Le opportunità del 5G per l’Edge Computing

Nell’ultimo decennio, i progressi nel cloud hanno guidato un approccio centralizzato all’amministrazione e alle operazioni di sistema, mentre la crescita del mobile computing, SaaS e Internet of Things (IoT) hanno spostato il computing verso un’architettura distribuita. Con il lancio del 5G e delle tecnologie per l’Edge Computing, le aziende stanno ora cercando di trarre il meglio da entrambi gli approcci incrementando al contempo le prestazioni e le funzionalità delle applicazioni.

Mentre gran parte della propaganda attorno al 5G e all’Edge tende a concentrarsi su applicazioni innovative e all’avanguardia in aree come robotica, realtà aumentata o virtuale (AR/VR) e veicoli autonomi, secondo molti esperti i vantaggi dell’Edge Computing vanno ben oltre queste applicazioni, e offriranno alle aziende, anche quelle che lavorano nell’IT, una ricca serie di opportunità.

Come l’Edge Computing risolve il tema della latenza

Le aziende hanno beneficiato del cloud computing negli ultimi dieci anni, centralizzando le risorse nei data center dei cloud providers, risparmiando sui costi di gestione ed evitando gli investimenti in conto capitale legate ai data center di proprietà. La centralizzazione ha però portato a problemi di prestazioni, evidenti soprattutto quando si ha a che fare con endpoint distribuiti, come dispositivi mobile e sensori IoT.

Sebbene gli smartphone di oggi siano essenzialmente dei computer che stanno in tasca, il funzionamento di molte app richiede comunque che una grande quantità di elaborazione sia eseguita nel cloud. “Perché non puoi è possibile portare tutta l’elaborazione nel client? Perché il tuo smartphone non può farlo?” si è chiesto Mahadev Satyanarayanan, professore di informatica alla Carnegie Mellon University. “La risposta è che per eseguire il tipo di elaborazione necessaria a molte app odierne, c’è bisogno di molta più potenza di quella disponibile negli smartphone” ha detto. “La videocamera dello smartphone sarà leggera e performante, ma se volessi eseguire analisi video in tempo reale, oggi non potresti farlo: devi spedire i dati nel cloud, ed è qui che inizia il problema“.

La soluzione, come delineato in un influente articolo sul 2009 IEEE Pervasive Computing, scritto assieme a Satyanarayanan, consiste nell’utilizzare cloudlet basati su macchine virtuali nel mobile computing. In altre parole, è necessario collocare dei mini data center ai margini della rete, vicino al punto di utilizzo che richiede l’elaborazione.

In media, ha spiegato Satyanarayanan, il tempo di andata e ritorno tra uno smartphone e un ripetitore cellulare è di circa 12-15 millisecondi su una rete 4G LTE, ma può essere più lungo a seconda della tecnologia impiegata e altri fattori. Un ping del data center dallo smartphone, tuttavia, potrebbe richiedere da 100 a 500 millisecondi, o anche fino a un intero secondo in alcuni casi. Satyanarayanan chiama questo ritardo la “coda di distribuzione”, ed è un fattore problematico per le applicazioni a bassa latenza.

“Nelle applicazioni di realtà virtuale o aumentata, gli utenti umani sono estremamente sensibili alla latenza“, ha detto Satyanarayanan. “In un’esperienza di mezz’ora nella realtà virtuale in cui sono avuti 25 minuti di ottima esperienza, le persone ricorderanno principalmente i cinque minuti di cattiva esperienza”. Ridurre la latenza della distribuzione è ciò che rende attraente l’Edge Computing.

La connessione 5G

Il concetto di spostare l’intelligenza ai margini della rete non ha preso piede fino a tre o quattro anni fa, quando le società di telecomunicazioni hanno iniziato a fare piani per il 5G wireless e si sono rese conto che le velocità del 5G aiutano solo nell’ultimo tratto di questa lunga coda.

Con il 5G, i fornitori promuovono livelli di latenza di soli 2-3 millisecondi (rispetto ai 12-15 di cui abbiamo parlato in precedenza), ma il viaggio da e verso un data center distante può comunque continuare a richiedere quei da 100-500 millisecondi o più, annullando tutti i benefici del 5G.

