Bevor das LEO Trek Projekt ins Leben gerufen wurde, haben wir die Grundlagen mit unserer Publikation HyperDrive: Scheduling Serverless Functions in the Edge-Cloud-Space 3D Continuum gelegt, die auf dem IEEE/ACM Symposium on Edge Computing 2024 (SEC'24) vorgestellt wurde. Diese Arbeit zeigte unsere intensive Auseinandersetzung mit den Herausforderungen der Integration von Edge-Cloud-Space in ein einheitliches 3D Continuum.

Hier finden Sie das Paper: https://arxiv.org/pdf/2410.16026

Serverless Functions im 3D Continuum

Die Verteilung von Services über Cloud- und Edge-Server im sogenannten Edge-Cloud Continuum ist heute Standard. Mit über 8.000 Satelliten im Low Earth Orbit (LEO) wird das Netzwerk nun erweitert. Diese Satelliten zeichnen sich durch geringe Latenzzeiten und zunehmender Rechenkapazität aus. LEO Trek integriert diese Satelliten in ein 3D-Continuum aus Edge Nodes, Cloud Nodes und Satelliten Nodes. So können Workflows nahtlos überall ausgeführt und die Möglichkeiten von Serverless Computing erweitert werden.

Potential von Low Earth Orbit Satelliten

LEO Trek erleichtert Entwicklern die Erstellung von Serverless Workflows, die automatisch über das 3D-Kontinuum verteilt werden. Dabei berücksichtigt die Plattform Faktoren wie Laufzeitanforderungen, Satellitenpositionen, Akkustand und Sonnenausrichtung, um die optimale Ausführung sicherzustellen.

Bei einer Naturkatastrophe wie einem großen Waldbrand können Drohnen Daten sammeln, die Hilfsteams unterstützen. Doch Drohnen allein stoßen oft an ihre Grenzen. Erdbeobachtungssatelliten liefern zusätzliche Informationen, beispielsweise durch Radaraufnahmen, die Rauchwolken durchdringen.

Die Herausforderung besteht darin, dass Drohnen weder ihre eigenen Daten noch die umfangreichen Erdbeobachtungsdaten von bis zu 100 Gigabyte eigenständig verarbeiten können. In abgelegenen Regionen oder bei zerstörter Infrastruktur ist auch die Cloud keine Option.

Hier greift LEO Trek ein: Drohnen senden ihre Daten an einen Cluster von LEO-Satelliten, der auch Daten von Erdbeobachtungssatelliten integriert. Diese Satelliten verarbeiten die Informationen gemeinsam und erstellen ein optimiertes, kompaktes Produkt. Dieses kann dann schnell an Hilfsteams gesendet werden, beispielsweise um die Position von Menschen oder Tieren zu identifizieren, die vom Feuer eingeschlossen sind.