5G邊緣云計(jì)算介紹及應(yīng)用方案

5G邊緣云計(jì)算介紹及應(yīng)用方案5G邊緣云計(jì)算介紹及應(yīng)用方案5G邊緣云計(jì)算介紹及應(yīng)用方案目錄一二我國(guó)5G邊緣計(jì)算的發(fā)展三5G邊緣計(jì)算的優(yōu)勢(shì)5G邊緣計(jì)算的概念5G邊緣計(jì)算的應(yīng)用四5G邊緣云計(jì)算介紹及應(yīng)用方案邊緣計(jì)算技術(shù)就是解決不同應(yīng)用帶來的多樣化網(wǎng)絡(luò)需求的核心技術(shù)之一，在靠近接入網(wǎng)的機(jī)房增加計(jì)算能力，將能夠大幅降低業(yè)務(wù)時(shí)延、減少對(duì)傳輸網(wǎng)的帶寬壓力降低傳輸成本、進(jìn)一步提高內(nèi)容分發(fā)效率提升用戶體驗(yàn)。傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)中，信息的處理主要位于核心網(wǎng)的數(shù)據(jù)中心機(jī)房?jī)?nèi)，所有信息必須從網(wǎng)絡(luò)邊緣傳輸?shù)胶诵木W(wǎng)進(jìn)行處理之后再返回網(wǎng)絡(luò)邊緣。5G時(shí)代，傳輸網(wǎng)架構(gòu)中引入邊緣計(jì)算技術(shù)，在靠近接入側(cè)的邊緣機(jī)房部署網(wǎng)關(guān)、服務(wù)器等設(shè)備，增加計(jì)算能力，將低時(shí)延業(yè)務(wù)、局域性數(shù)據(jù)、低價(jià)值量數(shù)據(jù)等數(shù)據(jù)在邊緣機(jī)房進(jìn)行處理和傳輸，不需要通過傳輸網(wǎng)返回核心網(wǎng)，進(jìn)而降低時(shí)延、減少回傳壓力、提升用戶體驗(yàn)。為實(shí)現(xiàn)邊緣計(jì)算，需要在更底層的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)增加計(jì)算和轉(zhuǎn)發(fā)能力，運(yùn)營(yíng)商組網(wǎng)結(jié)構(gòu)將逐步演進(jìn)，邊緣計(jì)算能力持續(xù)提升。邊緣計(jì)算是5G時(shí)代的核心技術(shù)之一，但其架構(gòu)開放，也可以部署應(yīng)用于4GLTE網(wǎng)絡(luò)。運(yùn)營(yíng)商將在現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)上平滑演進(jìn)，最終實(shí)現(xiàn)低層網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)計(jì)算能力的全面覆蓋，邊緣計(jì)算能力持續(xù)提升。邊緣計(jì)算的概念5G邊緣云計(jì)算介紹及應(yīng)用方案邊緣計(jì)算技術(shù)將推動(dòng)5G技術(shù)更好的發(fā)展隨著物聯(lián)網(wǎng)時(shí)代的到來，邊緣計(jì)算將與云計(jì)算共同推進(jìn)物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，邊緣計(jì)算的核心是將計(jì)算任務(wù)從云計(jì)算中心，遷移到產(chǎn)生源數(shù)據(jù)的邊緣設(shè)備上，較之傳統(tǒng)云計(jì)算，有安全性更高、低延時(shí)、減少帶寬成本等優(yōu)勢(shì)。5G推動(dòng)社會(huì)從人聯(lián)時(shí)代走向物聯(lián)時(shí)代，連接數(shù)的大量增長(zhǎng)，疊加邊緣計(jì)算自身優(yōu)勢(shì)，將成為5G時(shí)代不可或缺的一部分。同時(shí)，由邊緣計(jì)算帶來的算力需求將成為5G時(shí)代重要增量部分。