5G treibt die digitale Transformation voran. Schon bald werden Menschen und Unternehmen noch mehr 5G-bezogene Funktionen nutzen können. Denn kommende Versionen lassen Mikropositionierung oder Sideway-Gerätekommunikation Wirklichkeit werden.
Supermicro ist einer der globalen Technologieführer für End-to-End-Lösungen, die die 5G-Netzwerke der nächsten Generation vorantreiben. Michael Clegg, Vice President und General Manager für 5G und Embedded/IoT bei Supermicro, erläutert, wie 5G und Edge Computing die digitale Transformation bis in den äußersten Winkel der Welt ermöglichen.
Welches sind die wichtigsten Vorteile, die 5G bietet?
Es gibt drei wesentliche Vorteile, die 5G mit sich bringt:
Erstens Geschwindigkeit. 5G bietet verbesserte mobile Breitbandgeschwindigkeiten, die ich als eine schnellere Form der 4G-Kommunikation bezeichnen würde.
Zweitens Konnektivität. 5G hat die Kapazität, ein großes Volumen an Maschinenkommunikation zwischen zahlreichen Sensorgeräten zu bewältigen, ohne den Großteil der Netzwerkkommunikation zu beeinträchtigen.
Drittens geringe Latenz. Schnelle Reaktionszeiten sind in vielen Anwendungen unerlässlich. Nehmen wir als Beispiel das autonome Fahren. Ein solches Fahrzeug muss wissen, ob eine Ampel umgeschaltet hat, bevor es eine Kreuzung erreicht. 5G ist das erste Netzwerk, das eine extrem niedrige Latenz bietet, was der Schlüssel zur Echtzeitautomatisierung ist.
Welche Vorteile bietet 5G auf Unternehmensebene?
In der Vergangenheit haben Mobilfunknetze nicht das gleiche Leistungsniveau wie Wi-Fi oder Festnetze erreicht. 5G Mobile bietet in Bezug auf Durchsatzkapazität, Reaktionsfähigkeit und Latenz die gleiche Leistungsklasse wie ein festes, kabelgebundenes Netzwerk.
Infolgedessen können sich Unternehmen ganz von kabelgebundenen Netzwerken trennen und auf drahtlose Anwendungen umstellen. Im industriellen Umfeld würde eine vollständige Wireless-Umstellung den Herstellern eine dynamischere und flexiblere Optimierung der Produktion ermöglichen.
Neben den Geschwindigkeits- und Konnektivitätsvorteilen bietet 5G Unternehmen auch Sicherheitsvorteile. Bei Wi-Fi-Netzwerken verlassen sich Unternehmen auf Passwörter oder andere Codierungen.
In einem 5G-Netzwerk registrieren sich Benutzer mit den SIM-Karten ihrer mobilen Geräte. Das gibt Netzwerkadministratoren die Möglichkeit, Identitäten zu prüfen und zu verhindern, dass sich nicht autorisierte Benutzer registrieren oder eine Verbindung zum Netzwerk herstellen. So bringt 5G die Vorteile der mobilen Sicherheit in das Unternehmensumfeld.
Mit 5G ist es zudem möglich, private Netzwerke mit nicht lizenziertem Spektrum im CBRS-Band (Citizens Broadband Radio Service) aufzubauen. Bisher waren diese Funktionen nur als Add-on für 4G-LTE-Netzwerke verfügbar. Immer mehr Unternehmen nutzen diese Funktion, um private Netzwerke in Umgebungen wie intelligenten Fabriken oder Häfen einzurichten.
Bei der Bereitstellung verhalten sich private 5G-Netzwerke wie Wi-Fi und erweitern die IT-Infrastruktur des Unternehmens. Bei besonders hoher Mobilität bieten sie jedoch Vorteile gegenüber Wi-Fi-Anwendungen. Autonome Roboter, die sich in einer Fabrikhalle bewegen, oder Drohnen, die über ein Ölfeld fliegen, könnten aufgrund von Latenzproblemen und Verbindungsabbrüchen zwischen Wi-Fi-Zugangspunkten nicht sicher mit Wi-Fi betrieben werden. Private 5G-Netzwerke, die mit Edge Computing gekoppelt sind, können dies sicherstellen und ermöglichen eine bessere mobile Konnektivität.
Welcher Zusammenhang besteht zwischen 5G und Edge Computing?
Um die Vorteile der geringen Latenz von 5G zu nutzen, benötigen Sie ein Backbone-Netzwerk, das ebenfalls eine geringe Latenz bietet. Um diese zu reduzieren, muss die Datenverarbeitung näher an das Netzwerk heranrücken.
Betrachten Sie Anwendungen wie Mobile Gaming oder die neue Sportart der Drohnenrennen. Schnelle 5G-Funktionen Ihres mobilen Gerätes oder Ihrer Drohne bieten keinen großen Vorteil, wenn Sie übermäßige Verzögerungszeiten haben, während die Daten vom Netzwerk hin und her wandern. Für sofortige Reaktionszeiten besteht die Lösung darin, die Computerprozesse direkt an die Edge zu verlagern.
