Números de baixa latência são um alvo em movimento. Eles são mais altos para aplicativos com requisitos de baixo throughput do que para aplicativos com requisitos de throughput mais alto. Em geral, a latência é uma função do projeto de rede adequado. A latência de rádio deve ser considerada juntamente com a latência IP de ponta a ponta e o atraso de ida e volta. Um fator importante que contribui para a latência é compartilhado pelas tecnologias 5G, Wi-Fi e Cisco Ultra-Reliable Wireless Backhaul (URWB): os aplicativos mais próximos estão localizados onde os dados estão sendo processados em data centers, nuvens ou na borda da rede , menor a latência possível.
Os requisitos de baixa latência variam de acordo com o aplicativo
Em VoIP, 150 milissegundos de latência em uma direção não são percebidos pelos usuários e, portanto, perfeitamente aceitáveis. Com aplicativos de colaboração como WebEx ou Microsoft Teams e realidade aumentada e virtual (AR/VR), são necessários tempos de resposta bidirecionais abaixo de 50 milissegundos. Se você estiver usando conexões sem fio para operar um Robô Móvel Autônomo (AMR) ou um Veículo Guiado Automatizado (AGV) em uma fábrica, são necessários tempos de resposta abaixo de 20 ms em uma rede de alto rendimento, enquanto algum controle de processo de circuito fechado o tráfego requer 10 ms ou menos de latência de ponta a ponta.
Como a latência geralmente é calculada
A latência de IP de ponta a ponta geralmente é calculada em uma direção: do dispositivo sem fio para a rede sem fio, rede de transporte IP e servidor de aplicativos. Tempo de ida e volta (RTT) é o cálculo da latência bidirecional (por exemplo, o tempo necessário para um ping de rede). Alcançar uma latência RTT mais baixa é simplificado com a maior proximidade dos aplicativos que hospedam os dispositivos sem fio.
Ao calcular a latência de IP de ponta a ponta, é importante considerar a latência típica de tempo de ida e volta (RTT) entre um usuário final e um provedor de nuvem ou provedor de rede de distribuição de conteúdo (CDN). Em um projeto de rede visando 150 ms de latência RTT, a divisão de tempo entre cada segmento de rede ou bloco de construção do dispositivo local para sua aplicação deve ser estimada. Um dispositivo se conecta a uma rede sem fio local com sua latência over-the-air e, em seguida, os dados são transmitidos pela infraestrutura IP pública e privada, incluindo switches, roteadores e firewalls no caminho de ida e volta. Isso geralmente gera uma latência imprevisível da Internet antes de chegar ao aplicativo. Além disso, o tempo de processamento necessário antes que uma resposta seja enviada de volta também deve ser considerado no cálculo da latência geral.
Como diferentes tecnologias sem fio lidam com a latência
Tipos avançados de serviço 5G – como 5G Enhanced Mobile Broadband (eMBB) e 5G Ultra-Reliable Low Latency Communications (URLLC) – incluem otimizações em cada etapa do hardware de rádio e processos de transmissão de uplink e downlink. Novos recursos de rádio abordam comunicações de baixa latência, permitindo um intervalo de tempo de transmissão variável (TTI), que pode ser escalado de 1ms até ~140 microssegundos, dependendo se a eficiência espectral em eMBB ou baixa latência em URLLC é o objetivo principal. Em uma rede 5G, a User Plane Function (UPF) é o ponto de interconexão entre a infraestrutura móvel e a rede de dados e recebe os pacotes IP do rádio por um túnel.
O Wi-Fi, embora opere em bandas não licenciadas, é estritamente regulamentado pelos países. Os regulamentos locais definem níveis máximos de potência para pontos de acesso para evitar interferência entre usuários. Isso, por sua vez, determina alcance, cobertura, penetração e força do sinal. Espera-se que a próxima geração do protocolo Wi-Fi aprimore seu determinismo, permitindo melhor controle de latência em um projeto de rede.
Embora o Wi-Fi e o 5G usem diferentes tipos de encapsulamento, os pacotes IP em uma rede Wi-Fi se movem de forma semelhante dos pontos de acesso para a rede de rádio sem fio e através de túneis para um controlador de LAN sem fio (WLC). Se for necessária baixa latência para um aplicativo, um Wi-Fi WLC para o caminho do servidor de aplicativos deve ser projetado o mais curto possível.
Com o Cisco Ultra-Reliable Wireless Backhaul (Cisco URWB), uma tecnologia de backhaul de WAN sem fio derivada de Wi-Fi e projetada para atender a ambientes de rede móvel, fornece conexões de baixa latência, altamente confiáveis, de longo alcance e alta largura de banda que podem lidar com terminais movendo-se em alta velocidade com transferências de atraso zero (como veículos, trens ou metrôs). Operando em frequências não licenciadas, o segmento Cisco URWB requer um design adequado para controlar a latência e o handover rápido em menos de 5 ms, enquanto a infraestrutura IP ponta a ponta que começa no gateway Cisco URWB é como as topologias Wi-Fi e 5G.
Aprimoramentos recentes fornecem conectividade ininterrupta para dispositivos em movimento rápido, enviando pacotes de alta prioridade por meio de caminhos redundantes. A tecnologia Multipath Operations (MPO) patenteada pela Cisco pode duplicar o tráfego protegido em até 8 vezes, evitar caminhos comuns e funciona junto com a disponibilidade de hardware para menor latência e maior disponibilidade, limitando interferências e falhas de hardware.
Baixa latência significa coisas diferentes em diferentes aplicativos e requer soluções diferentes. O projeto de rede correto pode reduzir a latência para os alvos desejados com base na estratégia e nos casos de uso de sua empresa.
A latência de rádio deve ser estimada no contexto da latência IP de ponta a ponta e do atraso de ida e volta. Embora muitos fatores diferentes contribuam para reduzir a latência, com 5G, Wi-Fi e Cisco URWB, quanto mais próximos os aplicativos estiverem de onde os dados estão sendo processados, seja em um data center, nuvem ou borda de rede, menor será a provável latência do serviço.
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