邊緣計(jì)算作為5G新特性重要部分5G邊緣云計(jì)算介紹及應(yīng)用方案目錄一二我國(guó)5G邊緣計(jì)算的發(fā)展三5G邊緣計(jì)算的優(yōu)勢(shì)5G邊緣計(jì)算的概念5G邊緣計(jì)算的應(yīng)用四5G邊緣云計(jì)算介紹及應(yīng)用方案三大運(yùn)營(yíng)商的行動(dòng)從國(guó)內(nèi)運(yùn)營(yíng)商進(jìn)展看，三家運(yùn)營(yíng)商在邊緣計(jì)算領(lǐng)域布局的思路有所差異，中國(guó)移動(dòng)以能力開放引入第三方垂直應(yīng)用合作廠商為主，中國(guó)聯(lián)通探索引入社會(huì)資本通過合資公司建設(shè)邊緣計(jì)算平臺(tái)，中國(guó)電信的策略類似中國(guó)移動(dòng)，打造開放平臺(tái)拓展外部伙伴。1、中國(guó)移動(dòng)：2019年MWC大會(huì)上中國(guó)移動(dòng)發(fā)布Pioneer300先鋒行動(dòng)，總體技術(shù)組發(fā)展邊緣計(jì)算總體架構(gòu)、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)及開源項(xiàng)目的研究，并成立邊緣計(jì)算開放實(shí)驗(yàn)室，首批34家合作伙伴在各行業(yè)探索解決方案。2、中國(guó)聯(lián)通：2019年MWC大會(huì)上中國(guó)聯(lián)通發(fā)布《CUBE-Edge2.0及行業(yè)實(shí)踐白皮書》，2018年中國(guó)聯(lián)通已在全國(guó)15個(gè)省市開展了MEC邊緣云試點(diǎn)。2019年中國(guó)聯(lián)通與網(wǎng)宿科技成立的合資公司云際智慧掛牌成立，重點(diǎn)拓展邊緣計(jì)算業(yè)務(wù)。3、中國(guó)電信：MEC技術(shù)與產(chǎn)業(yè)峰會(huì)上中國(guó)電信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和規(guī)劃部總工表示，中國(guó)電信將充分利用已有的1800個(gè)CDN節(jié)點(diǎn)，通過端局DC化改造，在運(yùn)營(yíng)商網(wǎng)關(guān)/設(shè)備引入邊緣計(jì)算。同時(shí)電信重點(diǎn)打造邊緣計(jì)算開放平臺(tái)ECOP，拓展外部合作伙伴，合作伙伴超過12家。5G邊緣云計(jì)算介紹及應(yīng)用方案邊緣計(jì)算的功能實(shí)現(xiàn)需要服務(wù)器和網(wǎng)關(guān)等設(shè)備，以及配套的溫控、動(dòng)環(huán)監(jiān)控等設(shè)備。邊緣機(jī)房與核心數(shù)據(jù)中心條件有很大區(qū)別，可能無法滿足傳統(tǒng)通用服務(wù)器的部署和運(yùn)行需求。1）機(jī)架空間限制。傳輸和接入機(jī)房機(jī)架多為600mm深，少部分為800mm，數(shù)據(jù)中心服務(wù)器機(jī)柜更多為800mm深。2）環(huán)境溫度穩(wěn)定性。邊緣機(jī)房規(guī)模較小，制冷系統(tǒng)穩(wěn)定性無法達(dá)到傳統(tǒng)數(shù)據(jù)中心機(jī)房的標(biāo)準(zhǔn)，機(jī)房溫度可能達(dá)到45°C以上。3）機(jī)房承重、抗震、電磁兼容性等限制。邊緣機(jī)房的承重標(biāo)準(zhǔn)普遍低于數(shù)據(jù)中心，抗震等級(jí)、電磁兼容性、空氣質(zhì)量等條件也較傳統(tǒng)數(shù)據(jù)中心機(jī)房更低。另一方面，邊緣計(jì)算對(duì)服務(wù)器的性能有不同要求，需要服務(wù)器有一定計(jì)算和存儲(chǔ)能力，還有大量異構(gòu)計(jì)算需求，對(duì)硬件性能、運(yùn)維管理有較高要求。為滿足多PCIe設(shè)備應(yīng)用場(chǎng)景下的性能和穩(wěn)定性，服務(wù)器主板設(shè)計(jì)將采用NUMABalance設(shè)計(jì)。面向垂直行業(yè)還需要引入邊緣計(jì)算網(wǎng)關(guān)，為各類行業(yè)現(xiàn)場(chǎng)需要的基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)功能和協(xié)議提供接口，實(shí)現(xiàn)行業(yè)垂直領(lǐng)域的現(xiàn)場(chǎng)部署。