1.報告摘要
隨著全球移動產(chǎn)業(yè)邁向5G,邊緣計算在全球獲得空前關(guān)注
相比完全基于云的傳統(tǒng)模型,新的場景需要更為去中 心化的計算和組網(wǎng)方式,這推動了邊緣計算從概念階 段向早期部署過渡。美國、歐洲、中國和亞太發(fā)達市 場的電信運營商、網(wǎng)絡(luò)供應商和云服務(wù)公司正在試點 并發(fā)行早期商用產(chǎn)品。目前,邊緣技術(shù)試點大多在4G 或早期5G網(wǎng)絡(luò)上進行,但移動生態(tài)圈希望借助5G的逐 步部署,推動更大規(guī)模的邊緣部署。
部分算力從云端遷移到邊緣,很大程度上可以視為以 運營商為中心的技術(shù)轉(zhuǎn)移,這種技術(shù)轉(zhuǎn)移基于以往網(wǎng)絡(luò)軟件化和虛擬化等的發(fā)展成果,并在5G部署中發(fā)揮 作用。繼協(xié)力定義移動邊緣計算(MEC)及相關(guān)標準 之后,業(yè)界開始大力探索MEC技術(shù)在各種行業(yè)應用中 的價值,并希望通過MEC和5G技術(shù)進一步加深連接和 計算的融合。
盡管邊緣計算各項試點持續(xù)有所進展,但圍繞最佳邊 緣位置、邊緣投資規(guī)模以及實際商業(yè)模式,仍有一些 關(guān)鍵問題亟待解決。
中國的獨特前景:在邊緣計算、5G和物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域均處于領(lǐng)先地位
根據(jù)實驗網(wǎng)和早期商用部署的速度,顯然,中國產(chǎn) 業(yè)生態(tài)力求在邊緣計算發(fā)展中發(fā)揮主導作用。眾多 公司正全力推動邊緣計算的發(fā)展,其中三大電信運 營商以及華為、中興、諾基亞、愛立信等主要網(wǎng)絡(luò)供 應商發(fā)力最大。邊緣計算生態(tài)的合作也在本地產(chǎn)業(yè) 組織(ECC、CAICT、CCSA、5G DNA)和國際組織 (ETSI、3GPP、GSMA)的推動下不斷擴大。
中國政府致力于將中國打造為新型技術(shù)強國,而工業(yè) 4.0是推動數(shù)字化進程的主要驅(qū)動力,為5G和物聯(lián)網(wǎng) 的發(fā)展提供支撐。中國擁有全球最大、最發(fā)達的物聯(lián) 網(wǎng)市場,三大運營商制定了宏大的5G規(guī)劃,包括計劃 從2020年推出的5G SA網(wǎng)絡(luò)。中國在5G和物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域 的領(lǐng)先地位為邊緣計算產(chǎn)業(yè)發(fā)展創(chuàng)造了良好的產(chǎn)業(yè)環(huán) 境,運營商處于該產(chǎn)業(yè)的核心地位。
中國的技術(shù)視角:5G的確定性和邊緣位置的不確定性
盡管各方一致認為5G將是推動中國邊緣計算部署的 關(guān)鍵接入技術(shù),但就邊緣的具體位置以及不同行業(yè) 場景所需的邊緣技術(shù)看法不一。
許多受訪公司表示,針對智能工廠、智慧港口和智慧 園區(qū)等,應就近部署邊緣技術(shù)以支撐關(guān)鍵應用,為其 提供超低時延、實時處理分析、安全可靠網(wǎng)絡(luò)等一 體的最優(yōu)運行環(huán)境。如果需要覆蓋更廣范圍的應用場 景,包括智慧城市、自動駕駛、云/邊緣沉浸式游戲 以及通過移動終端接入和使用的其他服務(wù),那么以區(qū) 或市為顆粒度來部署邊緣基礎(chǔ)設(shè)施將更加經(jīng)濟有效, 在這些場景下,中國運營商通過快速部署5G并結(jié)合網(wǎng) 絡(luò)切片技術(shù),可以提供所需的網(wǎng)絡(luò)能力。
關(guān)于邊緣位置并沒有統(tǒng)一的答案。邊緣位置的確定取 決于多種因素,諸如各種邊緣計算應用的具體要求 (時延、帶寬、實時分析能力、傳輸數(shù)據(jù)量、安全 性)、技術(shù)(邊緣配置、云和設(shè)備之間的距離等)以 及業(yè)務(wù)需求(實際需求、經(jīng)濟性)。
中國邊緣計算應用:自動駕駛、智能制造、游戲?qū)⒁I(lǐng)潮流
邊緣計算最適用的場景需至少滿足以下一項(或全 部):超低時延(通常小于10毫秒的往返時間),實 時計算、渲染和分析的實時處理,大容量數(shù)據(jù)傳輸, 確定性組網(wǎng)。除了技術(shù)要求之外,安全和數(shù)據(jù)保護也 是推動邊緣計算的關(guān)鍵因素。眾多場景需要具備上述 網(wǎng)絡(luò)能力,但應用時間有所不同。
? 受訪公司反映,真正的自動駕駛汽車對邊緣計算 的需求最大。然而,要達到4級或5級自動駕駛, 需要進一步完善立法層面和提高車輛技術(shù),并大 量投資道路基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè),因此預計在中國,自 動駕駛相關(guān)的邊緣計算會于2023~2025年才開始初 具商用規(guī)模。
? 工業(yè)4.0提供了一系列有發(fā)展?jié)摿Φ倪吘墤脠?景。中國經(jīng)濟高度依賴工業(yè)領(lǐng)域發(fā)展(占GDP的 41%),因此提高生產(chǎn)率至關(guān)重要。高度自動化 的成功取決于能夠滿足高精確度閾值和實時分析 的低時延網(wǎng)絡(luò)連接。要實現(xiàn)這一目標,需要結(jié)合 5G、切片以及部署在工廠附近(理想情況是部署 在工廠內(nèi)部)的邊緣計算基礎(chǔ)設(shè)施。目前,智能 工廠和智慧港口已經(jīng)初顯發(fā)展勢頭。
? 基于邊緣和AR/VR技術(shù)的游戲和電子競技預計會 在2021~2022年間得到強勁發(fā)展,但這需要更廣 泛地部署邊緣計算基礎(chǔ)設(shè)施。考慮到游戲的實時 性,要保障固定用戶體驗所需的時延則需相應的 5G技術(shù)和邊緣計算能力。云對于一些沉浸體驗 要求更高的應用來說可能太遠,另一方面從空間 和設(shè)計的角度將所有計算能力內(nèi)置在設(shè)備中也是 不可行的。考慮到所涉及的內(nèi)容,在邊緣節(jié)點存 儲內(nèi)容還會提升回傳網(wǎng)的利用效率。現(xiàn)場活動直 播(如智慧體育場)、現(xiàn)場電視制播也能從5G 和邊緣計算中受益,且不需要進行大范圍的邊緣 側(cè)部署。
邊緣計算為中國生態(tài)帶來新的機遇和挑戰(zhàn)
近90%的受訪公司認為邊緣計算是5G時代創(chuàng)收的機 會。但就邊緣計算帶來的機遇和挑戰(zhàn)而言,各公司考 慮的出發(fā)點不盡相同。
