Il 5G si prepara a giocare un ruolo centrale nello sviluppo dell'Edge Computing e, più in generale, delle applicazioni digitali "data intensive. Ma cosa è l'Edge Computing e quali benefici assicura alle aziende?

 

Cos'è l'Edge Computing

L'Edge Computing è un modello computazionale decentralizzato in cui i dati critici, quelli delle applicazioni più sensibili alla latenza (che generano trigger, allarmi o risposte in tempo reale) sono analizzati in loco, laddove vengono rilevati. Al data center centralizzato o all'infrastruttura cloud potranno essere inviati i dati già parzialmente rielaborati in locale, le informazioni oggetto di analisi più complesse – tipicamente le Big Data Analytics – e i dati storici da conservare nel tempo.

L'Edge Computing è il cuore pulsante delle applicazioni digitali più innovative, che guardano alla realtà virtuale e aumentata, all'intelligenza artificiale e alle tantissime applicazioni dell'IoT – dal monitoraggio strutturale alla telemedicina, per arrivare ai tanti servizi delle smart city. Servizi evoluti, che si fondano su un data management diverso rispetto al passato, quando quel che si faceva era raccogliere i record provenienti da macchinari e sensori per trasferirli a un data center centralizzato, dove si procedeva alle elaborazioni del caso. Oggi, invece, molte applicazioni richiedono un'analisi immediata dei dati – con tempi di risposta nell'ordine di pochi secondi o frazioni di secondo – anche in ambienti nei quali non è possibile contare su una connessione capillare e stabile. Ecco perché aziende ed enti dalla PA stanno progressivamente abbracciando un nuovo modello architetturale che sfrutta le potenzialità delle reti wireless in banda larga di ultima generazione per migliorare le funzionalità analitiche.

Solitamente, un'architettura di Edge Computing è il compendio di diverse tecnologie abilitanti: reti wireless, cloud, infrastrutture di comunicazione Peer-to-Peer e soluzioni di virtualizzazione. La connessione tra i dispositivi che generano i dati e la piattaforma di Edge Computing che li elabora localmente è possibile in diversi modi: tramite connessioni Wi-Fi negli ambienti chiusi, attraverso reti 4G LTE o 5G negli spazi aperti.

I benefici dell'Edge Computing

I punti di forza dell'Edge Computing sono diversi. Anzitutto la latenza ridotta, ovvero la capacità di fornire velocemente output di analisi. Una caratteristica che rende questo modello il più adeguato in tutti quei contesti in cui un'applicazione o un sistema sono pensati per generare allarmi o innescare risposte automatizzate al verificarsi di particolari eventi. Anche l'occupazione di banda si riduce: se una prima "scrematura" dei dati avviene direttamente laddove gli stessi si generano, al data center potranno essere inviate informazioni già in parte elaborate e di dimensioni più contenute. A beneficiarne è, poi, la sicurezza: se è vero, infatti, che la superficie d'attacco si amplia a tutti gli endpoint della rete, è altrettanto vero che procedendo con le analisi direttamente laddove i record vengono prodotti si riduce la quantità di dati in transito potenzialmente intercettabili dai malintenzionati. I dati potranno essere crittografati in locale e tradotti in un protocollo di comunicazione sicuro prima di essere inviati al data center o alle risorse storage condivise in cloud.

 