Dave McCarthy, Direttore della ricerca per Edge Strategies presso IDC, è d’accordo. “Di per sé, il 5G riduce la latenza di rete tra l’endpoint e la torre mobile, ma non risolve la distanza con il data center, il che può essere problematico per le applicazioni sensibili alla latenza“, ha affermato. “Distribuendo l’Edge Computing nella rete 5G, si riduce al minimo questa distanza fisica, migliorando notevolmente i tempi di risposta. Ciò rende l’Edge Computing cruciale per il lancio delle reti 5G e dei nuovi servizi di Mobile Edge Computing (MEC)”.

Gli esperti sottolineano che è importante rendersi conto che l’Edge Computing e il 5G non sono strettamente collegati. Mentre le reti 5G richiedono assolutamente tecnologie di Edge Computing per avere successo, l’Edge Computing può funzionare su reti diverse, tra cui 4G LTE, Wi-Fi e ancora.

Come Edge e 5G potenziano le app aziendali

Quando si combina la velocità del 5G con le capacità di elaborazione dell’Edge Computing, è naturale concentrarsi sulle applicazioni che richiedono una bassa latenza. Questo è il motivo per cui i primi casi d’uso tendono a coinvolgere la realtà virtuale, l’intelligenza artificiale e la robotica, applicazioni che richiedono decisioni in una frazione di secondo. Esiste però il potenziale di trarre vantaggio sia dall’Edge che dal 5G per una ben più ampia varietà di app aziendali.

“Nell’edge on-premise ci sono molte applicazioni già esistenti che potrebbero essere potenzialmente spostate o che potrebbero sfruttate un Edge Computing Mobile“, ha affermato Dalia Adib, consulente principale e practice lead per Edge Computing presso STL Partners. “C’è un terreno particolarmente fertile, per esempio, tra quelle che utilizzano video, IoT e AI“.

Gli esperti indicano una serie di casi d’uso per l’Edge Computing nell’azienda, tra cui:

• Aziende con asset ad alta intensità di capitale in settori quali produzione, oil&gas ed energia che utilizzano 5G ed Edge per attività di manutenzione e riparazione. Queste soluzioni possono include app AR/VR per guidare i tecnici attraverso la riparazione, nonché droni per ispezioni visive di linee ferroviarie, oleodotti, ponti o edifici, utilizzando analisi avanzate per identificare potenziali difetti o elementi che necessitano di manutenzione;
• Ottimizzazione dei processi in tempo reale negli impianti di produzione. I dati generati da apparecchiature intelligenti e connesse possono regolare dinamicamente le impostazioni di calibrazione, aumentando la resa e riducendo le non conformità;
• Monitoraggio basato sulle condizioni: utilizzo di sensori IoT per controllare determinati parametri su un asset o una macchina, assicurandone il corretto funzionamento.
• Analisi video per la sorveglianza, utilizzando l’elaborazione in tempo reale per determinare se una persona che entra in un edificio è un dipendente o un visitatore e per confermare l’identità dei dipendenti.
• Analisi video per fornire informazioni in tempo reale ai responsabili delle decisioni delle forze dell’ordine in situazioni di emergenza;
• Applicazioni di telemedicina: utilizzo di video e analisi per effettuare diagnosi o per eseguire il monitoraggio remoto del paziente.

Satyanarayanan prevede che verranno sviluppate applicazioni native create appositamente per sfruttare i punti di forza dell’Edge Computing, come la bassa latenza e la scalabilità della larghezza di banda. Ha inoltre affermato che queste app probabilmente guideranno la domanda di reti 5G e la crescita dell’Edge Computing.

“Le applicazioni edge native che aumentano la cognizione umana sono potenziali app killer per l’Edge Computing” ha scritto insieme ad alcuni coautori in un articolo del 2019, The Seminal Role of Edge-Native Applications. “Queste app migliorano alcuni aspetti della cognizione umana (ad es. prestazioni delle attività, memoria a lungo termine, riconoscimento facciale eccetera) in tempo reale. Sfruttando l’Edge Computing, sarà possibile utilizzare risorse di elaborazione più grandi, più pesanti e che consumano più energia di quelle che potrebbero mai essere trasportate o indossate da un utente umano“.