? 電信運營商——中國移動、中國電信和中國聯(lián)通 認為,邊緣計算發(fā)揮了5G優(yōu)勢,是面向行業(yè)和 企業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型的下一個超越連接的市場機會。 三大運營商的云市場份額比阿里、騰訊小,因此 可通過網(wǎng)絡(luò)切片來探索新的應用場景,以及發(fā)揮 云、邊緣、核心電信網(wǎng)絡(luò)的集成優(yōu)勢從而為運營 商提供更廣闊的發(fā)展空間。此外,向第三方開發(fā) 者開放5G網(wǎng)絡(luò)也是一種商業(yè)機會,在網(wǎng)絡(luò)邊緣孵 化5G業(yè)務(wù)生態(tài)。
? 網(wǎng)絡(luò)設(shè)備供應商——隨著邊緣計算、人工智能 (AI)等新技術(shù)與核心網(wǎng)和接入網(wǎng)的融合規(guī)模不斷 加大,復雜性不斷增長,華為、中興、諾基亞、 愛立信等企業(yè)將日漸成為中國運營商和有意部署 邊緣計算的云服務(wù)公司的關(guān)鍵合作伙伴,特別是 針對基于現(xiàn)有電信基礎(chǔ)設(shè)施設(shè)計的符合3GPP標準 的邊緣計算基礎(chǔ)設(shè)施。供應商面臨的挑戰(zhàn)在于, 不僅要設(shè)計真正無縫的端到端網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)型解決方 案,還要在更大范圍內(nèi)創(chuàng)造新的 B2B2B 市場模式 (供應商-運營商-企業(yè)),促進 ICT 和垂直行業(yè)之 間的聯(lián)接。
? 主要云服務(wù)提供商——對于阿里、騰訊和其他云 服務(wù)公司而言,邊緣計算是對其云能力和云服務(wù) 產(chǎn)品的擴展。這些公司與中國各行各界企事業(yè)廣 泛建立了合作關(guān)系,并擁有豐富的云資源以供使 用。然而,緊緊圍繞5G技術(shù)構(gòu)建的邊緣計算架構(gòu)也帶來了新的挑戰(zhàn),將云服務(wù)企業(yè)帶入一個分布 式計算的新領(lǐng)域,特征包括大規(guī)模的移動互聯(lián)設(shè) 備以及需要邊緣/云深度協(xié)同編排。與此同時,云 服務(wù)提供商正在尋求將邊緣計算技術(shù)應用到基于 互聯(lián)網(wǎng)的消費者業(yè)務(wù)中(例如云游戲)。
中國運營商的商業(yè)模式:仍在探索
中國運營商預計分三步部署邊緣計算,這也反映了5G 網(wǎng)絡(luò)逐步部署的態(tài)勢以及行業(yè)和企業(yè)的數(shù)字化速度。
? 第一波(2018~2020年):實驗網(wǎng)及定制化小規(guī)模 部署。在這一階段,邊緣部署主要涉及專門的場 景,旨在滿足智慧港口、智慧園區(qū)和智能工廠的 需求,邊緣基礎(chǔ)設(shè)施大多就近部署在現(xiàn)場。市場 教育是吸引企業(yè)的關(guān)鍵。
? 第二波(2021~2023年):初具商用規(guī)模。隨著中 國運營商大規(guī)模部署5G網(wǎng)絡(luò)(GSMA智庫預測,截 止2023年底5G網(wǎng)絡(luò)將覆蓋中國60%的人口),自 動駕駛、體育賽事和游戲等邊緣計算應用也將進 行更多探索,邊緣基礎(chǔ)設(shè)施部署在基站匯聚點附 近、區(qū)縣/市區(qū)、區(qū)域數(shù)據(jù)中心。
? 第三波(2024年以后):成為主流。隨著5G技術(shù) 的成熟,5G設(shè)備成本的降低,以及移動行業(yè)和企 業(yè)之間的協(xié)作加深,邊緣計算部署的規(guī)模將逐漸 得到擴大。自動駕駛和智能制造技術(shù)的進一步發(fā)展創(chuàng)造了更有利的環(huán)境,邊緣部署的需求也隨之 增加。隨著規(guī)模增長,邊緣計算的經(jīng)濟性以及效 率都得到提高(如納米處理),市場接受度也隨 之提升。
邊緣計算的收入模式仍在摸索階段。對中國運營商來 說,提供僅具備連接功能的邊緣計算場景能帶來的收 入不高。一種更有趣(也更可能)的發(fā)展方向是,運 營商來負責部署和管理解決方案所需的邊緣基礎(chǔ)設(shè) 施,并提供相應的網(wǎng)絡(luò)連接、設(shè)備和IT服務(wù)。此外, 運營商也可以向其他公司提供邊緣托管或共享業(yè)務(wù)。 向價值鏈上游延伸,運營商可以選擇全棧模式(連 接、設(shè)備、IT服務(wù)、平臺和智能分析),成為全面覆 蓋企業(yè)客戶邊緣相關(guān)業(yè)務(wù)的合作伙伴。擁有領(lǐng)先的邊 緣計算平臺,意味著運營商可以向第三方提供邊緣 IaaS和邊緣PaaS解決方案,以及各種終端用戶應用所 必需的連接、計費和網(wǎng)絡(luò)相關(guān)服務(wù)。這是價值高地, 同時也是競爭最激烈的領(lǐng)域,云和ICT公司都瞄準了 這個產(chǎn)業(yè)機會。
推動中國邊緣計算的發(fā)展和規(guī)模:關(guān)鍵措施
邊緣計算的最新進展,加上中國生態(tài)定位新技術(shù)前沿 的明確目標,為進一步發(fā)展邊緣計算奠定了堅實的基 礎(chǔ)。然而,要發(fā)掘邊緣計算的長期潛力,還需要開展 大量工作。我們已經(jīng)確定了 7 項關(guān)鍵措施,如果這些 措施付諸實施,將推動未來 5 年中國邊緣技術(shù)的發(fā)展 和應用。其中許多措施涉及整個邊緣計算生態(tài),而有 些措施則針對特定種類的公司。
2.推動邊緣計算發(fā)展的背景和全球趨勢
2.1 邊緣技術(shù)的驅(qū)動因素
在過去40年里,算力和處理在集中式架構(gòu)和分布式 架構(gòu)之間交替往復。21世紀,隨著互聯(lián)網(wǎng)、企業(yè)IT和 智能手機的大規(guī)模商用,激起了以大型集中服務(wù)器群 為基礎(chǔ)的云計算浪潮。一些公司成為這個領(lǐng)域的領(lǐng)軍 者,即所謂的超大規(guī)模云計算玩家,包括亞馬遜、微 軟和谷歌。近年來,其他公司也加入了這一市場,并 正在迅速擴大規(guī)模,包括IBM、Oracle以及中國的阿里 巴巴和騰訊。
盡管邊界很難嚴格定義,但可信跡象表明,邊緣計算 這一新浪潮正在發(fā)展,這標志著算力和資源靠近客戶 部署的分布式轉(zhuǎn)型將成為趨勢。本質(zhì)上講,這表示業(yè) 務(wù)模式從以網(wǎng)絡(luò)為中心轉(zhuǎn)變?yōu)橐怨ぷ髫撦d為中心,本 地化成為首要原則。但這并不是非此即彼的情況,集 中式云數(shù)據(jù)中心將繼續(xù)存在,且整體容量仍可能繼續(xù) 擴大,但新的需求(如物聯(lián)網(wǎng)和企業(yè))以及5G時代超 低時延業(yè)務(wù)的潛力正在將計算拉近最終用戶。
邊緣計算的發(fā)展綜合考慮以下幾個方面:
? 容量——如果將大量連接設(shè)備產(chǎn)生的越來越多的 數(shù)據(jù)傳輸?shù)轿恢幂^為集中的云服務(wù)上,需要超大 帶寬和回傳容量。1 而邊緣計算和本地數(shù)據(jù)處理可 以減少需要傳輸?shù)臄?shù)據(jù)量。