通信設(shè)備商5G邊緣云計(jì)算介紹及應(yīng)用方案第三方專業(yè)廠商專業(yè)CDN廠商邊緣計(jì)算可以看做CDN和云計(jì)算的結(jié)合，專業(yè)CDN廠商已經(jīng)有大量分散的CDN節(jié)點(diǎn)資源和技術(shù)儲(chǔ)備，在邊緣計(jì)算領(lǐng)域有一定優(yōu)勢(shì)，在邊緣計(jì)算領(lǐng)域布局進(jìn)度很快。具體來看：1、Akamai：Akamai是CDN技術(shù)的創(chuàng)始人，是全球CDN行業(yè)龍頭。Akamai在2003年就與IBM合作邊緣計(jì)算，2018年6月Akamai與IBM在其WebSphere上提供基于邊緣Edge的服務(wù)。2、網(wǎng)宿科技：網(wǎng)宿科技是國(guó)內(nèi)CDN龍頭，18年6月北京郵電大學(xué)聯(lián)合網(wǎng)宿科技共同發(fā)起成立了“邊緣計(jì)算與網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室”，18年9月公司變更前期定增資金用途，新增“網(wǎng)宿計(jì)算能力共享平臺(tái)”、將社區(qū)云項(xiàng)目變更為“面向邊緣計(jì)算的支撐平臺(tái)”，2019年1月公司與聯(lián)通成立的邊緣計(jì)算合資公司正式掛牌成立，在邊緣計(jì)算建設(shè)和運(yùn)營(yíng)等領(lǐng)域取得實(shí)質(zhì)性進(jìn)展。3、Limelight：Limelight是北美主要CDN廠商之一，在2018年上半年在其CDN網(wǎng)絡(luò)上推出了增強(qiáng)版的EdgePrismOS軟件，允許用戶在邊緣端進(jìn)行本地內(nèi)容輸入和交付。5G邊緣云計(jì)算介紹及應(yīng)用方案云計(jì)算廠商在行業(yè)垂直領(lǐng)域有深厚積淀的云計(jì)算廠商也是邊緣計(jì)算重要的參與方。邊緣計(jì)算和云計(jì)算有一定競(jìng)爭(zhēng)關(guān)系，會(huì)將部分在傳統(tǒng)云數(shù)據(jù)中心處理的內(nèi)容在邊緣進(jìn)行處理。同時(shí)邊緣計(jì)算與云計(jì)算又有一定協(xié)同性，云計(jì)算廠商尤其是SaaS廠商針對(duì)行業(yè)垂直應(yīng)用有深刻理解，邊緣計(jì)算節(jié)點(diǎn)需要處理智慧城市、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、車聯(lián)網(wǎng)等領(lǐng)域，在城市管理、工藝流程管理、車輛管理等領(lǐng)域已經(jīng)有大量技術(shù)儲(chǔ)備的SaaS廠商有望在邊緣計(jì)算領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)技術(shù)的遷移。具體來看：1、微軟：2、亞馬遜：3、Google4、阿里5、騰訊6、百度5G邊緣云計(jì)算介紹及應(yīng)用方案目錄一二我國(guó)5G邊緣計(jì)算的發(fā)展三5G邊緣計(jì)算的優(yōu)勢(shì)5G邊緣計(jì)算的概念5G邊緣計(jì)算的應(yīng)用四5G邊緣云計(jì)算介紹及應(yīng)用方案邊緣計(jì)算成為5G傳輸網(wǎng)核心技術(shù)之一為實(shí)現(xiàn)更強(qiáng)的網(wǎng)絡(luò)功能，5G拓展三大應(yīng)用場(chǎng)景，在無線側(cè)通過硬件/軟件技術(shù)的大幅提升，契合不同應(yīng)用場(chǎng)景的網(wǎng)絡(luò)性能需求，但在傳輸側(cè)，由于硬件技術(shù)升級(jí)空間有限，必須通過網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的優(yōu)化滿足5G時(shí)代新應(yīng)用對(duì)網(wǎng)絡(luò)性能的要求。5G面向大帶寬（eMBB）、大規(guī)模連接（mMTC）、超低時(shí)延高可靠（URLLC）三大應(yīng)用場(chǎng)景，需要提供不同的網(wǎng)絡(luò)性能。