бУдущие сети. Будущие сети. Holographic type communications (htc)

• Название: Holographic type communications (htc)
• Анкор: бУдущие сети
• Дата: 30.11.2021
• Размер: 21.37 Kb.
• Имя файла: Будущие сети.docx
• Тип: Документы; #286512

Network 2030 – это собирательное название исследования, направленного на создание новых и на развитие существующих сетей передачи данных. Проект затрагивает фиксированную связь (LAN, WAN, спутники), при этом существенное внимание уделяется увязыванию между собой разнотипных сетей передачи данных.

Главой рабочей группы по Network2030 является Ричард Ли (СЕО Futurewei, подразделения Huawei в США), в группе есть представители техногигантов из нескольких стран — США (Verizon), Южной Кореи (SK Telecom), Китая (China Telecom), Великобритании (National Physical Laboratory) и России (Ростелеком).По мнению авторов проекта, основной проблемой современного интернета является жёсткое разделение базовых технологий на телеком и ИТ. Так, от условных «связистов» требуется доставить сигнал определённого вида из точки «А» в точку «Б», а вид этого сигнала определяется уже конкретным сервисом. В результате получается схема, при которой пакет данных формируется на одном конце и без изменений путешествует по сети. Такой подход оправдан в сетях, где трафик однороден, и основным требованием является надёжность доставки. Но в сетях нового поколения требуется более гибкая схема, которая учитывает требования к востребованным сервисам:

Holographic type communications (HTC): создание реалистичных трёхмерных изображений либо совсем без очков, либо с помощью устройств дополненной реальности. Пропускная способность — гигабиты в секунду. Требования: низкие задержки, одновременная доставка до всех абонентов, широкий канал, требования к производительности обработки данных терминала.

Tactile Internet for remote operations (TIRO): удалённая работа с роботами, предназначенными для различных целей — автоматизация производства и проведения операций. Требования: низкие задержки и синхронность передачи аудиовизуальной и тактильной информации, производительность каналов связи сопоставима с возможностями восприятия.

Human System Interface (HSI): 360-градусное видео (широкий канал), задержки соответствуют возможностям глаза и других органов чувств. Синхронизация более важна, чем задержка в обе стороны, разделение потоков по степени критичности.

Intelligent operation network (ION): множество точек снятия параметров, использование ИИ для анализа, динамическая реакция. Требования: низкие задержки и реакция на события, динамическая конфигурация сетей.

Network and computing convergence (NCC): объединение сетей различных типов, в т.ч. и беспроводных. Единые протоколы, гибкая адресация, отсутствие привязки к географии, способность к быстрому изменению конфигурации сети.

Digital twins (DT): цифровые двойники процессов, управляемых в реальном времени. Много разнотипных данных, приходят быстро, быстрый отклик на события, разная степень мобильности. Присутствуют критичные к разглашению персональные данные, в приоритете автоматизированный анализ.

Space-terrestrial integrated network (STIN): инфраструктура передачи данных с предсказуемой траекторией движения спутников. Скорость передачи данных сильно зависит от энергетики канала и метеорологических явлений, на которые повлиять оператор не может.
Industrial IoT (IIoT) with cloudification: облако для обслуживания процессов автоматизированного производства. Фактически, создаётся изолированная инфраструктура, элементы которой постоянно обмениваются небольшими порциями данны.

В концепции Network 2030 отдельное внимание посвящено таймингам. Например, при дистанционном управлении транспортным средством, очень важно, чтобы возможности сети позволяли не только передать телеметрию, но и получить и выполнить какой-либо управляющий сигнал.

В связи с этим, рабочей группой предлагается определить три типа сервисов:

• 
  in-time;
  
• 
  on-time;
  
• 
  скоординированный сервис.
  

Сервисы распределены по времени доступа к данным в соответствии с таблицами ниже:

Таблица 2. Типы сервисов и сферы их применения

Тип	Критерий получения данных	Сфера применение	Время
In-time	не позже определённого момента	Управление производством, Телемедицина	t 1-10 мс
On-time	в рамках строго заданного узкого интервала	Управление инцидентами, Согласованные по времени действия (например, управление роем дронов)	∆t 1 мс
Скоординированный сервис	относительно других потоков	Мультимедиа, Автономно действующие системы	t < 5мс

Таблица 3. Задержки

Составной сервис	Критерий	Применение	Время
Качественный сервис	В зависимости от состояния сети	Высокая пропускная способность для передачи мультимедиа (например, голограмм)	40 мс
Голограммы	Управляемый, тайминги и ширина канала критичны	Высокие требования к пропускной способности канала, применение различных кодеков в зависимости от задачи (телеконференции, телемедицина)	30 мс
Цифровая телепортация	Управляемый, потоки синхонизированы	В режиме, близком к реальному	30 мс
Тактильные взаимодействия	Зависимость от таймингов, высокая надёжность	Низкое время отклика, кодек зависит от типа мультимедиа, в некоторых случаях требуется высокая пропускная способность канала	< 10 мс

Пара слов о New IP

Проект нового протокола был представлен подразделением Huawei под рабочим названием New IP. Это принципиально новый стек технологий, в основе которого лежит гибридный протокол уровней L2-L3.