? 成本——就帶寬問題而言,遠距離傳輸大量數(shù)據(jù) 也會產(chǎn)生成本。此外,很多設(shè)備產(chǎn)生的大量數(shù)據(jù) 可能無關(guān)業(yè)務(wù),因此不需要傳輸?shù)街醒胩幚怼?/p>
? 分析——數(shù)據(jù)是數(shù)字經(jīng)濟的基礎(chǔ)資產(chǎn)。要具備 將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為實時(或近實時)分析和操作的能力,需要將處理和計算功能的位置轉(zhuǎn)移到更接近 生成或使用數(shù)據(jù)的設(shè)備。
? 安全——許多公司可能不希望敏感數(shù)據(jù)離開現(xiàn)場 或自有服務(wù)器。圍繞數(shù)據(jù)隱私的國家法律法規(guī)也 是一個影響因素。
? 時延——雖然5G比4G時延更低,但要在遠距離和 多跳網(wǎng)絡(luò)中實現(xiàn)極低時延會很困難。
? 彈性——邊緣計算能比集中模式提供更多的通信 路徑。這種分布可以更好地保障數(shù)據(jù)通信的彈性。
2.2 邊緣計算的定義
計算向本地化、分布式的整體轉(zhuǎn)型趨勢會影響整 個ICT生態(tài)。從電信行業(yè)或者更具體地從電信運營 商的角度來看,邊緣計算最初被稱為移動邊緣計算(MEC)。歐洲電信標準協(xié)會(ETSI)對MEC的定義 如下:
移動邊緣計算在移動網(wǎng)絡(luò)的邊緣、無線接入網(wǎng)(RAN)的內(nèi)部以及移動用戶的近處提供了一個IT服務(wù)環(huán) 境以及云計算能力。
2017年,MEC的定義被修正為“Multi Access Edge Computing”,這反映的一個事實是,邊緣部署實際 上可以利用包括固網(wǎng)在內(nèi)的一系列接入技術(shù)。雖然本 報告的重點是5G網(wǎng)絡(luò)中的邊緣計算潛力,但邊緣應用 的前景并不僅限于未來5G的發(fā)展。
MEC使網(wǎng)絡(luò)功能更靠近最終用戶,使運營商能夠?qū)⒕W(wǎng)絡(luò)逐漸開放給第三方,使企業(yè)可以在智能工廠、智慧 港口、智慧醫(yī)院等場所構(gòu)建專網(wǎng)環(huán)境。這些業(yè)務(wù)場景 通常涉及多種應用,要求網(wǎng)絡(luò)在邊緣位置提供超低時 延和強大的處理、計算和存儲能力。數(shù)據(jù)無需回傳至 網(wǎng)絡(luò)中心,而是在本地完成處理、存儲和下發(fā)。5G MEC技術(shù)還支持連接和計算集成,提高與最終用戶的 交互效率。
移動網(wǎng)絡(luò)中邊緣計算部署的“邊緣”在哪里?
與完全基于云的傳統(tǒng)模式相比,邊緣系統(tǒng)架構(gòu)將存 儲、計算、處理和組網(wǎng)等云功能推近生成或使用數(shù)據(jù) 的設(shè)備。對于移動網(wǎng)絡(luò)來說,“接近”是一個相對概 念,它可以是比較近的位置(即在傳輸網(wǎng)中),也可 以是客戶所處的位置(無論在用戶設(shè)備內(nèi)部還是在用 戶駐地)。圖2-2為移動網(wǎng)絡(luò)中邊緣的簡化圖。
關(guān)于邊緣位置并沒有統(tǒng)一的答案。邊緣位置的確定取 決于多種因素,諸如各種邊緣計算應用的具體要求 (時延、帶寬、實時分析能力、傳輸數(shù)據(jù)量、安全 性)、技術(shù)(邊緣配置、云和設(shè)備之間的距離)以及 業(yè)務(wù)需求(實際需求、經(jīng)濟性)。邊緣計算的模式 可能因市場而異,反映了如頻譜許可或數(shù)據(jù)隱私法 規(guī)等地方因素。第3章深入分析了決定邊緣位置的各 項因素。
2.3 全球新興邊緣計算生態(tài)
邊緣計算仍處于起步階段。然而,在美國、中國、歐 洲和亞太地區(qū)的一些發(fā)達市場,正在擴大相關(guān)的試點 和小規(guī)模部署。鑒于邊緣計算的潛在影響和轉(zhuǎn)型性 質(zhì),移動和云生態(tài)中的許多公司正在探索早期階段的 邊緣計算,宣布各自的試點計劃和項目。
世界上越來越多的電信運營商有些正在開展邊緣計算 試點,有些則在推行邊緣商用產(chǎn)品和解決方案(見表 2-3)。2 盡管當前試點大多在4G或早期5G網(wǎng)絡(luò)上進行,但移動行業(yè)希望借助5G的逐步部署,推動更大規(guī) 模的邊緣部署。
理論上,邊緣計算可以和運營商部署的5G網(wǎng)絡(luò)以及軟 件定義網(wǎng)絡(luò)(SDN)、網(wǎng)絡(luò)功能虛擬化(NFV)等軟 件控制技術(shù)適配地非常好,這些技術(shù)以分布式的方式 運行某些虛擬網(wǎng)絡(luò)功能(包括在網(wǎng)絡(luò)邊緣)。得益于 此,邊緣技術(shù)也可能受益于5G時代虛擬網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)能 力,從而充分挖掘分布式計算的潛力。
各大云業(yè)務(wù)公司也在努力推動全球邊緣計算的發(fā)展 (見表2-4)。略為諷刺的是,曾經(jīng)推崇向集中計算 轉(zhuǎn)型的大型云服務(wù)提供商現(xiàn)在則在尋求向分布計算模 式轉(zhuǎn)型。但有一點很重要的區(qū)別是,云從業(yè)者并不希望基于云的業(yè)務(wù)被取代。相反,他們是對本節(jié)前面概 述的一些驅(qū)動因素做出反應,尤其是將海量數(shù)據(jù)的傳 輸和處理從客戶位置轉(zhuǎn)移到中央云的挑戰(zhàn)。
Ericsson、華為、Nokia、中興和Cisco等主要電信網(wǎng)絡(luò) 廠商在邊緣計算領(lǐng)域非常活躍,一方面扮演試點和部 署所需的邊緣計算技術(shù)供應商的角色,另一方面作為 尋求邊緣部署的運營商和云服務(wù)公司的合作伙伴。4 對于運營商而言,這種合作是更大層面上網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)型戰(zhàn) 略的一部分,旨在構(gòu)建5G時代智能、自動化和高效的 網(wǎng)絡(luò)。
除了規(guī)模較大的廠商以外,許多小公司也開始部署 邊緣網(wǎng)絡(luò)和解決方案。EdgeMicro是一家邊緣計算公 司,目前正在美國開發(fā)邊緣微型數(shù)據(jù)中心,未來可能 擴展到歐洲、中東、非洲以及拉丁美洲。公司初期的重點是開發(fā)可外場部署的集裝箱式六機柜微型數(shù)據(jù)中 心。公司的愿景是,讓成千上萬個與網(wǎng)絡(luò)無關(guān)的小型 模塊化數(shù)據(jù)中心站在通信鐵塔和市區(qū)屋頂上提供多租 戶共享業(yè)務(wù)。
