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5G mMTC智慧城市解決方案

為了建置大量5G IoT網絡、實現未來的智慧城市,網路營運商或電信公司可以在技嘉H242系列伺服器基礎上,運用支援mMTC特性(巨量多機器型態通訊)的MEC(邊緣運算)技術。

智慧城市滿足都市化的挑戰

1900年,地球上只有14%的人口居住在都會區¹,但如今,全球超過55%的人口居住在都會區,而且比例仍持續增加。聯合國預測,到2050年,居住在都會區的人口百分比將接近70%²。隨著世界人口增長以及人類迅速都市化,改善城市是全球迫切的需求。要管理這麼多大城市的資源和運作,只有實現自動化和互聯,才具有成本效益和效率,這也是智慧城市的基本前提。

在智能城市中,感應器可放置於任何地方收集數據,街道、建築物、公共和個人設備都可以相互連接,然後將這些感應器產生的大量數據進行傳送、分析和回饋給基礎設施,以進行對應的運作調整³。實際應用包括廢棄物管理、交通和停車管理、公共車輛的物流和車隊管理、空氣和水質監測的環境感測器以及電動車的電子廣告看板和充電站。

¹守護者 城市數量:都市擴張以何種模式改變世界,2015年11月23日
³Babak Beheshti 5G對智慧城市有什麼用意,智慧城市世界,2019年10月23日

應用場景

智慧廢棄物管理

路邊垃圾桶配備遠端感應器,以辨別垃圾桶是否已滿,讓全城市中的廢棄物管理服務機構可以有效地將垃圾車派發到需清運的據點,以節省燃料成本。數據同時可用於監控不同政策對垃圾量的影響,例如限塑政策上路後,垃圾量的增減變化。

智慧能源管理

建築物可以配備智慧電錶顯示電、瓦斯和水的用量,並將使用數據自動上傳到公共事業機構,進而免除人工抄送,節省人力成本。數據累積提供分析基礎能據以預測負載量,動態調整發電量和輸送量。

智慧停車管理

網路感應器可以偵測路邊或停車場中還有多少個停車位。此資訊可以自動連接到自駕車的地圖應用程式,自動引導到最近的停車位,節省了能源消耗和人工尋找車位所耗費的時間。

實現都市物聯網網路的挑戰

為了實現未來的智慧城市,需要將大量感應器和其他無線設備,連接到具儲存、處理和分析的軟體和系統中,並將這些資料用於運作、管理全城市的服務。mMTC(巨量多機器型態通訊)是5G的特性之一,可支援極高密度的設備連線。因此,網路營運商可以利用技嘉H242系列伺服器,結合mMTC(巨量多機器型態通訊)與MEC(邊緣運算),打造出滿足巨量物聯網網路需求的基礎設施。
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智慧城市

智慧城市解決方案:mMTC + MEC

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高密度連結的mMTC

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MEC減少網路回傳

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網路切片滿足多樣化服務需求

高密度連結的mMTC

mMTC特性讓大量設備(例如感應器)得以連接,這些設備僅偶爾有發送和接收少量資料的需求。mMTC網路設計具耐延遲特性,利用低寬頻發送,但仍能有效傳輸或接收小量數據資料。mMTC支援高密度連線 - 每平方公里多達100萬個設備,這是目前4G LTE數量上限的10倍。
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4G LTE vs. 5G 和 mMTC 運用場景

MEC減少網路回傳

mMTC需要匯集和分析所有互連感應器產生的大量資料,以掌握和控制所處的環境。邊緣運算使這些大型數據傳輸和分析可以在網路邊緣進行,降低網路回傳,減少了基礎架構和營運成本。使用MEC(邊緣運算)在網路邊緣處理這些設備產生的數據,進而減少整個網路的頻寬和能耗,並且不需要通過雲端伺服器。
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網路拓撲:4G vs. 5G

網路切片滿足多樣化服務需求

網路切片是一種架構,可在相同個實體網路架構上提供不同的虛擬化和獨立網絡,以滿足多樣化的服務要求。

網路切片使網路功能可以輕鬆配置在不同的切片中使用,以滿足特定要求。由於網路虛擬化的實現,每個切片都可以有單獨的網路架構、核心網路和RAN,透過設定讓某一個網路切片提供低安全性、低頻寬服務(例如 mMTC),而另一個網路切片提供高安全性、高可靠性的服務(例如 URLLC)。
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網路切片
在雲端原生架構下,5G MEC能滿足網路切片需求,讓5G相關服務在相同的基礎設施上運作,節省基礎設施投資和網路營運成本。網路切片是滿足 5G 多樣化需求的關鍵,並能無縫整合高頻寬 5G 網路的即時串流直播與其他服務應用的最佳解決方案,如 URLLC自動駕駛或 mMTC智慧城市物聯網應用。

作為mMTC MEC硬體基礎的技嘉H242系列

技嘉H242系列伺服器外形尺寸小(在短小的2U機身中能安裝4組獨立的運算節點),非常適合運用在遠端邊緣,例如現有的蜂巢式網路基站。H242具有四個AMD EPYC 7002系列處理器單節點,每個系統最多可提供256個核心,為大量的物聯網設備提供出色的連結和處理能力 - 因為對於智慧城市,只要CPU核心數足以負荷這些不同的應用程式在MEC伺服器上進行運算,即可支援不同廠商的應用程式佈署於許多不同的容器中,並在同一個邊緣伺服器上運作:如垃圾收集,道路照明,停車場和緊急服務等。

H242系列具有高度可擴充設計-每個節點都可以從低功耗擴展至高效能,並能輕鬆地從單個2U 4節點系統擴充為多機架佈署。它還具有技嘉遠端升級和配置管理軟體(技嘉管理控制台/技嘉伺服器管理)可輕鬆完成佈署。

技嘉H242系列伺服器非常適合做為遠端邊緣(far edge) 的MEC伺服器,可支援巨量機器網路需求,實現智慧城市。

H242-Z10

Rear-access sliding node trays

H242-Z11

Front-access sliding node trays