Ulteriori vantaggi aziendali per l’Edge

Oltre ai vantaggi della bassa latenza, l’Edge Computing può fornire ulteriori vantaggi alle aziende, come i risparmi sui costi di banda, migliori opzioni per garantire la privacy e la conformità normativa e il supporto in situazioni in cui la connettività di rete non è assicurata.

Sul fronte della larghezza di banda, un dispositivo IoT può elaborare i dati sull’edge e quindi inviare ai server cloud solo i dati essenziali. Basti pensare al traffico risparmiato non inviando i dati da 100 videocamere che coprono un edificio o un aeroporto verso un server cloud centrale per il riconoscimento facciale o altre analisi in tempo reale.

La privacy dei dati è un altro vantaggio. L’archiviazione e l’elaborazione dei dati sull’Edge evita che vengano inviati a un server cloud distante attraveso un flusso di dati da cui le informazioni personali potrebbero essere estratte ha affermato Satyanarayanan.

Inoltre, “in alcuni casi, l’Edge Computing è un metodo per ottenere la conformità alle normative governative o di settore“, ha affermato McCarthy di IDC. “Ad esempio, il GDPR in Europa impone i requisiti di sovranità dei dati, il che limita le località in cui i dati possono essere trasferiti e archiviati. L’Edge Computing offre alle aziende un maggiore controllo sulla posizione in cui vengono eseguite le applicazioni“.

L’Edge Computing offre vantaggi anche alle aziende i cui dipendenti devono utilizzare app mobili in situazioni in cui la connettività di rete è poco costante. “Ciò avviene spesso nei settori in cui l’endpoint si sposta dentro e fuori dalle aree di copertura, come accade nei trasporti, l’estrazione mineraria e l’agricoltura”, ha affermato McCarthy. “Eseguendo l’applicazione in locale, la funzionalità può essere persistente e le informazioni risultanti possono essere caricate nel cloud o in un altro data center in un secondo momento”. Ulteriori esempi includono le interruzioni che possono seguire a un disastro naturale o applicazioni militari in cui un nemico interrompe una connessione per fermare le comunicazioni.

La pandemia e la virtualizzazione dell’ufficio

Nonostante tutti questi vantaggi, le aziende possono ancora vedere il 5G e l’Edge Computing come ai margini. Ma sta emergendo un altro utilizzo più immediato per l’Edge Computing: può aiutare a supportare i dipendenti che si trovano a lavorare da casa a causa della pandemia.

Molte aziende continuano a utilizzare applicazioni legacy o software proprietari e personalizzati eseguiti on premises e che vengono utilizzati dagli utenti attraverso accesso remoto con virtualizzazione del desktop (VDI).

I sistemi di virtualizzazione del desktop non funzionano in modo adeguato su connessioni che presentano una latenza importante. Il feedback della pressione dei tasti o del movimento del mouse sono fondamentali per offrire al dipendente un’esperienza d’uso soddisfacente.

“L’Edge Computing, unito alle connessioni 5G, apre le porte a quello che io chiamo EdgeVDI, in cui la macchina dedicata alla VDI viene spostata dal data center centrale a strutture più vicine al punto di utilizzo”, spiega Satyanarayanan.

In risposta al cambiamento dei modelli di lavoro, le reti di distribuzione dei contenuti (content delivery network – CDN) stanno adottando l’Edge Computing. Secondo McCarthy di IDC, “Quando i dipendenti erano tutti negli uffici, le loro connessioni passavano attraverso un collegamento Internet con tecnologia di classe aziendale. Ora, con il passaggio al lavoro da casa, i carrier e gli operatori telecomunicazioni stanno gestendo la maggior parte del carico. Una buona strategia edge può dare alle aziende la flessibilità per spostare i carichi di lavoro tra diversi tipi di infrastruttura in modo da servire meglio i propri dipendenti e clienti rispetto a quanto si poteva fare prima con un approccio centralizzato”.