的边缘定义为最靠近生成数据的已连接设备的网络点。在移动通信网络或实际上任何通信网络的边缘,都有机会将服务器甚至数据存储区放置在离用户更近的位置–在这种情况下,我们可以将用户视为人或机器。这种方法减少了往返延迟。
在专为边缘计算而设计的网络中,5G就是一个很好的例子,共有三种方法,我们可以将其称为:
蜂窝无辅助V2V:嵌入式边缘
蜂窝V2X:RAN,专用5G
蜂窝辅助V2V:远程边缘
5G非常适合于移动边缘计算的概念,也称为多接入边缘计算或MEC。MEC的好处包括:
最小的延迟: 对于某些汽车应用而言,依靠云并不理想,因为基于云的服务相对较慢。随着汽车应用越来越依赖于支持AI的应用,这使得云无法在许多汽车应用中使用,例如ADAS和自动驾驶汽车应用。服务器和处理能力位于更紧凑的数据中心机柜中。边缘计算更靠近将要访问和使用其过程的位置,从而解决了与云相关的延迟问题。它还可能为云架构无法解决的计算服务创造新的市场。在联网车辆的情况下,使该处理能力更接近联网车辆可以提高处理速度,这意味着实时分析和控制变得可行。
维护:设想支持MEC的微数据中心是为可访问性和易于维护而设计的,有足够的服务器来承载实时关键功能。这种可访问性和这些环境中所需要的模块化特性的结合不仅有利于维护,而且还确保了冗余,因为当一个站点被管理时,其他邻近的站点可以临时承担负载。
环境:与大型集中式数据中心相比,在较小的物理分布式设施中分配计算能力的想法很有吸引力。除了为大型数据中心的处理和冷却提供电力外,还需要考虑连接冗余的问题。
对于网联车辆应用,尽管MEC带来了优势,但也有许多挑战需要考虑。一个明显的例子是部署MEC的物理范围。尽管移动基站被视为部署边缘服务器的首选位置,但并非所有基站机柜都具有这样做的空间。还存在安全问题,人们可以篡改甚至从远程位置删除服务器。另一个考虑因素是是否可以提供三相电源,为一些偏远地区的额外设备供电。
这些挑战需要与公共云模型的长期可持续性进行客观评估进行权衡。随着对联网车辆应用程序的需求不断增加,以及数据生成量的不断增加,公共云模型需要改变。如果位置很重要(对于汽车应用程序来说是如此),这意味着企业计算方法需要改变。超大规模、集中化的云数据中心模型需要让位于更小的、本地化的处理点、更具成本效益的运营模型和分布式位置架构。
对于连接的车辆,随着越来越多的车辆连接并生成越来越多的数据(远程信息处理,诊断,信息娱乐,基于位置的服务,V-Commerce等),5G和MEC的结合减轻了移动网络的压力。这种在移动网络边缘进行数据处理的分布式方法可确保支持更多连接的车辆及其交换的数据-因此,现有网络上可容纳更多的车辆,以及正在处理的更多数据。结合5G和MEC,而不是每个单独连接的车辆定期向网络发送信息,可以根据需要缓存数据并将其传输到主框架。
5G将成为业务模式的主要变化,从而实现新服务并改善现有服务。
优势说明
云边结合的未来
有人断言,对于网联车辆应用而言,目前形式对公有云的依赖是不可持续的,因此,尽管存在上述挑战,但MEC的确提出了一种可行的替代方法。
将更多处理移至网络边缘的隐含意义使我们从信息技术领域转向运营技术(OT)。这样做的原因是,随着对边缘基础架构的更多重视和关注,负责基础架构管理的人员将是那些迄今为止负责维护和软件支持的人员。因此,为了支持这种新的移动边缘模式,我们看到了对移动网络运营商更加关注运营技术的转变。
另一个新兴概念是“边缘云”的概念,这是一种混合方法,实际上是在单个“虚拟”平台中收集的多个物理边缘部署的集合。通过这种方法,移动网络运营商将有机会提供公共云类型的服务,包括SaaS和虚拟服务器托管。
这些变化对汽车原始设备制造商意味着什么?明确的信息是,对于连接的车辆应用,需要实时或接近实时的处理需要移动网络运营商的新架构方法的支持。对于某些类型的远程信息处理用例,如ADAS或自动驾驶汽车服务,依赖于基于云的应用程序是不现实的。任何可以引入较低延迟数据处理的东西都是一个优点,但是5G可以自己做到这一点。5G与MEC结合的美丽之处在于,它可以为汽车OEM开放一系列具有V2X服务和创收机会的新用例。分布式边缘架构使处理和处理的数据的速度和量都可以达到。在确定性应用中使用人工智能,例如最好使用哪种网络连接、何时何地进行OTA更新、如何将车辆与周围的基础设施连接,这些都是5G与MEC结合可以帮助实现的要求。
作者:巴斯卡·戈斯(Bhaskar Ghose)