基礎(chǔ)設(shè)施公司Vapor IO組織創(chuàng)建了動態(tài)邊緣聯(lián)盟 (KEA),KEA是一個由硬件、軟件和網(wǎng)絡(luò)公司組成 的行業(yè)工作小組,致力于實現(xiàn)邊緣計算易用性,將邊 緣計算利益相關(guān)者與最終用戶聯(lián)系起來。Vapor IO正 在搭建邊緣共享節(jié)點的分布式網(wǎng)絡(luò),這些節(jié)點處于微 型模塊化數(shù)據(jù)中心,可以部署在網(wǎng)絡(luò)中的關(guān)鍵位置, 包括通信鐵塔和天線站點。
2.4 全球挑戰(zhàn):從商業(yè)模式到物理位置
由于現(xiàn)在處于發(fā)展前期,越來越多的試點和項目仍聚 焦于開發(fā)邊緣計算的潛力。而實際商業(yè)模式和實際的 應用場景在很多情況下則仍不明確。邊緣的完整定義 依然不明確,特別是關(guān)于計算資源的部署位置和邊緣 基礎(chǔ)設(shè)施的規(guī)模沒有統(tǒng)一觀點。
當然,很多運營商和云從業(yè)者的發(fā)展藍圖是不一樣 的。例如,BT目前重點關(guān)注英國市場上約100個邊緣 節(jié)點,而Google則建議,其云游戲平臺Stadia等業(yè)務(wù) 在每個市場可能需要數(shù)百個節(jié)點。歐洲某大型運營商 的一位高管表示,其公司的邊緣部署計劃不太可能覆 蓋幾百個以上節(jié)點,因為時延要求決定了沒必要在每 個本地中心局點設(shè)立邊緣節(jié)點。
運營商仍需充分確定各自的商業(yè)模式,一種選擇是向 第三方提供共站基礎(chǔ)設(shè)施,以滿足Google、Amazon 和Microsoft等公司的需求。然而,云從業(yè)者已經(jīng)在構(gòu) 建自己的邊緣基礎(chǔ)設(shè)施(或使用第三方供應商的設(shè) 施),同時許多小型企業(yè)和鐵塔服務(wù)商也正在開發(fā)自 己的邊緣計算解決方案,通常是相互協(xié)作,即不僅提 供物理空間和硬件,還提供業(yè)務(wù)服務(wù)。傳統(tǒng)上關(guān)注網(wǎng) 絡(luò)功能/能力的基礎(chǔ)設(shè)施與更關(guān)注計算和存儲性能的 基礎(chǔ)設(shè)施之間存在邊界模糊不清的問題,這可能加劇 邊緣生態(tài)中不同參與者之間的競爭。
除了本地對數(shù)據(jù)安全和隱私的關(guān)注和規(guī)定以外,確定 邊緣位置的關(guān)鍵因素還包括特定業(yè)務(wù)或應用所需的時 延水平,以及實時或近實時處理和分析的需求。一 些運營商表示,在選定的主要城市部署有限的邊緣設(shè)備,可以讓整個覆蓋范圍的時延控制在20ms。然而, 為保障關(guān)鍵業(yè)務(wù)的網(wǎng)絡(luò)時延不超過5ms(理論上通過 5G是可以實現(xiàn)的),必然需要更廣泛地部署邊緣節(jié) 點。為了證明所需的大量增資是合理的,又牽扯到特 定用例和商業(yè)模式的問題。
要部署邊緣基礎(chǔ)設(shè)施,就需要大量投資,但在應用場 景和商業(yè)模式仍然較為模糊的情況下,要確定這種投 資是否合理是對運營商的一個挑戰(zhàn)。從邊緣互聯(lián)到全 虛擬化5G網(wǎng)絡(luò),可能需要協(xié)同考慮經(jīng)濟和戰(zhàn)略因素。 兩者都需要更分散的處理能力,而要實現(xiàn)5G超低時延 的潛力,則需要算力靠近設(shè)備。邊緣計算的發(fā)展可能 分多個階段,而我們目前正在經(jīng)歷邊緣部署的初始階 段。隨著需求和應用場景的發(fā)展,區(qū)域和城域數(shù)據(jù)中 心已經(jīng)在許多市場得到更廣泛的建設(shè),并逐步向更多 邊緣位置轉(zhuǎn)移。
隨著計算向邊緣發(fā)展,一些實際存在的挑戰(zhàn)亟待解 決,尤其是目標站點更具挑戰(zhàn)性的時候,比如遷向信 號發(fā)射塔而非企業(yè)站點。這些挑戰(zhàn)包括供電、安全、 業(yè)務(wù)保障和缺乏具備適當技能的現(xiàn)場工作人員(這個 問題對當?shù)仄髽I(yè)局點和信號發(fā)射塔來說都可能是個挑 戰(zhàn))。諷刺的是,這些同時也是導致公司將其服務(wù)器 和軟件從自有的、本地的數(shù)據(jù)中心遷移到遠程服務(wù)器 群的原因。雖然目前有一些舉措來應對這些挑戰(zhàn),但 這可能會成為實現(xiàn)完全分布式、真正本地化的邊緣基 礎(chǔ)設(shè)施的最大障礙。但同時,它也可能是電信運營商 (擁有大量駐地工作人員和一系列安全的物理站點) 能夠獲取明顯競爭優(yōu)勢的領(lǐng)域。
3.中國邊緣計算: 為全球領(lǐng)先地位奠定基礎(chǔ)
3.1 邊緣計算發(fā)展勢頭在中國生態(tài)中日漸強勁
雖然邊緣計算在中國還處于起步階段,但發(fā)展迅速, 特別是近兩年來進展更加明顯,使得中國在試點、早期部署和生態(tài)合作方面領(lǐng)先于其他主要國家和地區(qū)。
邊緣計算試點和項目展露勢頭
目前,國內(nèi)各從業(yè)者積極投身尚在起步階段的邊緣 計算,其中包括三大運營商、主要網(wǎng)絡(luò)設(shè)備提供商 (Ericsson、華為、Nokia和中興)以及中國大型云服 務(wù)企業(yè)(阿里巴巴、騰訊和百度)。眾多小型ICT公 司、云和邊緣技術(shù)專業(yè)公司、垂直行業(yè)也紛紛加入, 尋求邊緣新業(yè)務(wù)和解決方案的機會。這份名單很長, 而且成員會越來越多。本文 關(guān)于本報告 一節(jié)羅列了參 與我們調(diào)查的所有成員。
中國運營商是這個領(lǐng)域最活躍參與者之一。中國移動2019年邊緣計算藍圖涵蓋了300項具體的邊緣措施, 包括測試節(jié)點評估、開放API接口以及攜手合作伙伴 推廣邊緣商業(yè)應用。自2018年以來,中國聯(lián)通在20個 省市開展了60多項MEC試點和商用項目。中國邊緣 計算產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟(ECC)5 數(shù)據(jù)顯示,分布在40個城市 的100多個MEC試點項目覆蓋多個行業(yè)和應用場景, 包括智慧園區(qū)、智能制造、AR/VR、云游戲、智慧港 口、智慧礦山、智慧交通,這充分證實了發(fā)展的迅猛 勢頭。
生態(tài)合作呈上升趨勢
中國國內(nèi)不乏邊緣計算論壇和行業(yè)工作小組,參與 者包括運營商、網(wǎng)絡(luò)廠商、其他生態(tài)參與者、政 府機構(gòu)以及全球/本地行業(yè)協(xié)會,如歐洲電信標準 協(xié)會(ETSI)、邊緣計算產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟(ECC)、第三 代合作伙伴計劃(3GPP)、中國信息通信研究院 (CAICT)、中國通信標準協(xié)會(CCSA)、5G確定 性網(wǎng)絡(luò)聯(lián)盟(5G DNA)和GSMA。 ECC在促進產(chǎn)業(yè)協(xié)作、促進創(chuàng)新、提升邊緣計算意 識和早期應用方面發(fā)揮著重要作用。
