Математики РУДН ускорили интернет вещей с помощью тумана

Математики РУДН предложили новую схему для сети интернета вещей. Она использует летающие дроны, которые обрабатывают данные вместо облачных дата-центров. Это ускоряет сеть.

Интернет вещей свяжет между собой устройства пользователя и повседневные бытовые и профессиональные устройства. Сейчас трудность в том, что не найден баланс между функциональностью и энергоэффективностью. Для решения этой проблемы математики РУДН предложили использовать новый тип архитектуры сети — туманные вычисления.

«Интернет вещей дает многообещающие возможности. Но чтобы развернуть такую сеть и управлять ею, нужно решить ряд вопросов. Одна из основных задач — обеспечить 5G/6G-покрытие и доступность сети. У устройств интернета вещей часто ограничен ресурс, особенно с точки зрения мощности. Поэтому баланс между функциональностью и энергоэффективностью должен быть тонким компромиссом. Особенно для устройств на батарейках или установленных в труднодоступных местах»,— говорит Аммар Мутханна, кандидат технических наук, директор центра моделирования беспроводных сетей нового поколения РУДН.

Математики предложили использовать так называемые летающие туманные вычисления. Это нечто среднее между облачными вычислениями, когда вся основная работа идет на удаленном центре, и обычными вычислениями на конечных устройствах. В туманных архитектурах хранение и обработка данных происходят на дополнительном уровне между облачным дата-центром и другими элементами сети. Летающие туманные вычисления, которые предлагают исследователи из РУДН, реализуются с помощью дронов. Они перемещаются по необходимости туда, где нужно обработать данные. В результате в сети снижается время задержки, улучшаются надежность и скорость сети.

Математики РУДН сравнили работу туманных вычислений на дронах с обычной сетью интернета вещей. Среднее время задержки в обоих случаях зависело от числа узлов сети, но всегда оказывалось меньше в сети на дронах. Например, при 500 узлах задержка уменьшилась почти вдвое. При 100 узлах разница едва заметна, но она все равно свидетельствует в пользу летающих туманных вычислений.

«Летающие туманные вычисления — многообещающее решение. Мы показали их преимущества по сравнению с традиционными схемами. Новая модель обмена данными в полной мере использует потенциал такой сети, она превзошла традиционные статические граничные вычисления — она снижает среднюю задержку»,— отмечает Аммар Мутханна.

Мутханна Аммар Салех Али, доктор технических наук, директор центра моделирования беспроводных сетей нового поколения РУДН:

— Зачем нужен интернет вещей?

— Интернет вещей представляет собой концепцию, в которой физические устройства и объекты оборудуются сенсорами, актуаторами и другими технологиями для сбора и обмена данными через интернет. У такой технологии есть множество применений, полезных человеку, самое полезное из них — автоматизация различных обыденных вещей, таких как включение света в комнате или контроль безопасности своего дома.

— Какие возможности даст интернет вещей человеку?

— Интернет вещей даст человечеству возможность строить целые умные города помимо умных домов и т. д., также автоматизировать производство — этим вопросом уже занимается промышленный интернет вещей.

— Есть ли сейчас работающие модели интернета вещей?

— Да, конечно, к ним относятся даже различные умные лампочки, умные холодильники и т. д. Даже телевизоры в наше время уже все делаются с функцией выхода в интернет.

— Что такое «туманные вычисления»?

— Туманные вычисления — это концепция обработки данных ближе к источникам их генерации (к пользователям, например), позволяющая снижать задержки, экономить пропускную способность сети и улучшать конфиденциальность.

— Использование дронов в перспективе даст увеличение скорости обработки данных. Как будут перемещаться эти дроны? Значит ли это, что они будут находиться повсюду в городе?

— Предполагается, что так и будет, сейчас уже существуют и изучаются такие концепции, как летающие сети, которые как раз позволят увеличить скорости обработки данных.

Вероятно, что да, дроны будут повсюду, летать над городом, принимать от сети задачи по обработке данных и решать их. Перемещение дронов будет конфигурироваться специалистами, и, скорее всего, они будут двигаться либо по определенной траектории над городом, либо же в зависимости от скопления пользователей.

— Безопасна ли такая технология?

— Скорее всего, они будут внедряться достаточно долго, и, конечно же, перед этим все будет проверено и протестировано на безопасность. После повсеместного внедрения, конечно, будет угроза несанкционированного доступа к дронам злоумышленниками, однако для избежания кибератак будут обеспечены определенные меры безопасности

Использованы материалы статьи.

Подготовлено при поддержке Минобрнауки