Welche technische Infrastruktur benötigen Unternehmen, um das Potenzial von 5G und Edge Computing zu nutzen?
Um die Vorteile von 5G und Edge Computing nutzen zu können, benötigen Sie lediglich Funkgeräte und Supermicro-Server mit Intel®-Xeon®-Scalable-Prozessoren der 3. Generation.
Dabei handelt es sich um die gleiche Art von Servern, die Sie in einem Rechenzentrum verwenden würden. Ihre IT-Manager wissen also bereits, wie sie den Server starten, ausführen, verwalten und mit ihm interagieren.
Aus Sicht des Einkaufs und der Bereitstellung sieht es wie ein Standard-IT-Gerät aus. Sie können buchstäblich den gleichen Server entweder auf der 5G-Seite verwenden oder ihn in Ihrem Rechenzentrum platzieren und eine Datenbank darauf ausführen.
Bei früheren Generationen der Wireless-Technologie benötigten Sie eine proprietäre Basisstation. Da 5G cloud-nativ ist, wurde die Software virtualisiert, um sie auf einem Server auszuführen.
Aktuell produzieren wir unsere Supermicro X12-Server, die Intel®-Xeon®-Scalable-Prozessoren der dritten Generation enthalten. Sie ermöglichen einfachere, schnellere Workload- und Servicebereitstellungen. Mit jeder Generation werden diese Server leistungsfähiger und besser bei der Ausführung virtueller Anwendungen. Außerdem werden Befehlssätze hinzugefügt, die den für die Kommunikation erforderlichen Rechenaufwand reduzieren, wodurch der Server für andere Aufgaben frei wird.
Wie können die Produkte und Dienstleistungen von Supermicro Unternehmen dabei unterstützen, die Vorteile von 5G und Edge Computing zu nutzen?
Rechenzentren sind normalerweise Umgebungen mit kontrollierten Temperaturen und konstanter Stromversorgung. Eine spezielle Gruppe von Supermicro-Servern und -Systemen wurde entwickelt, um in weniger kontrollierten und weniger vorhersehbaren Randumgebungen zu bestehen.
Unternehmen scheuen in der Regel die Ressourcen zur Wartung von Servern am Netzwerkrand. Es ist uneffektiv, in die Prärie zu fahren, nur weil ein Edge-Gerät aktualisiert oder überprüft werden muss. Fernwartung wird immer wichtiger. Dies ist ein Bereich, an dem wir seit geraumer Zeit mit einigen Partnerunternehmen zusammenarbeiten.
Dank unserer breiten Produktlinie kann Supermicro Geräte für jede Anwendung bereitstellen. Für den Einsatz in Randgebieten gibt es unsere stromsparenden Geräte mit geringem Platzbedarf, die mit Atom-Prozessoren arbeiten. Wird mehr Rechenleistung benötigt, haben wir Server der Xeon®-Klasse, die für industrielle Anwendungen entwickelt wurden. Wir verwenden diese Xeon®-betriebenen Server auch in 5G-Funkzugangsnetzwerk-Anwendungen.
Welche möglichen Auswirkungen hat 5G und Edge Computing für die Industrie?
Industrie 4.0 ist an die digitale Transformation gebunden, bei der bestehende Produktionsanlagen zur Effizienzsteigerung automatisiert werden. Bei der Automatisierung ist es zwingend nötig, Geräte- und Produktionsabläufe verfolgen und überwachen zu können. Es ist aber nicht praktikabel, ein Kabel zu verlegen, um jedes Gerät, dessen Sensor man messen möchte, zu verbinden. 5G hingegen ermöglicht es, eine gigantische Anzahl von Sensoren drahtlos zu verwalten – bis zu 1 Million vernetzte Geräte pro Quadratkilometer. Das ist beachtlich.
Industrie 4.0 umfasst auch KI und Bildverarbeitung, die beide hohe Rechenleistungen und Bandbreite erfordern. Mit 5G und Edge Computing können Sie visuelle Daten von einem Sensor am Rande eines Förderbandes in ein KI-System einspeisen. Die Daten werden verarbeitet und liefern schnell genug ein Ergebnis, so dass ein fehlerhaftes Produkt sofort aus der Produktionslinie entfernt werden kann.
Supermicro-Prozessoren verfügen über viele Erweiterungen, insbesondere die PCIe (Peripheral Component Interconnect Express), sodass wir GPU-Karten, dedizierte 5G-Beschleuniger oder KI-spezifische Karten einsetzen können, um die Video-, KI- und Machine-Learning-Anwendungen im Edge-Bereich zu ermöglichen. Dies erlaubt es Unternehmen, die Hardware für verschiedene Anwendungen und Rechenaufgaben zu personalisieren und zu modifizieren.