На тему New IP на Хабре есть отдельная статья, и если обобщить её ключевые тезисы, то новый протокол принесет:

• 
  семантическую адресацию;
  
• 
  сетевые адреса переменной длины;
  
• 
  поддержку разнородных сетей;
  
• 
  сервисы с предсказуемыми задержками;
  
• 
  технологии безопасности и конфиденциальности;
  
• 
  высокую пропускную способность;
  
• 
  возможность динамического формирования пакетов.
  

Предполагается, что изменение подхода позволит более гибко подходить к организации технологического стека, а значит адаптировать локальные и глобальные сети под потребности конкретных пользователей.

Забота о безопасности или тотальный контроль?

Наиболее интересным и, в то же время, спорным элементом концепции Network 2030 является возможность адаптивного управления сетями. Фактически, рабочей группой предлагается технологический стек для динамического управления сетями. Функционирует такой механизм следующим образом: из многочисленных узлов сети собираются актуальные параметры, далее на основе алгоритмов искусственного интеллекта изменяется конфигурация сети для обеспечения наилучших показателей производительности Интересен также механизм защиты от подмены узлов, когда каждый узел должен хранить хэши недавно переданных пакетов. Если у соседнего элемента возникает сомнение в легитимности источника/приёмника, он сравнивает собственный хэш с хэшем на узле.Как функционирование подобного механизма будет реализовано, и кто получит возможность наблюдения за конфигурацией сети — пока не сообщается. Авторы концепции подчёркивают, что основной целью его внедрения является забота о безопасности и надёжности всей системы в целом. Но очевидно, что наличие такого механизма позволяет говорить и о возможности получить дополнительные инструменты контроля над действиями конкретного пользователя.

Что дальше

Понятно, что сами по себе технологии, пусть даже и прорывные, начинают приносить пользу только тогда, когда становятся востребованными. Современные электронные платежи, государственные услуги онлайн, стриминг фильмов и игр, интернет-магазины и службы доставки всех мастей прошли долгий путь эволюции от плохо работающей поделки до действительно удобных сервисов. Чем сложнее технология, чем больших вложений она требует — тем меньше шансов на успех.

Совершенно ясно, что одного изменения подхода к проектированию сетей будет недостаточно. Потребуется как минимум наличие соответствующей инфраструктуры — сетей передачи данных и устройств, способных реализовывать перечисленные сервисы, а также устройств, позволяющих этими сервисами пользоваться. В МСЭ это понимают, поэтому подчёркивается, что переход будет поэтапным.

В первую очередь, это касается вновь создаваемых сетей. Модернизация имеющейся инфраструктуры должна осуществляться постепенно, с сохранением обратной совместимости. Для того, чтобы данный процесс проходил наименее болезненно, предложен системный подход к построению технологического стека.
Технологический стек 2030

Для наиболее перспективных (с точки зрения авторов концепции) направлений предложены следующие варианты реализации:

Автоматизация и роботы. Управление процессами производства, требующее оперативного информационного обмена в рамках заданных ограничений по задержкам, работа с «цифровыми двойниками». Данные: телеметрия и управляющие сигналы.
Голографические технологии. Массовая рассылка мультимедийных данных (потоковое видео и голограммы), в приоритете — широкие каналы.
Технологии телеприсутствия и дополненная реальность. Передача тактильных ощущений и т.п. Требуется синхронность передачи всех потоков.
Телемедицина. Устройства для проведения инвазивных процедур, требуется гарантированная передача данных.
Автономно действующие критические системы. Беспилотные транспортные средства, системы управления городской инфраструктурой (дорожное движение и т.п.), которым требуется гарантированная передача пакетов в рамках заданных временных интервалов.

Какие можно сделать выводы

В 2020 году некоторые постулаты концепции Network 2030 кажутся несбыточными. Нужно понимать, что пока речь не идет о готовой технологии, представленной на публичное обсуждение. Рабочая группа при Международном союзе электросвязи только изучает гипотезы и возможность их применения в будущем.

Очевидно, что только одного желания для реализации всех задуманных в концепции новшеств будет недостаточно — проект должен найти поддержку у производителей оборудования и сервис-провайдеров. Вероятнее всего, всех нас ждет и замена оборудования, и появление новых протоколов связи, и, возможно, изменение привычных паттернов потребления контента и цифровых услуг.
Концепция Network 2030 довольно объемна. Предлагаю начать знакомство с ней с нескольких ключевых публикаций: