2020年啟動5G商用服務(wù)，5G時代近在眼前。本文從邊緣云計算“市場潛力、應(yīng)用場景、未來展望”三個方面，闡述了5G時代背景下關(guān)于邊緣計算的認(rèn)識與思考。

一、邊緣計算市場潛力

1. 5G基建如火如荼，萬物互聯(lián)互融將成為新戰(zhàn)場

2019年6月6號上午工信部宣布正式為中國移動、中國聯(lián)通、中國電信、中國廣電四家企業(yè)頒發(fā)5G牌照，中國正式進(jìn)入5G元年。

在過去一年里，各大運營商已開始在全國范圍里布局建設(shè)5G基站，目前已建5G基站超25萬個，預(yù)計年底我國建設(shè)5G基站超60萬個，覆蓋全國地級以上城市。

5G技術(shù)三大特性eMBB(增強(qiáng)移動帶寬)、URLLC(超可靠超低延時通信)、mMTC(大連接物聯(lián)網(wǎng))，將幫助整個社會構(gòu)建起萬物互聯(lián)互融，如無人駕駛、可穿戴設(shè)備、云計算、智能家居、遠(yuǎn)程醫(yī)療、智慧城市等海量物聯(lián)網(wǎng)在5G加持下，能夠?qū)崿F(xiàn)真正物-物、人-物，人-人互聯(lián)互融，同時也將迎來井噴式發(fā)展。

2. 邊緣計算將無處不在

據(jù)IDC預(yù)測，2020年底將有超過500億終端和設(shè)備聯(lián)網(wǎng)，其中超過50%數(shù)據(jù)需要在網(wǎng)絡(luò)邊緣側(cè)分析、處理與存儲。

萬物互聯(lián)互融時代對技術(shù)基本需求是“低時延、大帶寬、大連接、下沉(本地)化”，而傳統(tǒng)人聯(lián)網(wǎng)時代“云端二體協(xié)同計算”已無法滿足“低時延、低成本”需求，帶寬成本與傳輸時延已成為瓶頸。

需要引入邊緣計算(即是在更靠近終端網(wǎng)絡(luò)邊緣側(cè)提供服務(wù))來解決此問題，構(gòu)建“云邊端三體協(xié)同”計算組合形態(tài)： 將云計算力下沉到靠近終端邊緣節(jié)點(ENS)上，終端設(shè)備連接到ENS后，ENS可以為終端提供數(shù)據(jù)采集、存儲、計算、分析、清洗等服務(wù)，少數(shù)核心計算業(yè)務(wù)可以上報到云端進(jìn)一步處理后，回傳ENS同步給到終端形成數(shù)據(jù)處理閉環(huán)，這樣不僅減輕了云中心處理壓力，而且節(jié)省了端到云的昂貴大帶寬成本，降低了端到ENS網(wǎng)絡(luò)響應(yīng)時延。

邊緣計算是物聯(lián)網(wǎng)不可或缺的基礎(chǔ)設(shè)施之一，在5G技術(shù)加持下，邊緣計算將發(fā)展為如水電一樣“全球覆蓋，無處不在”的通用基礎(chǔ)設(shè)施，為人類社會創(chuàng)造價值。

3. 持續(xù)增長的百億美元級市場

5G技術(shù)促進(jìn)了萬物互聯(lián)互融，萬物互聯(lián)互融帶來海量數(shù)據(jù)、計算、連接、存儲、處理等需求，進(jìn)一步促進(jìn)了邊緣計算發(fā)展，邊緣計算重新定義了“云邊端三體協(xié)同”計算組合形態(tài)，其本質(zhì)是實現(xiàn)算力負(fù)載均衡優(yōu)化。

據(jù)CB Insight預(yù)測邊緣計算市場規(guī)模2019~2023年年復(fù)合增長率超30%以上，2023年全球邊緣計算市場將有望達(dá)340億美元規(guī)模。