在無線側(cè)有大量新技術(shù)實(shí)現(xiàn)對(duì)不同應(yīng)用場(chǎng)景的支撐，但傳輸網(wǎng)絡(luò)側(cè)，硬件技術(shù)提升有限的情況下，需要對(duì)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)進(jìn)行革新。5G邊緣云計(jì)算介紹及應(yīng)用方案部署在5G網(wǎng)絡(luò)不同層次5G業(yè)務(wù)場(chǎng)景眾多，不同業(yè)務(wù)場(chǎng)景對(duì)信息處理和轉(zhuǎn)發(fā)的需求差異較大，因此邊緣計(jì)算也將部署在不同的網(wǎng)絡(luò)層次，實(shí)現(xiàn)對(duì)各種業(yè)務(wù)的針對(duì)性支持。5G網(wǎng)絡(luò)中可以按需將邊緣計(jì)算節(jié)點(diǎn)部署在接入云、邊緣云或匯聚云。1）對(duì)于低時(shí)延（URLLC）場(chǎng)景，邊緣計(jì)算需要部署在靠近基站的接入云；2）對(duì)于大流量熱點(diǎn)（eMBB）場(chǎng)景，邊緣計(jì)算可以部署在邊緣云提高復(fù)用率；3）對(duì)于廣域大連接（mMTC）場(chǎng)景，邊緣計(jì)算可部署在更高的匯聚云，實(shí)現(xiàn)大范圍覆蓋區(qū)域內(nèi)的業(yè)務(wù)需求。5G邊緣云計(jì)算介紹及應(yīng)用方案CDN+云計(jì)算形成核心技術(shù)傳統(tǒng)云計(jì)算架構(gòu)無法克服傳輸性能問題，邊緣計(jì)算則在網(wǎng)絡(luò)邊緣、數(shù)據(jù)源附近進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，將計(jì)算、存儲(chǔ)、傳輸和自我管理融合在一起，實(shí)時(shí)響應(yīng)，極大地提高數(shù)據(jù)采集和進(jìn)行高級(jí)應(yīng)用的效率。5G網(wǎng)絡(luò)中，對(duì)實(shí)時(shí)性要求較高、對(duì)存儲(chǔ)要求有限的數(shù)據(jù)將大部分通過邊緣計(jì)算節(jié)點(diǎn)進(jìn)行處理和分發(fā)，而對(duì)計(jì)算能力極高、對(duì)存儲(chǔ)空間要求很大的數(shù)據(jù)，才需要返回到傳統(tǒng)的集中式數(shù)據(jù)中心進(jìn)行處理和存儲(chǔ)。集中式數(shù)據(jù)中心和邊緣計(jì)算平臺(tái)相結(jié)合，是高效率、低成本支撐5G多種應(yīng)用場(chǎng)景的長(zhǎng)期發(fā)展方向。5G邊緣云計(jì)算介紹及應(yīng)用方案邊緣計(jì)算跟隨5G應(yīng)用落地邊緣計(jì)算跟隨5G應(yīng)用落地，有望長(zhǎng)期受益5G網(wǎng)絡(luò)建設(shè)逐步完成后，大量新應(yīng)用有望迅速落地。移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)極大改變了人類的生活，但人類對(duì)更高性能的通信能力的追求從未停止，隨著流量爆炸性增長(zhǎng)、海量設(shè)備連接，大量新應(yīng)用和商業(yè)模式持續(xù)落地?？梢灶A(yù)見的未來，VR/AR、自動(dòng)駕駛、智慧家居、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)等應(yīng)用將在5G時(shí)代進(jìn)入規(guī)模商用階段。5G邊緣云計(jì)算介紹及應(yīng)用方案目錄一二我國(guó)5G邊緣計(jì)算的發(fā)展三5G邊緣計(jì)算的優(yōu)勢(shì)5G邊緣計(jì)算的概念5G邊緣計(jì)算的應(yīng)用四5G邊緣云計(jì)算介紹及應(yīng)用方案隨著網(wǎng)絡(luò)底層技術(shù)的不斷革新，新的應(yīng)用和商業(yè)模式推陳出新，5G面向的三大應(yīng)用場(chǎng)景，未來將催生大量新應(yīng)用，對(duì)網(wǎng)絡(luò)性能產(chǎn)生更高要求。