Le applicazioni e gli ambiti d'uso dell'Edge Computing

L'Edge Computing permette agli operatori telco di moltiplicare i servizi a disposizione delle aziende. Retail, manifatturiero, trasporti e utility sono i settori che, più di altri, beneficiano delle applicazioni potenziate dall'elaborazione periferica dei dati. Al momento, la maggior parte delle sperimentazioni riguarda l'ambito industriale e, in particolare, la gestione di sistemi di sensori e attuatori: grazie al 5G e all'Edge Computing è possibile creare reti private di endpoint geograficamente distribuiti e realizzare servizi dedicati a questi network. Nel manufacturing, l'Edge Computing è anche il cuore pulsante della robotica industriale di ultima generazione e dei digital twins, i gemelli digitali di macchinari e impianti complessi, utilizzati nelle attività di simulazione. L'Edge Computing migliora i servizi in streaming del comparto media e i servizi pubblici delle smart city: mezzi pubblici a guida autonoma e semafori di ultima generazione, oltre ad applicazioni di smart security potenziate dall'intelligenza artificiale. Nel retail, le App per smartphone che sfruttano le tecnologie di realtà aumentata, l'intelligenza artificiale, il geotagging e i servizi location based massimizzano il coinvolgimento del consumatore nell'esperienza d'acquisto. Altro fronte di sperimentazione è quello del monitoraggio delle infrastrutture, quando occorre elaborare di continuo o a intervalli brevissimi i dati direttamente nel loro punto di origine. Anche le utility e le aziende del petrolchimico iniziano a comprendere i benefici dell'Edge Computing: gli smart meter e i droni usati all'interno di impianti di lavorazione e raffinerie sfruttano proprio questo modello di elaborazione dati. Negli ultimi anni si è diffusa anche in sanità la necessità di elaborazione dati periferica sui dispositivi medicali, per offrire ai pazienti cronici servizi di monitoraggio remoto a domicilio.

I vantaggi del 5G abbinato all'Edge Computing

Secondo l'IEEE (Institute of Electrical and Electronic Engineers) entro il 2025 il 20% di tutti i dati prodotti verrà analizzato in tempo reale. L'integrazione tra 5G ed Edge Computing permetterà, infatti, di aumentare la velocità di processing sfruttando la cache locale di dispositivi come smartphone o sensori IoT. Grazie all'integrazione di queste due tecnologie sarà anche possibile condividere le risorse computazionali tra una pluralità di device e migliorare l'efficienza energetica delle reti di connettività e dei device. La combinazione di Edge Computing e 5G aumenta la resilienza e la sicurezza dei network, garantendo un'allocazione ottimale dei workload. Sarà possibile rispondere in modo ottimale ai requisiti delle diverse applicazioni con il network slicing, ovvero la creazione dinamica di porzioni logiche di rete che condividono la medesima infrastruttura fisica. In un futuro non molto lontano, quindi, si potranno adattare i modelli di traffico alle esigenze del momento in modo automatizzato e dinamico, migliorando le prestazioni a livello di latenza, affidabilità, prioritizzazione e larghezza di banda.

I percorsi di sviluppo delle reti 5G e dell'Edge Computing sono strettamente correlati. Le principali caratteristiche del 5G, ovvero capacità di rete (fino a 1 milione di dispositivi collegabili per chilometro quadrato), bassa latenza (intorno ai 10 millesimi di secondo tra l'invio della richiesta dati e la loro ricezione) e velocità di trasmissione (fino a 2 Gigabit al secondo).

Lo streaming video e la capacità di inviare, scaricare e rielaborare file in tempo reale sono solo la minima parte dei benefici tangibili che il 5G offre. La diffusione più capillare delle reti di nuova generazione spiana la strada allo sviluppo delle tecnologie esponenziali come la realtà virtuale e aumentata, la Blockchain, l'Artificial Intelligence e il Machine Learning. La capacità di processare enormi quantità di record in frazioni di secondo all'interno device piccolissimi come sensori e altri oggetti connessi di fatto permette dare concretezza a tutti i servizi delle moderne Smart City: la videosorveglianza intelligente, la realtà virtuale per gli eventi, le video e speech analytics e molto altro.

Le aziende e le amministrazioni pubbliche che vogliono implementare scenari IoT complessi devono obbligatoriamente farlo con modelli ibridi che includono componenti cloud infrastrutturali, connettività mobile e 5G. Questo serve a garantire quella capacità di data processing in tempo reale che è fondamentale per queste applicazioni. La maggior capacità di rete del 5G si rivela essenziale per rafforzare le connessioni tra i dispositivi periferici e i data center ospitati in cloud ai quali viene demandato l'espletamento di alcune funzionalità chiave per i servizi IoT. Nei veicoli a guida autonoma, per esempio, all'Edge Computing sarà affidata la gestione in tempo reale della sicurezza di guida – attraversamento degli incroci, capacità di evitare le collisioni con altri veicoli – mentre il planning dei percorsi sarà gestito in cloud.

 

24 marzo 2020