ECC成立于2016 年,成員單位超過230家,覆蓋幾乎所有主要行業(yè), 同時成立技術(shù)標準、測試、安全、市場推廣等工作組。2019年9月,ECC與網(wǎng)絡(luò)5.0產(chǎn)業(yè)與技術(shù)創(chuàng)新聯(lián)盟 (N5A)簽署合作協(xié)議,共同成立邊緣計算基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò) 聯(lián)合工作組(ECNI),推動邊緣計算產(chǎn)業(yè)發(fā)展。
開源項目也在增加。2017年11月,中國移動、中國電 信、中國聯(lián)通以及其他科技公司聯(lián)合在開放數(shù)據(jù)中心 標準推進委員會(ODCC)上發(fā)布了面向電信應用的 開放電信IT基礎(chǔ)設(shè)施(OTII),旨在構(gòu)建適合5G網(wǎng)絡(luò) 邊緣計算部署的開放、統(tǒng)一的服務(wù)器解決方案。6 OTII 邊緣服務(wù)器將分布于大量邊緣局點和接入中心局點, 并已在一些實際試點中投入使用。
2018年10月,中國移動成立了邊緣計算開放實驗室, 旨在提供行業(yè)合作平臺,促進邊緣計算生態(tài)的跨行業(yè) 發(fā)展。截至2019年初,開放實驗室共有34家合作伙 伴,與各領(lǐng)域合作伙伴共開展15個測試平臺項目,其 中包括4個智慧城市項目、6個智能制造項目、4個直播和游戲項目、1個車聯(lián)網(wǎng)項目。Akraino和StarlingX 是另外兩個主要的開源邊緣計算項目,由運營商、企 業(yè)和開發(fā)人員組成的開放社區(qū)提供支持,他們試點軟 件并通過文檔和用例參與社區(qū)活動。
中國企業(yè)對邊緣計算的認知日益提高
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)。7 雖然在許 多國家,5G的速度增益似乎是其最引人注目的能力, 但中國企業(yè)(相對于其他區(qū)域)對5G能夠提供的其他 網(wǎng)絡(luò)能力(包括網(wǎng)絡(luò)切片、邊緣計算、低時延)有更 強的認知(見圖3-1)。中國企業(yè)規(guī)模越大,5G的物聯(lián) 網(wǎng)能力對其就越有吸引力。
中國運營商早期的合作和試點促進了這種認知的提 高,企業(yè)廣泛使用邊緣計算能力的意愿就證明了這 一點。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,而在美國和歐洲,這一比例不 到40%。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(wù)發(fā)展。
3.2 中國邊緣計算的獨特背景
盡管美國、亞太地區(qū)發(fā)達市場及歐洲正呈現(xiàn)強勁的邊 緣計算試點勢頭,但以下因素使得中國的前景尤為引 人注目。這些因素將決定邊緣計算在未來5年是否會 規(guī)模商用。
5G取得重大進展——接入技術(shù)將推動邊緣部署和應用場景
中國將5G列為國之重事,5G網(wǎng)絡(luò)將推動經(jīng)濟更大范圍 的數(shù)字化轉(zhuǎn)型。中國三大運營商繼2018年底獲得全國 5G中頻頻譜(2.6GHz、3.4-3.6GHz、4.8-4.9GHz), 并于2019年6月獲得5G商用牌照之后,正在迅速推進 5G建設(shè)。2019年已建成超過13萬個5G基站(中國移動 5萬、中國聯(lián)通4萬、中國電信4萬),覆蓋中國50多 個城市,其中北京、上海、廣州等城市核心城區(qū)實現(xiàn) 連續(xù)覆蓋。2020年,三大運營商將繼續(xù)擴展5G覆蓋 到所有地市。
GSMA智庫預測,到2025年,中國將擁有全球最大的 5G消費用戶市場,5G用戶數(shù)將接近8億,占全國移動 連接數(shù)的50%。為滿足5G業(yè)務(wù)對網(wǎng)絡(luò)的需求,2018年 至2025年,中國運營商將投資2500億美元用于移動 網(wǎng)絡(luò)資本支出,其中1800億美元將用于5G網(wǎng)絡(luò)。中國 將占全球近20%的5G網(wǎng)絡(luò)投資。
三大運營商也明確表示,將推出5G SA網(wǎng)絡(luò)來支持一 系列行業(yè)應用,這將推動中國成為SA部署和商用市 場的領(lǐng)導者,推動全球設(shè)備和終端兼容SA的生態(tài)建 設(shè)。5G是邊緣計算的關(guān)鍵,不僅將成為邊緣部署的主 要接入技術(shù),而且是探索應用場景的強大驅(qū)動力。第 3.5節(jié)中討論的許多邊緣計算應用場景都要求超低時 延、實時處理和實時分析能力以及大量的數(shù)據(jù)傳輸, 由此可見建設(shè)5G SA網(wǎng)絡(luò)為邊緣計算在中國的部署提 供了良好環(huán)境。
中國政府致力將中國打造為新技術(shù)和工業(yè)4.0的領(lǐng)先國家
“中國制造2025”戰(zhàn)略計劃是推動數(shù)字化演進的重要 力量。近幾年來,中國已經(jīng)成為測試和使用新技術(shù)的 領(lǐng)先國家,這包括早期的邊緣計算應用。得益于全球 最大的數(shù)字消費群體(截止2019年年底,全國移動互 聯(lián)網(wǎng)用戶近9億)、具有競爭力的成本優(yōu)勢和巨大的 經(jīng)濟體量,中國生態(tài)系統(tǒng)正在提升其技術(shù)領(lǐng)導力和創(chuàng) 新能力,在移動和移動領(lǐng)域之外催生了大量初創(chuàng)企業(yè) 和創(chuàng)新公司。與其他新興技術(shù)一樣,邊緣計算需要一 個創(chuàng)新和合作的生態(tài)系統(tǒng)。
許多國家政府都希望本國在21世紀20年代達到技術(shù)創(chuàng) 新的前沿水平,但中國工業(yè)的規(guī)模(中國GDP的41% 來自制造業(yè),而美國為19%)以及以移動為中心的服 務(wù)與商業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的建立,使中國擁有部署5G時代邊 緣計算的有利環(huán)境。
運營商計劃更大規(guī)模地超越連接服務(wù)
對于全球大部分主要運營商而言,核心移動業(yè)務(wù)和固 定業(yè)務(wù)占收入的80~90%,而非傳統(tǒng)電信業(yè)務(wù)占收入 的10~20%。也存在一些例外情況,例如AT&T、韓國 電信和日本軟銀SoftBank(非傳統(tǒng)電信業(yè)務(wù)的收入占 比分別約為40%、30%),其非傳統(tǒng)電信業(yè)務(wù)收入源 于并購而非來自有機增長。
中國運營商在非傳統(tǒng)電信業(yè)務(wù)收入增長率上保持領(lǐng) 先。2018年,非傳統(tǒng)電信業(yè)務(wù)(消費者和企業(yè))為中國三大運營商創(chuàng)造了1440億人民幣(折合220億美 元)的總收入,同比增長約30%。這其中包括付費電 視、節(jié)目和廣告、物聯(lián)網(wǎng)、企業(yè)解決方案以及包括金 融、支付和生活方式在內(nèi)的更廣泛的數(shù)字業(yè)務(wù)領(lǐng)域。 中國移動、中國電信和中國聯(lián)通都寄希望于行業(yè)和企 業(yè)的數(shù)字化轉(zhuǎn)型,以期在連接之外增加未來收入,將 核心網(wǎng)、云和邊緣的融合定位為企業(yè)數(shù)字化運營和服 務(wù)的關(guān)鍵使能技術(shù)。
物聯(lián)網(wǎng)全球領(lǐng)先,邊緣計算解決方案市場前景廣闊
中國是目前全球最大、最發(fā)達的物聯(lián)網(wǎng)市場。中國授 權(quán)蜂窩物聯(lián)網(wǎng)連接約占全球三分之二(2019年),即 超過10億。此外,四分之三的中國企業(yè)已經(jīng)部署了物 聯(lián)網(wǎng),全球占比最高。中國也是推動全球物聯(lián)網(wǎng)市場 發(fā)展和增長所需技術(shù)的主要供應商,包括傳感器、微 芯片和其他組件。
從收入來看,2018年中國三大運營商共創(chuàng)造物聯(lián)網(wǎng)收 入110億人民幣(折合17億美元),其中三分之二來自 中國移動。物聯(lián)網(wǎng)收入以本幣計增長約50%,主要來 自于連接持續(xù)增長和NB-IoT的推動。雖然這在中國運 營商總收入中占比很小(2018年約為1%),但企業(yè)物 聯(lián)網(wǎng)是超越連接邊界的重要驅(qū)動力。中國在物聯(lián)網(wǎng)和 邊緣計算領(lǐng)域的領(lǐng)先地位為部署邊緣技術(shù)提供了有利 環(huán)境,特別是對于需要將大量數(shù)據(jù)進行存儲、處理和 分析而更接近用戶的物聯(lián)網(wǎng)場景,以加快分析和響應 的速度。
3.3 推動中國邊緣計算發(fā)展的關(guān)鍵角色
許多中國企業(yè)投入項目、建立合作關(guān)系并參與行業(yè)論 壇和倡議,積極推進邊緣計算的發(fā)展。
企業(yè)調(diào)研發(fā)現(xiàn),由于5G和邊緣計算緊密關(guān)聯(lián),網(wǎng)絡(luò)設(shè) 備供應商(華為、中興、諾基亞、愛立信等)和中國 三大運營商在邊緣計算早期階段起到了顯著推動作 用(見圖3-5)。
中國云收入排名前兩位的云公司(阿里巴巴、騰 訊),以及百度等正在采取重大舉措,尋求在新興的 邊緣計算中擴展云能力和云產(chǎn)品。許多邊緣計算平臺 已投入商用,阿里主推邊緣節(jié)點服務(wù)(ENS),百度和 騰訊也分別推出OpenEdge和Smart Edge Connector。 阿里占據(jù)云市場最大份額,百度創(chuàng)新推出ABC(人工 智能、大數(shù)據(jù)和云計算)發(fā)展戰(zhàn)略,即以人工智能為 中心,廣泛應用邊緣技術(shù)。此外,百度重點打造自動 駕駛,融合了邊緣云計算以及人工智能的廣泛應用。
跨行業(yè)組織發(fā)揮關(guān)鍵作用,積極推動行業(yè)發(fā)展與協(xié) 作,在中國邊緣計算推動力調(diào)查中斬獲4.5高分,其中 多數(shù)調(diào)研企業(yè)已意識到行業(yè)論壇及工作組對新型生態(tài) 系統(tǒng)的重要價值。
中國移動
中國移動正在實施網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)型計劃,旨在將人工 智能、物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、云和邊緣計算等技術(shù) 融入5G網(wǎng)絡(luò),實現(xiàn)聯(lián)接與數(shù)字化服務(wù)的結(jié)合, 提供定制服務(wù)能力。
中國移動的電信云架構(gòu)分為核心云和邊緣云, 覆蓋了從核心集中到邊緣分布的數(shù)據(jù)中心/機 房。根據(jù)業(yè)務(wù)需要,邊緣云可以部署在地市、 區(qū)縣兩級,甚至更低地區(qū)層級。為了結(jié)合5G 網(wǎng)絡(luò),跨場景、跨行業(yè)開展邊緣計算業(yè)務(wù)的試 點,中國移動已經(jīng)預留了上百個邊緣節(jié)點。
從商業(yè)角度來看,中國移動物聯(lián)網(wǎng)公司(中國 移動全資子公司)推出了OneNET集中式云平 臺,支持匯聚多種網(wǎng)絡(luò)環(huán)境和協(xié)議下物聯(lián)網(wǎng)設(shè) 備的數(shù)據(jù)。第三方應用程序和分析服務(wù)可通過 一系列API和應用程序模板訪問存儲數(shù)據(jù)。許多 增值服務(wù)功能允許將不同類型的服務(wù)集成到端 到端解決方案中,其中包括應用于工業(yè)場景的 OneNET Edge。OneNet Edge為企業(yè)客戶提供大 規(guī)模低時延應用。物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備和應用可在本地實時監(jiān)控和管理,實現(xiàn)實時決策,免受數(shù)據(jù)采 集和存儲位置的約束。
2019年2月,在MWC Barcelona(巴塞羅那世界 移動大會)上,中國移動發(fā)布了《邊緣計算技 術(shù)白皮書》,從運營商的角度闡述了邊緣計算 及其技術(shù)路標。8 中國移動邊緣計算“Pioneer 300”先鋒行動展示了2019年邊緣計算具體措 施和目標:1)評估100個可部署邊緣計算設(shè)備的 測試節(jié)點;2)面向邊緣云計算能力開放100個 API;3)引進100家邊緣計算合作伙伴,推動商 業(yè)應用落地。
如圖3-6所示,中國移動的邊緣計算系統(tǒng)規(guī)劃 包含服務(wù)與應用(SaaS)、PaaS能力、IaaS設(shè) 施、硬件設(shè)備、站點規(guī)劃、邊緣網(wǎng)絡(luò)演進。邊 緣計算的PaaS、IaaS和硬件平臺需要設(shè)計成兼 容兩種應用生態(tài)系統(tǒng),即公有云應用和原生邊 緣應用。對于邊緣計算部署的不同位置,上述 領(lǐng)域均有望自定義地選擇所用技術(shù)。
中國電信
