5G+邊緣計算,正行進在第一階段

華為云IEF博士軍團和邊緣云創(chuàng)新Lab出品
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展望未來10年,邊緣計算市場會出現(xiàn)較大的變革。5G為各行業(yè)和各企業(yè)實施更大規(guī)模的數(shù)字化轉(zhuǎn)型提供了契機,新的挑戰(zhàn)應運而生。技術(shù)革新催生新的場景和業(yè)務,業(yè)務的擴展也讓技術(shù)有了更多落地的空間,反過來也能夠促進技術(shù)的進步。

2020年3月3日,GSMA發(fā)布了與邊緣計算產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟(ECC)共同完成的《5G時代的邊緣計算:中國的技術(shù)和市場發(fā)展》(Edge computing in the 5G era:Technology and market developments in China)報告。該報告分別從技術(shù)、應用、市場前景、機會、商業(yè)模式、政策法規(guī)多個角度,剖析了邊緣計算生態(tài)的現(xiàn)狀和未來發(fā)展。

英特爾以前發(fā)布過一個《構(gòu)建面向5G的邊緣計算》報告,主要介紹了邊緣計算產(chǎn)生的背景、應用需求、技術(shù)特性、應用場景,以及英特爾公司在推進邊緣計算創(chuàng)新進程中所扮演的角色和發(fā)揮的作用,其中一些內(nèi)容兩年后回過頭來看,依然不過時。

本文整理分析了這兩篇報告中5G與邊緣計算結(jié)合的相關(guān)問題。

5G與邊緣計算的結(jié)合點及主要場景

根據(jù)調(diào)查顯示企業(yè)用戶對于5G的四大特性的關(guān)注順序為:高速數(shù)據(jù)傳輸>網(wǎng)絡切片>海量設(shè)備接入>低時延業(yè)務,該調(diào)查也一定程度上反映了上述特性對應的邊緣場景的大規(guī)模商用先后順序。最受企業(yè)關(guān)注的高速數(shù)據(jù)傳輸可能在視頻、VR、云游戲等基于基于CDN的邊緣場景最快落地,而基于低延時特性的工業(yè)4.0、遠程醫(yī)療等行業(yè)的邊緣場景仍在探索邊緣計算與5G的結(jié)合模式。

大容量數(shù)據(jù)高速傳輸

特點:數(shù)據(jù)傳輸速率遠遠高于以前的蜂窩網(wǎng)絡,最高可達10Gbit/s,比先前的4G LTE蜂窩網(wǎng)絡快100倍。

結(jié)合點:對4K\8K視頻、AR\VR、云游戲大帶寬時延敏感業(yè)務,可以結(jié)合CDN近場計算完成本地分流,保證業(yè)務體驗的同時,可以減少數(shù)據(jù)上云占用主干網(wǎng)帶寬,提高網(wǎng)絡利用效率

主要場景:

–視頻、直播:視頻內(nèi)容提供商可以通過下沉CDN部署離用戶更近的邊緣數(shù)據(jù)中心,由統(tǒng)一的邊緣管理平臺進行業(yè)務容器管理調(diào)度。結(jié)合基于內(nèi)容的路由尋址,實現(xiàn)數(shù)據(jù)本地分流,降低業(yè)務延遲改善用戶體驗。

–AR/VR、云游戲:基于5G的高速傳輸,AR\VR、云游戲的渲染計算、轉(zhuǎn)碼等業(yè)務流可以從配套的終端設(shè)備上遷移到邊緣云上進行統(tǒng)一的計算,再將結(jié)果返回給終端設(shè)備,終端設(shè)備只需要作為接收和顯示,5G的網(wǎng)絡傳輸及響應時間與邊緣云更強大的算力可以與之前AR\VR本地計算時延一致,保證用戶體驗。

低延遲,支持實時計算處理

特點:5G的延遲低于1毫秒,而4G為30-70毫秒。

結(jié)合點:對于時延極其敏感的邊緣場景,如智能交通,工業(yè)制造,遠程醫(yī)療等行業(yè),可以做到零延遲、可靠傳輸?shù)默F(xiàn)場計算。

主要場景:

–智能交通:根據(jù)調(diào)查顯示,智能交通的場景將會是5G時代下主要的邊緣場景,包括智能交通稽核、智能交通視頻監(jiān)控和L4、L5級別的全自動駕駛等交通行業(yè)場景,5G的特性可以滿足該場景下的大量邊緣設(shè)備接入,同時極低的延遲的業(yè)務需求。結(jié)合5G網(wǎng)絡分片的特性,可以對于時延敏感業(yè)務規(guī)劃單獨虛擬信道,利用大規(guī)模部署的邊緣基礎(chǔ)設(shè)施進行現(xiàn)場計算完成實時處理返回結(jié)果。

–工業(yè)制造:工業(yè)場景需通過高度自動化來提高生產(chǎn)率,而高度自動化對于高精確度閾值和實時分析的低時延、高可靠網(wǎng)絡連接有著很高的要求。5G高速、低延遲的特性簡化了原先固網(wǎng)有線部署的復雜度解決了WIFI接入時信號不穩(wěn)定、切換WIFI丟包等問題,保證了設(shè)備可以穩(wěn)定接入邊緣管理平臺和完成業(yè)務實時計算的可靠性。

支持海量設(shè)備接入

特點:4G是一平方公里10萬個連接數(shù),5G可以達到每平方公里100萬個設(shè)備的連接密度。

結(jié)合點:對于大規(guī)模設(shè)備接入的物聯(lián)網(wǎng)場景,可以采用固移結(jié)合接入方式,所有設(shè)備接入統(tǒng)一的邊緣管理平臺,減少數(shù)據(jù)流量繞行。

主要場景:

–物聯(lián)網(wǎng):根據(jù)調(diào)查,企業(yè)物聯(lián)網(wǎng)是超越連接邊界的重要驅(qū)動力。當前全球物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備超過15億,一般呈區(qū)域性密集分布,因此物聯(lián)網(wǎng)平臺需要將大量數(shù)據(jù)進行存儲、處理和分析,通過部署邊緣技術(shù)提供更接近用戶的物聯(lián)網(wǎng)場景,以加快分析和響應的速度,提供用戶使用體驗。

支持網(wǎng)絡分片

特點:運營商可以針對不同場景需求設(shè)定網(wǎng)絡特性,例如低延遲、高吞吐量、連接密度等,對應設(shè)備接入對應分片。

結(jié)合點:與海量設(shè)備接入特性相結(jié)合,支持對不同類型的流量提供不同的QOS服務,對于多種業(yè)務流的邊緣場景有較好的隔離性。

主要場景:

–工業(yè)應用:對于通過公共網(wǎng)絡基礎(chǔ)設(shè)施在私有網(wǎng)絡切片上運行的業(yè)務,隔離或成為主要的網(wǎng)絡要求。在這種場景下,每個虛擬網(wǎng)絡切片都應該與其他網(wǎng)絡切片隔離運行。某些邊緣計算應用也可能具有特定的安全和隱私要求,例如存儲或傳輸機密數(shù)據(jù)(個人數(shù)據(jù)或企業(yè)數(shù)據(jù))的應用程序。在這些情況下,隔離的網(wǎng)絡切片可以最大限度地降低數(shù)據(jù)外泄的風險,確保受保護(加密和認證)數(shù)據(jù)的有效傳輸。隔離對于工業(yè)應用案例尤其重要,典型案例可以參照在能源和石油及天然氣領(lǐng)域的應用。

5G時代邊緣計算未來市場展望

展望未來10年,邊緣計算市場會出現(xiàn)較大的變革。5G為各行業(yè)和各企業(yè)實施更大規(guī)模的數(shù)字化轉(zhuǎn)型提供了契機,新的挑戰(zhàn)應運而生。技術(shù)革新催生新的場景和業(yè)務,業(yè)務的擴展也讓技術(shù)有了更多落地的空間,反過來也能夠促進技術(shù)的進步。

