網聯車輛和移動邊緣計算,方便的結合
借助邊緣計算,5G蜂窩技術將為多種新型汽車(V2X)應用提供支持
隨著云計算的出現,人們對信息管理資源的部署方式以及信息的分布和使用方式的看法已經發生了變化。云計算背后的想法是將數據與與物理硬件相關的潛在限制區分開來。通過將應用程序和數據存儲托管在云中,需要處理和訪問的數據的物理距離變得遙遠。這對將超大規模云數據中心連接到其最終用戶的網絡提出了額外的要求。隨著5G及其發展,用戶將期望互聯社會不受限制地可用,并且用戶將在移動中使用諸如增強現實和虛擬辦公室應用之類的帶寬需求服務。
除其他事項外,人們將永遠期待5G改變我們的駕駛方式!由于添加了各種類型的集成傳感器,汽車工業正走在一條道路上,汽車行業正在不斷地提高對環境的意識。同時,車輛的自動化程度增加了,在某些中間步驟的作用下,最終將達到無人干預的全自動駕駛。
由于連接性以及新5G技術的推動,價值鏈正在向價值網絡轉變。在這條道路上,車輛之間、車輛與其他道路使用者之間的互動以及日益智能化的道路基礎設施的互動數量都在增加。因此,車輛對任何事物(V2X)通信能力的重要性和依賴正成為一項關鍵資產,它將提高自動駕駛的性能,并通過結合基于傳感器的技術進一步提高道路交通安全。
當我們考慮到新應用程序和服務的處理需求(包括人工智能,“物聯網”)以及近乎實時處理和訪問數據的需求時,這一挑戰就變得尤為突出。云計算在某種程度上帶來了虛擬化的便利,但這并不是實時數據收集,處理和分析的理想方法。與其他通信系統相比,V2X通信系統的高速、動態環境經常混雜著靜態和移動散射體,以及天線高度較低,這些都給V2X通信系統帶來了挑戰。
具有諷刺意味的是,一種解決方案是將物理基礎架構的元素移到需要處理數據的位置。這個想法被稱為“邊緣計算”。在移動通信的環境中,隨著5G網絡及其處理能力的涌現,邊緣計算成為必要。邊緣計算通過利用現有移動網絡的物理特性來工作。為了方便起見,讓我們將網絡的邊緣定義為最靠近生成數據的已連接設備的網絡點。在移動通信網絡或實際上任何通信網絡的邊緣,都有機會將服務器甚至數據存儲區放置在離用戶更近的位置–在這種情況下,我們可以將用戶視為人或機器。這種方法減少了往返延遲。
在專為邊緣計算而設計的網絡中,5G就是一個很好的例子,共有三種方法,我們可以將其稱為:
蜂窩無輔助V2V:嵌入式邊緣
蜂窩V2X:RAN,專用5G
蜂窩輔助V2V:遠程邊緣
5G非常適合于移動邊緣計算的概念,也稱為多接入邊緣計算或MEC。MEC的好處包括:
最小的延遲: 對于某些汽車應用而言,依靠云并不理想,因為基于云的服務相對較慢。隨著汽車應用越來越依賴于支持AI的應用,這使得云無法在許多汽車應用中使用,例如ADAS和自動駕駛汽車應用。服務器和處理能力位于更緊湊的數據中心機柜中。邊緣計算更靠近將要訪問和使用其過程的位置,從而解決了與云相關的延遲問題。它還可能為云架構無法解決的計算服務創造新的市場。在聯網車輛的情況下,使該處理能力更接近聯網車輛可以提高處理速度,這意味著實時分析和控制變得可行。
維護:設想支持MEC的微數據中心是為可訪問性和易于維護而設計的,有足夠的服務器來承載實時關鍵功能。這種可訪問性和這些環境中所需要的模塊化特性的結合不僅有利于維護,而且還確保了冗余,因為當一個站點被管理時,其他鄰近的站點可以臨時承擔負載。
環境:與大型集中式數據中心相比,在較小的物理分布式設施中分配計算能力的想法很有吸引力。除了為大型數據中心的處理和冷卻提供電力外,還需要考慮連接冗余的問題。
對于網聯車輛應用,盡管MEC帶來了優勢,但也有許多挑戰需要考慮。一個明顯的例子是部署MEC的物理范圍。盡管移動基站被視為部署邊緣服務器的首選位置,但并非所有基站機柜都具有這樣做的空間。還存在安全問題,人們可以篡改甚至從遠程位置刪除服務器。另一個考慮因素是是否可以提供三相電源,為一些偏遠地區的額外設備供電。
這些挑戰需要與公共云模型的長期可持續性進行客觀評估進行權衡。隨著對聯網車輛應用程序的需求不斷增加,以及數據生成量的不斷增加,公共云模型需要改變。如果位置很重要(對于汽車應用程序來說是如此),這意味著企業計算方法需要改變。超大規模、集中化的云數據中心模型需要讓位于更小的、本地化的處理點、更具成本效益的運營模型和分布式位置架構。
對于連接的車輛,隨著越來越多的車輛連接并生成越來越多的數據(遠程信息處理,診斷,信息娛樂,基于位置的服務,V-Commerce等),5G和MEC的結合減輕了移動網絡的壓力。這種在移動網絡邊緣進行數據處理的分布式方法可確保支持更多連接的車輛及其交換的數據-因此,現有網絡上可容納更多的車輛,以及正在處理的更多數據。結合5G和MEC,而不是每個單獨連接的車輛定期向網絡發送信息,可以根據需要緩存數據并將其傳輸到主框架。
5G將成為業務模式的主要變化,從而實現新服務并改善現有服務。
優勢說明
云邊結合的未來
有人斷言,對于網聯車輛應用而言,目前形式對公有云的依賴是不可持續的,因此,盡管存在上述挑戰,但MEC的確提出了一種可行的替代方法。
將更多處理移至網絡邊緣的隱含意義使我們從信息技術領域轉向運營技術(OT)。這樣做的原因是,隨著對邊緣基礎架構的更多重視和關注,負責基礎架構管理的人員將是那些迄今為止負責維護和軟件支持的人員。因此,為了支持這種新的移動邊緣模式,我們看到了對移動網絡運營商更加關注運營技術的轉變。
另一個新興概念是“邊緣云”的概念,這是一種混合方法,實際上是在單個“虛擬”平臺中收集的多個物理邊緣部署的集合。通過這種方法,移動網絡運營商將有機會提供公共云類型的服務,包括SaaS和虛擬服務器托管。
這些變化對汽車原始設備制造商意味著什么?明確的信息是,對于連接的車輛應用,需要實時或接近實時的處理需要移動網絡運營商的新架構方法的支持。對于某些類型的遠程信息處理用例,如ADAS或自動駕駛汽車服務,依賴于基于云的應用程序是不現實的。任何可以引入較低延遲數據處理的東西都是一個優點,但是5G可以自己做到這一點。5G與MEC結合的美麗之處在于,它可以為汽車OEM開放一系列具有V2X服務和創收機會的新用例。分布式邊緣架構使處理和處理的數據的速度和量都可以達到。在確定性應用中使用人工智能,例如最好使用哪種網絡連接、何時何地進行OTA更新、如何將車輛與周圍的基礎設施連接,這些都是5G與MEC結合可以幫助實現的要求。
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