云網(wǎng)一體化是中國電信在5G時代的重要戰(zhàn)略支 柱。中國電信正在建設(shè)新一代云網(wǎng)一體化操作 系統(tǒng),包括全云化5G核心網(wǎng)和多接入邊緣計算 (MEC)。
從商業(yè)角度看,中國電信面向企業(yè)客戶推出了 全云化、全纖化的5G云網(wǎng)一體化解決方案。中 國電信2019年上半年云收入(50.30億人民幣, 約7.2億美元)高于2018年全年(44.80億人民 幣,約6.8億美元),同比增長近100%。
中國電信大力推動邊緣計算在各領(lǐng)域移動網(wǎng)絡(luò) 的發(fā)展,參與國際標準的制定,攜手華為、中 興、騰訊等合作伙伴開展研發(fā)和測試,并在石 油、天然氣、港口、媒體和娛樂等領(lǐng)域,進行 試點和小規(guī)模部署。
過去12個月中,中國電信投資建設(shè)邊緣計算和 網(wǎng)絡(luò)切片平臺,使其與云資源及5G網(wǎng)絡(luò)充分融 合,幫助有本地化需求的企業(yè)客戶構(gòu)建專用網(wǎng)絡(luò)。5G將成為核心驅(qū)動力。運營商正在快速建 設(shè)5G網(wǎng)絡(luò),2019年底共建成4萬座5G基站,利 用5G網(wǎng)絡(luò)升級到獨立組網(wǎng)(SA),使能5G網(wǎng) 絡(luò)能力,例如基于SA的邊緣計算和網(wǎng)絡(luò)切片 等。5G+“云邊協(xié)同”為企業(yè)提供卓越的網(wǎng)絡(luò)和 計算能力。運營商已呈現(xiàn)多種邊緣計算應用場 景,如工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、車聯(lián)網(wǎng)、校園/企業(yè)園區(qū)以 及VR直播等。
中國電信提供廣泛的移動和固網(wǎng)業(yè)務(wù)(二者收 益相當),并規(guī)劃將邊緣計算應用于移動和 固網(wǎng)業(yè)務(wù)。更具體地說,為緩解網(wǎng)絡(luò)流量造成 的回傳壓力,并保證固網(wǎng)和移動網(wǎng)用戶體驗一 致,中國電信正在構(gòu)建統(tǒng)一的MEC,通過利用 現(xiàn)有固網(wǎng)資源優(yōu)勢,實現(xiàn)固定和移動網(wǎng)絡(luò)的邊 緣融合(傳輸和內(nèi)容交付網(wǎng)絡(luò)-CDN)。中國電 信面向FMC的MEC架構(gòu)如圖3-7所示。9 平臺可以 根據(jù)服務(wù)類型或需求,靈活地將流量分配到不 同的網(wǎng)絡(luò),從而通過多網(wǎng)絡(luò)共享邊緣CDN資源 提升用戶體驗,實現(xiàn)內(nèi)容的智能分發(fā)。
中國聯(lián)通
作為5G時代集約化、敏捷化、開放化戰(zhàn)略的 一部分,中國聯(lián)通圍繞“貼近用戶、云化、連 接、協(xié)同、計算、能力”的“6C”理念,推 出“CUBE-Edge”智能邊緣業(yè)務(wù)平臺。
10 1.0版本于2018年發(fā)布,后續(xù)升級到2.0。如圖 3-8所示,CUBE-Edge業(yè)務(wù)平臺包括硬件資源 層、虛擬化層和平臺能力層,為開發(fā)者提供靈 活的平臺能力和豐富的API接口,使其應用于各 行各業(yè)。
中國聯(lián)通正在以DC為中心的全云化網(wǎng)絡(luò)上構(gòu) 建MEC邊緣云架構(gòu),實現(xiàn)邊緣技術(shù)與云的融 合。管理面集中部署,業(yè)務(wù)面下沉,與通信云 融合。邊緣云與公有云和私有云對接,實現(xiàn)云 邊協(xié)同。市級邊緣DC應用于廣覆蓋業(yè)務(wù),如 VCDN、AR、VR、視頻監(jiān)控、云游戲等。區(qū)級 邊緣DC滿足大規(guī)模數(shù)據(jù)本地化和低時延需求, 適用于車聯(lián)網(wǎng)、智能體育場等應用。
云邊融合是關(guān)鍵。云計算(公有云、私有云) 聚焦于非實時、長周期的大數(shù)據(jù)分析,而邊緣 計算聚焦于實時、短周期的數(shù)據(jù)分析,將大部 分數(shù)據(jù)推送到網(wǎng)絡(luò)邊緣,加快處理速度,減少 等待時間和網(wǎng)絡(luò)帶寬消耗。
中國聯(lián)通參與了從智能制造到智慧城市和港 口等多個行業(yè)的邊緣相關(guān)項目和舉措,并與 百度、騰訊、中興、英特爾等多家公司建 立了邊緣合作關(guān)系。2018年,中國聯(lián)通在中 國15個省市開展MEC邊緣云試點項目,包括 北京、上海、浙江、福建、廣東、湖北、重 慶、山東、河南、河北、江蘇、四川、天 津、遼寧、湖南等地。自2018年以來,MEC 在20個省份啟動了60多個試點和商用項目, 旨在與全國31個省份的更多行業(yè)伙伴合作。
網(wǎng)絡(luò)設(shè)備供應商
華為
華為提供多種邊緣計算產(chǎn)品和能力,例如MEC 技術(shù),Intelligent EdgeFabric(IEF)和邊緣專用 COTS等。邊緣計算屬于廣泛的網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品組合, 并與這些產(chǎn)品日益集成,包括RAN、核心網(wǎng) 絡(luò)、公有云和IT基礎(chǔ)設(shè)施等。
華為將MEC定位為實現(xiàn)5G邊緣計算的關(guān)鍵解決 方案。華為的MEC技術(shù)融合互聯(lián)和計算,通過 動態(tài)網(wǎng)絡(luò)資源調(diào)整,保障以應用程序為中心的 邊緣計算體驗。實現(xiàn)邊緣應用程序的靈活、簡 易部署和管理,使能高性能計算。通過云-網(wǎng)絡(luò)邊緣協(xié)同,各MEC節(jié)點均與控制面互連,實現(xiàn) 集中資源管理和業(yè)務(wù)編排。
華為的5G MEC支持多種邊緣業(yè)務(wù)場景,應用于 一系列商業(yè)應用和試點中,包括智慧園區(qū),智 慧工廠,智慧港口,智慧農(nóng)業(yè)和智慧交通等。 隨著5G網(wǎng)絡(luò)覆蓋范圍擴大,5G MEC解決方案 將協(xié)助更快、更便捷地構(gòu)建專網(wǎng),加快智慧港 口、智慧采礦、智慧制造和AR/VR等應用的商 業(yè)化步伐。
除了在2016年推進邊緣計算產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟(ECC)建 立和2019年構(gòu)建5G DNA之外,華為還采用了開 放源代碼計劃,包括KubeEdge,一個將本地應 用程序編排功能擴展到邊緣主機的開放平臺。 云和邊緣都是完全開源的,即使與云斷連,邊 緣也可以運行。
中興通訊
