深入浅出解析5G核心黑科技之边缘计算
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(图)
1. 边缘计算是什么?
我们可以借助章鱼的生活习性来理解什么是边缘计算(MEC) 。
章鱼是无脊椎动物中智商最高的 , 在捕猎时它们动作非常灵巧迅速 , 腕足之间高度配合 , 从来不会缠绕和打结 。 这是因为 , 章鱼巨量的神经元有60%分布在章鱼的八条腿上 , 脑部只有40% , 是“多个小脑+一个大脑”的构造 , 类似于分布式计算 。
而边缘计算也是一种分布式计算 , 将数据资料的处理、应用程序的运行甚至一些功能服务的实现 , 由网络中心下放到网络边缘的节点上 。
5G时代 , 连接设备数量会大量增加 , 网络边缘侧会产生庞大的数据量 。 如果这些数据都由核心管理平台来处理 , 则在敏捷性、实时性、安全和隐私等方面都会出现问题 。 但采用边缘计算 , 就可以就近处理海量数据 , 大量设备可以实现高效协同工作 , 诸多问题迎刃而解 。
边缘计算联盟ECC针对边缘计算 , 定义的了四个领域:
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设备域(感知与控制层)
网络域(连接和网络层)
数据域(存储和服务层)
应用域(业务和智能层)
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来源:边缘计算联盟 , 国泰君安证券研究
这四个“层域”就是边缘计算的计算对象 。 其应用程序在边缘侧(章鱼脚)发起 , 产生更快的网络服务响应 , 满足行业在实时业务、应用智能、安全与隐私保护等方面的基本需求 。
5G从架构设计之初就本源支持边缘计算 , 并对网络会话管理机制进行详细设计 。 CCSA早在2017年9月通过了边缘计算行标和研究报告的立项,边缘计算行业规范即进入标准阶段 。
2. 边缘计算哪里好?
边缘计算是在靠近数据源或用户的地方提供计算、存储等基础设施 , 并为边缘应用提供云服务和IT 环境服务 。
相比于集中部署 , 边缘计算解决了时延过长、汇聚流量过大等问题 , 为实时性和带宽密集型业务提供更好的支持 。
边缘计算可以实现应用本地化 , 园区、企业、场馆等自己的应用在本地闭环 , 可以有效降低成本 , 实现智慧工厂、智慧办公和智慧城市 。
新型超低时延业务也只有在边缘才能满足业务诉求 , 例如自动驾驶、机器人协作和远程医疗诊断 。
1. 低成本
边缘计算支持数据本地处理 , 大流量业务本地卸载可以减轻回传压力 , 有效降低成本 。
我们可以通过两个场景实例进行理解:
场景一:企业园区专网
通过边缘计算 , 企业数据直接本地分流 , 无需绕行大网 。 流量可以采取打包销售的方式 , 吸引企业客户使用 。
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数据来源:中国移动技术资料 , 国泰君安证券研究
场景二:博物馆高清视频体验和AR业务
通过边缘计算可以进行本地业务控制及分流计费 , 可实现用户更低成本使用流量 。
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数据来源:中国移动技术资料 , 国泰君安证券研究
2. 低时延
移动网络数据传输时延是由空口时延和网络侧传输时延组成 。
空口时延主要指的是基站到终端之间的传输时延;
网络侧传输时延指的是基站到核心网中间部分的传输时延 。
时延的降低依赖于空口性能提升、网络侧传输距离缩短 。
5G时代 , 业务处理功能依托边缘计算下沉到基站 , 数据传输时延可达0.5ms;下沉到传输汇聚层可达5.5ms以内 。
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数据来源:5G白皮书 , 国泰君安证券研究
3. 大带宽
边缘计算平台为企业提供“私有云”托管服务 , 充分利用运营商网络云化特性 , 进一步满足大带宽需求 , 可通过接入运营商的优质网络 , 为企业提供优质的网络资源和大带宽服务 。
3. 边缘计算在哪里?
随着边缘计算加速发展 , 各种新的商业机会逐步涌现 。
边缘计算场景具有多样化特点 , 根据部署位置及数据特征 , 可总结为本地数据处理和网络信息开放两个基本能力(如下图):
中国移动与华为在北京南站火车站部署MEC , 可以更快速视频观看和网络访问;
中国电信与华为合作在浙江工厂部署MEC , 进行摄像头视频采集本地处理;
沃达丰IPTV商用计划 , 计费采用包月方式;
阿里园区试点MEC , 验证本地分流时延和速率提升效果 , 结果显示均有较大幅度提升等 。
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数据来源:5G白皮书 , 国泰君安证券研究
浙江移动
应用MEC创新技术提升业务体验
应用MEC创新技术后 , 网络初始等待时间由21.657s降到了4.476s , 在线视频平均下载速率由1562kbps提升到了3256kbps , 效果明显 。
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数据来源:华为技术资料 , 国泰君安证券研究
国家博物馆
智能导览
在国家博物馆的项目中 , 用户可以通过二维码 , 实时订购套餐和发放业务 , 高清视频和AR/VR游戏体验得到了保障 。 对接了场馆内的本地服务器 , 提供低时延、低卡顿的超高清业务体验 。
在该项目中 , 运营商提供基础设施和网络建设、机房供电、硬件(可选) , 设备商输出部署实施方案 , 并提供MEC的基础设施和软件功能 。
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数据来源:华为技术资料 , 国泰君安证券研究
4. 5G时代的有为青年
在《5G究竟将如何改变我们的生活》中 , 我们曾经畅想了多个5G将为我们生活带来的改变 。 边缘计算在这其中都扮演着不可或缺的角色:
在车联网的应用中 , 边缘计算应用可以分析车及路侧传感器的数据 , 将危险警告及其他时延敏感信息发送给周边车辆;
智能机器人方面 , 边缘应用可以提供高性能计算能力 , 执行时间敏感的数据处理 , 并将结果反馈给端设备;
在自动驾驶和远程医疗方面 , 边缘计算可以实现超低时延 , 提高业务的安全性;
借助边缘计算 , 超高清视频的用户体验也得以提升 , 在超高清视频方面 , 边缘计算可以优化用户体验 , 视频观看时卡顿更少 , 时延更低 , 初始等待时间可以降为原来的五分之一 , 视频下载速率也可以提升为原来的三倍 。
由此可见 , 边缘计算正在逐步深入各种新的商业机会 , 5G时代大有可为 。