5G und Edge Computing werden auch Einfluss auf die Energiewirtschaft haben, deren Anlagen oft über ein großes Gebiet verteilt sind. Mit 5G können Drohnen Stromleitungen in brandgefährdeten Regionen überprüfen, Bäume in der Nähe erfassen und als potenzielle Brandgefahren identifizieren.
Heute müssen diese Stromleitungen zu Fuß abgeschritten oder abgefahren werden. Wieviel einfacher und schneller wäre es, dies mit Drohnen zu erledigen. Deren eingebautes KI-Bildverarbeitungssystem sendet die Daten zur Echtzeitverarbeitung an einen entfernten Server.
Sehen Sie 5G als revolutionäre Technologie oder ist es ein evolutionärer Schritt nach 4G?
Kurzfristig werden die Auswirkungen von 5G evolutionär sein, aber ich denke, wir werden in fünf oder zehn Jahren revolutionäre Anwendungen sehen. Zum Beispiel werden zukünftige Versionen von 5G über Mikropositionierungs-Funktionen verfügen, um die Position eines Objekts in einem Netzwerk millimetergenau zu bestimmen. Sie werden auch Sidelink-Funktionen mitbringen, die es Geräten ermöglichen, miteinander zu »sprechen«, ohne einen zentralen Netzwerkknotenpunkt zu durchlaufen.
Solche Fähigkeiten werden die Kommunikation zwischen autonomen Fahrzeugen ermöglichen, wie etwa bei Drohnen, die Unternehmen für die Lieferung von medizinischem Material einsetzen. Es braucht Koordination und Kommunikation zwischen diesen Drohnen, um zu verhindern, dass sie sich gegenseitig zum Absturz bringen.
Ich denke auch, dass 5G plus Edge Computing es uns endlich ermöglichen wird, das Versprechen von Virtual Reality (VR) und Augmented Reality (AR) zu realisieren. Beide sind auf sehr niedrige Latenzzeiten angewiesen. In den Anfängen von VR wurde den Menschen übel, weil es eine Verzögerung zwischen dem, wohin sie schauen, und dem, was sie sehen, gab. 5G bietet die niedrige Latenzzeit, die es diesen Anwendungen ermöglicht, wie vorgesehen zu funktionieren.
Bedeuten 5G und Edge Computing, dass wir in ein neues goldenes Zeitalter der Konnektivität eintreten?
Ich würde sagen, dass wir bereits in dieses goldene Zeitalter der Konnektivität eingetreten sind. Stellen Sie sich vor, wie viel schwieriger es gewesen wäre, die Pandemie ohne Hochgeschwindigkeits-Breitband und WLAN zu bewältigen. In den letzten Jahren haben wir die Vorteile der allgegenwärtigen Konnektivität demonstriert und bewiesen, dass wir alle Arten von Arbeit remote erledigen können.
Jetzt ist es das Ziel, diese Konnektivität auf den Mobilitätsraum auszudehnen und autonome Geräte zu verbinden. Ich denke auch, dass wir einen Fokus auf die Erhöhung des Umfangs und der Qualität der Mobilfunknetzabdeckung in ländlicheren Gebieten sehen werden. Und 5G wird dabei eine ziemlich große Rolle spielen.
Ich bin sicher, dass mehr Menschen Augmented Reality für Trainingszwecke nutzen werden. Im Gesundheitswesen beispielsweise könnten Ärzte auf ein AR-Overlay zugreifen, um sich auf eine Operation vorzubereiten oder telerobotische Fernoperationen durchführen. Einige Krankenwagen in Großbritannien wurden bereits mit 5G ausgestattet. Dort können nun Ärzte aus der Ferne mit Rettungssanitätern vor Ort zusammenarbeiten, um eine Triage durchzuführen, bevor der Patient im Krankenhaus eintrifft.
Möchten Sie noch einen Blick in die Glaskugel wagen, wie 5G und Edge Computing unser Leben in Zukunft verbessern könnten?
Ich bin mir nicht sicher, ob es in meinem Leben noch Realität wird, aber ich erwarte, dass meine Tochter oder meine Enkelkinder nicht mehr mit dem Auto fahren werden, sie werden eher in fliegenden Fahrzeugen reisen. Sie werden das Haus verlassen, in eine Drohne steigen und abheben. Wir werden eine Menge neuer Kommunikationsinfrastruktur benötigen, um die Flugsicherung für Millionen von autonom fliegenden Privatflugzeugen sicher zu stellen.
Das klingt sehr futuristisch, aber in Dubai wird bereits mit fliegenden Motorrädern experimentiert, wie man sie aus Science-Fiction-Filmen kennt. Wir werden sehen, wie lange es dauert, bis die Technologie zum Mainstream wird, aber ich bin mir sicher, dass all die Dinge, die wir besprochen haben – niedrige Latenz, KI, visuelle Verarbeitung, autonome Navigation, Edge-Rechenleistung – unerlässlich sind, um dorthin zu gelangen.
Michael Clegg, danke für das Gespräch.
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