二、邊緣計算應(yīng)用場景

邊緣計算典型應(yīng)用場景有很多，如智慧城市、互動直播、新零售、云游戲、智能制造、未來在線教育、物聯(lián)網(wǎng)IoT等等，其應(yīng)用場景本質(zhì)主體框架為“云邊端三體協(xié)同計算”。

邊緣計算應(yīng)用場景根據(jù)覆蓋范圍可分為本地覆蓋類和全網(wǎng)覆蓋類兩大類：

1. 本地覆蓋率應(yīng)用核心要求邊緣節(jié)點(ENS)下沉本地化，ENS接入距離要求足夠近(目標(biāo)<30公里)，時延足夠低(目標(biāo)<5ms)，才能更好支持本地化服務(wù)上云需求。如智慧交通、智慧社區(qū)等行業(yè)監(jiān)控數(shù)據(jù)上云，這類應(yīng)用大帶寬需求是最能體系邊緣計算時延和降低成本等優(yōu)勢。
2. 全網(wǎng)覆蓋類應(yīng)用核心要求從邊緣節(jié)點和運營商網(wǎng)絡(luò)兩個層面覆蓋，來保證邊緣算力與服務(wù)質(zhì)量(如CDN、互動直播、在線教育等業(yè)務(wù))。

以這兩大類應(yīng)用場景建設(shè)案例，來抽象邊緣計算“云邊端三體協(xié)同計算”技術(shù)方案。

場景一：智慧城市中的邊緣計算應(yīng)用

智慧城市屬于本地覆蓋類應(yīng)用，需要信息全面感知、識別研判、整合高效處理。

其中數(shù)據(jù)匯集公安、小區(qū)街道等數(shù)據(jù)、運營商通信類數(shù)據(jù)、IoT設(shè)備感應(yīng)類數(shù)據(jù)、互聯(lián)網(wǎng)社會群體數(shù)據(jù)。通過這些數(shù)據(jù)智慧城市服務(wù)智能識別出各類事件、做出事態(tài)預(yù)測、風(fēng)險研判，整合公安、交警、公交等社會資源，對重大關(guān)聯(lián)性時間進(jìn)行全域資源聯(lián)合調(diào)度，從而實現(xiàn)流程智能化和信息一體化，提高社會處置能力。

智慧城市的邊緣計算框架如下圖所示：

采集層(終端產(chǎn)生的數(shù)據(jù))，海量視頻監(jiān)控采集的原始數(shù)據(jù)，上傳到就近的本地匯聚邊緣計算節(jié)點ENS；

感知層(邊緣計算匯集節(jié)點),ENS視頻匯聚節(jié)點內(nèi)置AI算法模型與參數(shù)，完成對原始視頻流AI計算分析處理，提取出結(jié)構(gòu)化特征信息；

應(yīng)用層(云計算中心)，城市大腦(云中心)根據(jù)各個ENS上報的特征信息，全面整合處理形成決策，按需可實時調(diào)取原始視頻流。

整合“云邊端三體協(xié)同計算”三層架構(gòu)的優(yōu)勢有

1. 云中心下沉AI云服務(wù)能力到邊緣計算節(jié)點，邊緣計算節(jié)點側(cè)可對各種能力不一的攝像頭普惠提供AI算力，采集更加豐富數(shù)據(jù)；
2. 視頻傳輸穩(wěn)定可靠，通過ENS匯集節(jié)點鏈路優(yōu)化能力，先匯聚處理視頻流后傳輸，可以保證結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)和原始視頻傳輸效果；
3. 節(jié)省帶寬成本，經(jīng)過ENS匯聚節(jié)點計算分析處理后可以節(jié)省50%~80%帶寬，極大降低了成本。

場景二：互動直播中的邊緣計算應(yīng)用

邊緣計算節(jié)點服務(wù)(ENS)在主播推流時，實現(xiàn)就近節(jié)點進(jìn)行轉(zhuǎn)碼和分發(fā)，同時支持高并發(fā)與實時彈幕邊緣分發(fā)，減少了對云中心壓力，可以節(jié)省30%以上中心帶寬，并獲得網(wǎng)絡(luò)時延，實現(xiàn)了ENS網(wǎng)絡(luò)連接時延小于5ms，整體提升主播上行質(zhì)量和用戶觀看體驗。

通過ENS與CDN(網(wǎng)絡(luò)內(nèi)容分發(fā))資源協(xié)同，為互動直播提供穩(wěn)定可靠算力和網(wǎng)絡(luò)服務(wù)，實現(xiàn)了彈性伸縮和分鐘級交付能力，具備規(guī)模經(jīng)濟(jì)性，還節(jié)省了用戶帶寬成本。

三、邊緣計算未來展望

未來邊緣云計算和云計算是相輔相成，相互配合，邊緣云計算的定位是拓展云邊界，把計算資源拓展到離“萬物”一公里以內(nèi)地方。

邊緣云計算本質(zhì)是基于云計算技術(shù)，為“萬物互聯(lián)互融”終端提供低時延、自組織、可定義、可調(diào)度、高安全、標(biāo)準(zhǔn)開放的分布式云服務(wù)。

1. 標(biāo)準(zhǔn)化

邊緣云計算標(biāo)準(zhǔn)化和規(guī)范化，對促進(jìn)技術(shù)創(chuàng)新、落地云計算技術(shù)和產(chǎn)業(yè)發(fā)展有著重要作用。邊緣云計算標(biāo)注化和規(guī)范化后將帶來以下好處：

1. 加快邊緣云計算技術(shù)創(chuàng)新和落地；
2. 利于創(chuàng)造開放的邊緣計算產(chǎn)業(yè)生態(tài)；
3. 促進(jìn)邊緣云計算產(chǎn)品和服務(wù)發(fā)展；
4. 利于提升邊緣云計算安全性；

2. 業(yè)務(wù)協(xié)同下沉為更多場景賦能

5G技術(shù)加速了萬物互聯(lián)互融，在5G技術(shù)三大特性eMBB(增強(qiáng)移動帶寬)、URLLC(超可靠超低延時通信)、mMTC(大連接物聯(lián)網(wǎng))加持下，如無人駕駛、直播游戲、可穿戴設(shè)備、遠(yuǎn)程辦公、智能家居(AIoT)、遠(yuǎn)程醫(yī)療、智慧城市、智慧金融、智慧交通、智慧農(nóng)業(yè)、在線教育、新零售、生物科技、智能制造、車聯(lián)網(wǎng)等等場景行業(yè)將迎來發(fā)展機(jī)遇。

深挖行業(yè)痛點，將邊緣云計算產(chǎn)品服務(wù)下沉本地化，覆蓋到離終端消費者更近的范圍圈，為場景充分賦能。

1. 如無人自動駕駛大力發(fā)展的時代，智慧交通行業(yè)痛點有：

1. 如何讓自動駕駛實時感知路面情況?
2. 如何讓自動駕駛根據(jù)不同場景，迅速計算出決策并執(zhí)行？
3. 如何讓自動駕駛車輛針對緊急場景，做到毫秒級響應(yīng)？

針對這些痛點，邊緣云計算可以提供

1. 高精度定位與地圖服務(wù)；
2. 高可靠低時延通信；
3. 多源融合感知，AI算法模型監(jiān)測道路交通事件(云端AI訓(xùn)練，邊緣執(zhí)行)，有效實現(xiàn)碰撞警告，車流量感知與控制等智能服務(wù)，來為自動駕駛場景保駕護(hù)航。

3. 構(gòu)建開放產(chǎn)業(yè)生態(tài)

邊緣云計算產(chǎn)業(yè)鏈條長且復(fù)雜，涉及到運營商、網(wǎng)絡(luò)廠商、服務(wù)器廠商、其他生態(tài)參與者、政府機(jī)構(gòu)以及全球/本地相關(guān)協(xié)會等等合作方，可以構(gòu)建邊緣計算開放平臺，凝聚各行各業(yè)邊緣計算優(yōu)勢，構(gòu)建產(chǎn)業(yè)生態(tài)，共同促進(jìn)邊緣計算生態(tài)繁榮發(fā)展。

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