5G時(shí)代，eMBB場(chǎng)景將帶動(dòng)VR/AR、超清視頻、超清直播等應(yīng)用的落地；mMTC場(chǎng)景將帶動(dòng)廣域物聯(lián)網(wǎng)、智慧家居、智慧城市等應(yīng)用的成熟；URLLC場(chǎng)景有望帶來自動(dòng)駕駛、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、能源互聯(lián)網(wǎng)等新技術(shù)和應(yīng)用的落地。隨著這些下游應(yīng)用的成熟，對(duì)網(wǎng)絡(luò)能力又提出更高的要求，必須通過新的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)才能滿足大量新應(yīng)用的需求。5G邊緣云計(jì)算介紹及應(yīng)用方案基于邊緣計(jì)算的視頻應(yīng)用傳統(tǒng)CDN向移動(dòng)端和邊緣側(cè)進(jìn)一步演進(jìn)。傳統(tǒng)移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)中，數(shù)據(jù)和傳輸管道缺乏交互，用戶所處環(huán)境的空口資源和無線信道質(zhì)量變化較快，難以實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)調(diào)整應(yīng)用層參數(shù)以適配無線信道的變化。邊緣計(jì)算節(jié)點(diǎn)位于傳輸和接入之間，可以獲得業(yè)務(wù)層TCP信息，也可以獲得接入側(cè)無線信道信息，進(jìn)而通過雙向跨層優(yōu)化提升用戶體驗(yàn)。同時(shí)邊緣節(jié)點(diǎn)的下沉將進(jìn)一步降低移動(dòng)回傳網(wǎng)的流量壓力，同時(shí)通過全局DNS系統(tǒng)在控制平面實(shí)現(xiàn)流量向邊緣CDN節(jié)點(diǎn)的調(diào)度。5G邊緣云計(jì)算介紹及應(yīng)用方案基于邊緣計(jì)算的VR/AR應(yīng)用VR/AR的沉浸式體驗(yàn)對(duì)時(shí)延提出極高要求以克服眩暈感，同時(shí)傳統(tǒng)方案中需要在終端安裝巨大的APP來實(shí)現(xiàn)VR/AR場(chǎng)景的體驗(yàn)，對(duì)移動(dòng)終端的內(nèi)存、續(xù)航能力等帶來很大的負(fù)擔(dān)。通過部署在接入側(cè)的邊緣計(jì)算節(jié)點(diǎn)，可以將VR/AR場(chǎng)景按需傳輸給終端用戶，節(jié)約本地存儲(chǔ)空間，同時(shí)大幅降低時(shí)延。同時(shí)，靠近用戶的邊緣計(jì)算節(jié)點(diǎn)能夠確定用戶位置，實(shí)現(xiàn)基于位置的AR內(nèi)容匹配，未來有望探索全新的就近內(nèi)容提供和廣告等商業(yè)模式。5G邊緣云計(jì)算介紹及應(yīng)用方案基于邊緣計(jì)算的視頻監(jiān)控智能分析應(yīng)用視頻監(jiān)控的回傳流量較大，而且大部分畫面是無價(jià)值或低價(jià)值的，將數(shù)據(jù)本地存儲(chǔ)或?qū)崟r(shí)回傳都不具有經(jīng)濟(jì)性。通過邊緣計(jì)算平臺(tái)，可以對(duì)視頻內(nèi)容進(jìn)行預(yù)分析和處理，過濾低價(jià)值內(nèi)容，將高價(jià)值內(nèi)容進(jìn)行回傳，在核心網(wǎng)數(shù)據(jù)中心進(jìn)行運(yùn)算處理和存儲(chǔ)，從而大幅節(jié)約傳輸資源，優(yōu)化存儲(chǔ)資源，提升信息分析效率。5G邊緣云計(jì)算介紹及應(yīng)用方案基于邊緣計(jì)算的V2X應(yīng)用5GuRLLC場(chǎng)景下對(duì)V2X的時(shí)延要求為20ms以下，對(duì)自動(dòng)駕駛的時(shí)延要求為5ms以下，邊緣計(jì)算是實(shí)現(xiàn)超低時(shí)延的必備解決方案。邊緣計(jì)算能夠解決低時(shí)延問題，但由于車輛快速移動(dòng)特性，需要不同小區(qū)的基站協(xié)同連續(xù)接入，5G網(wǎng)絡(luò)提供三種不同的連續(xù)性會(huì)話業(yè)務(wù)模式，運(yùn)營(yíng)商根