越來越多的公司關(guān)注5G+邊緣計算,GSMA智庫全球企業(yè)物聯(lián)網(wǎng)調(diào)查顯示,76%的中國企業(yè)計劃在未來部署物聯(lián)網(wǎng)時采用5G技術(shù)。約有一半的中國企業(yè)認為其未來物聯(lián)網(wǎng)部署需要具備邊緣能力,制造業(yè)和運輸業(yè)尤為突出,與平均水平相比,這些行業(yè)的公司更期望通過探索邊緣計算技術(shù)助力業(yè)務發(fā)展。

5G結(jié)合邊緣計算將ICT領(lǐng)域中基于基礎(chǔ)設(shè)施的兩大產(chǎn)業(yè)(云計算和電信)推上了競爭的舞臺。對于電信運營商來說,云網(wǎng)一體化是5G時代重要戰(zhàn)略,是搶占云市場份額的重要商機。運營商可以從云、邊緣和核心電信網(wǎng)絡(移動及固定)的融合中提煉出新的應用場景,比如可以通過網(wǎng)絡切片為特定企業(yè)客戶(如智慧工廠或智慧港口)保留已定義的網(wǎng)絡容量切片從而提供更多可能性,或者將5G網(wǎng)絡本身開放給第三方開發(fā)者,在網(wǎng)絡邊緣催生5G業(yè)務開發(fā)的生態(tài)系統(tǒng)。

面對運營商在5G+邊緣計算方面的天然優(yōu)勢,傳統(tǒng)云服務和邊緣計算服務提供商們也需要發(fā)揮自身優(yōu)勢,將云邊協(xié)同、邊緣業(yè)務編排、邊緣資源管理等技術(shù)與日漸成熟的5G技術(shù)結(jié)合,提供高可靠、低時延、大規(guī)模的5G邊緣計算服務。

對于運營商與云服務提供商來說,5G時代的邊緣計算行業(yè)是競爭的舞臺,更是合作的舞臺,二者應該聯(lián)合起來,發(fā)揮各自優(yōu)勢,再結(jié)合各個垂直領(lǐng)域的應用服務商,提供5G網(wǎng)絡+邊緣計算平臺+應用業(yè)務的全棧式服務,共同擴大市場規(guī)模。

5G邊緣計算部署階段

5G的邊緣部署可能會分為三個階段進行,反映了5G網(wǎng)絡的逐步部署情況、行業(yè)和企業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型速度以及邊緣計算成熟度。

第一階段:2018年-2020年,試驗及小規(guī)模定制部署。在這個階段,邊緣計算的部署大多是私有及定制化應用,專門設(shè)計用于滿足企業(yè)需求,如智慧港口、智慧園區(qū)或智能工廠,而且邊緣技術(shù)主要在本地部署。像現(xiàn)場直播(智慧體育場)這類公共應用的測試驗證及示范也會出現(xiàn)在這一階段,不過規(guī)模有限。市場教育是這個階段的關(guān)鍵所在。這不僅要用一種中國企業(yè)可理解的技術(shù)語言解釋邊緣計算的優(yōu)勢,而且要闡述邊緣計算的部署是如何令一些公司受益,例如邊緣計算可解決一些技術(shù)痛點。

第二階段:2021年-2023年,初具商用規(guī)模。在這個階段,5G網(wǎng)絡的普及程度越來越高(預計截止2023年底,5G網(wǎng)絡覆蓋率超過60%的人口),第一階段的私有邊緣計算設(shè)施部署開始在更大規(guī)模上產(chǎn)生效益。除了本地定制的邊緣計算應用之外,自動駕駛、體育賽事和游戲等公共應用也將進行更多探索,邊緣計算基礎(chǔ)設(shè)施部署在區(qū)域或城市,靠近基站或匯聚基站。在這個階段邊緣計算應用程序的成本較高,因為要在分散計算負載的可用租戶較少的情況下運營大量微型數(shù)據(jù)中心。

第三階段:2024年以后,成為主流。到2025年末,中國5G人口覆蓋率預計將超過70%。5G技術(shù)的成熟、5G設(shè)備成本的降低、移動產(chǎn)業(yè)與企業(yè)的良好合作將推動擴大邊緣計算部署規(guī)模。隨著5G基站數(shù)量增加,可以更廣泛地部署邊緣計算,并且可以越來越多地用于公共邊緣計算應用場景。

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