2019年10月,中興通訊推出全融合邊緣云平臺 Common Edge,包括MEC能力開放平臺、輕量 級邊緣云、全系列邊緣服務(wù)器。它支持并集成 移動和固定網(wǎng)絡(luò)(4G、5G和Wi-Fi),構(gòu)建統(tǒng)一 的固定和移動融合平臺。Common Edge解決方 案已經(jīng)應用于智慧電網(wǎng)、工業(yè)制造、車聯(lián)網(wǎng)、 媒體與娛樂、公共安全、農(nóng)業(yè)等眾多領(lǐng)域。
中興通訊還憑借其Slice Store for MEC解決方案 在邊緣計算大會上榮獲“最具商用潛力的邊緣 計算概念”大獎。Slice Store幫助運營商將邊緣基礎(chǔ)設(shè)施和邊緣網(wǎng)絡(luò)能力開放給垂直行業(yè)和 OTT供應商。此外,中興已經(jīng)宣布計劃將10%以 上的收入投入研發(fā),重點投入5G芯片和邊緣計 算上。
在中國,中興通訊與運營商在不同領(lǐng)域有著廣 泛的合作關(guān)系和項目,例如制造、娛樂直播、 游戲、沉浸式旅游等領(lǐng)域。在制造領(lǐng)域,2019 年10月中國電信浙江分公司和中興通訊使用5G 獨立站點,開展5G網(wǎng)絡(luò)切片、邊緣計算和智慧 制造試點,幫助Bluetron新建5G智能工廠。
電信網(wǎng)絡(luò)供應商
愛立信
愛立信成立了Edge Gravity(全資)公司,旨在 為運營商和邊緣技術(shù)供應商打造生態(tài)系統(tǒng)的邊 緣計算解決方案。Edge Gravity邊緣云平臺將服 務(wù)供應商的最后一公里網(wǎng)絡(luò)接入專用的全球愛 立信網(wǎng)絡(luò),快速部署低時延的本地化計算和存 儲的新服務(wù)及應用程序。該生態(tài)系統(tǒng)支持技術(shù) 試驗,幫助篩選出最佳的未來邊緣計算服務(wù)技 術(shù)。Edge Gravity生態(tài)圈涵蓋中國電信、中國聯(lián) 通在內(nèi)的全球85家運營商。
愛立信還推出了基于NFVI的邊緣解決方案Edge NFVI,旨在優(yōu)化分布式工作負載和邊緣計算應 用。Edge NFVI允許流量通過分布式網(wǎng)絡(luò)移動, 在低成本和高吞吐率前提下,滿足低時延要 求。統(tǒng)一管理云原生應用,單一平臺運行虛擬 網(wǎng)絡(luò)功能。
在中國,愛立信攜手生態(tài)伙伴,在智慧工廠和 智慧交通等行業(yè),測試并部署早期的邊緣技 術(shù)。2019年上海MWC期間,愛立信和中國移 動聯(lián)合演示了5G獨立網(wǎng)絡(luò)下的遠程手術(shù)演示和 AGV原型機。
諾基亞
諾基亞2018年推出首個邊緣云數(shù)據(jù)中心解決方 案。Nokia AirFrame Open Edge服務(wù)器屬于廣 泛的AirFrame數(shù)據(jù)中心解決方案組合,促進 運營商根據(jù)數(shù)據(jù)流量類型、時延和吞吐量需 求,優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)資源并智能分配全網(wǎng)負荷。Nokia AirFrame Open Edge服務(wù)器采用開放架構(gòu),采 用超小型化結(jié)構(gòu),支持在站點部署。
諾基亞與中國邊緣計算生態(tài)圈合作多年,在多 領(lǐng)域測試新技術(shù)能力,如工業(yè)自動化、智慧城 市、物聯(lián)網(wǎng)、AR/VR等面向消費者的應用等。 在汽車領(lǐng)域,諾基亞、中國聯(lián)通、騰訊和英特 爾在2017年上海梅賽德斯-奔馳文化中心共同
打造了網(wǎng)絡(luò)邊緣云系統(tǒng)。在游戲領(lǐng)域,2019年 MWC Barcelona期間,諾基亞和中國移動通過基 于AI的5G網(wǎng)絡(luò),以及O-RAN架構(gòu)和諾基亞邊緣 云計算平臺,聯(lián)合展示了云VR游戲的應用。
諾 基亞和中國移動尋求廣泛合作,持續(xù)構(gòu)建一個 集成AI和邊緣云計算能力、開放、智能的無線 網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)。 諾基亞和中國聯(lián)通共同協(xié)作,為沈陽寶馬工廠 打造了專用LTE網(wǎng)絡(luò),將諾基亞虛擬化MEC解決 方案部署在中國聯(lián)通的4G網(wǎng)絡(luò),為智慧制造提 供低時延支撐。
中國云企業(yè)
阿里巴巴
阿里云已推出邊緣計算平臺邊緣節(jié)點服務(wù) (ENS),旨在推動阿里云CDN邊緣的消費者和 企業(yè)用例。ENS依靠部署在靠近終端和用戶的 邊緣節(jié)點來提供計算分發(fā)平臺服務(wù)。這使客戶 能夠在邊緣上運行其業(yè)務(wù)模塊,并通過云邊緣 協(xié)同效應建立分布式邊緣架構(gòu)。它提供了低時 延和低成本,并減輕了中心的壓力。
阿里云正在與合作伙伴共同努力,在中國開展 邊緣計算試點和落地,覆蓋智慧城市、物流、自動駕駛等多個行業(yè)。2018年9月,阿里巴巴 和英特爾宣布推出聯(lián)合邊緣計算平臺,該平臺 是面向物聯(lián)網(wǎng)應用的開放架構(gòu),將英特爾的軟 件、硬件和最新的AI技術(shù)與阿里云的物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn) 品(包括Link Edge和AliOS物聯(lián)網(wǎng))相結(jié)合。
2019年,阿里云宣布已完成中國30個省份300 多個邊緣計算節(jié)點的部署,正在部署邊緣芯 片、邊緣設(shè)備、邊緣計算平臺和操作系統(tǒng)。
騰訊
2019年6月,在上海KubeCon期間,騰訊云發(fā)布 了可自定義的邊緣計算解決方案TSEC(Tencent Smart Edge Connector),為應用提供從邊緣到 云的智能協(xié)同。TSEC采用MEC技術(shù),與5G網(wǎng) 絡(luò)融合,為消費者和行業(yè)應用提供低時延和高 帶寬。
鑒于騰訊在游戲領(lǐng)域的地位,其重點發(fā)展云和 邊緣游戲、AR/VR、超高清視頻和直播。2019 年8月,騰訊云在中國國際數(shù)碼互動娛樂展覽會 發(fā)布騰訊云游戲解決方案,為全球游戲開發(fā)者和平臺提供一站式工具。IaaS層的邊緣技術(shù)使得 騰訊通過國家邊緣計算數(shù)據(jù)中心進一步縮短玩 家與服務(wù)之間的距離。
騰訊一直在與多家中國公司合作,發(fā)展邊緣計 算技術(shù)。2019年MWC上海展期間,騰訊、中興 和中國移動聯(lián)合展示了基于3GPP 5G SA標準的 5G云游戲端到端切片和MEC系統(tǒng)。騰訊的微信 團隊與英特爾合作,優(yōu)化了其在車內(nèi)和車內(nèi)語 音識別系統(tǒng)中使用的語音識別工作負載。
百度
百度云采用ABC(即AI、大數(shù)據(jù)和云計算)發(fā) 展策略,幫助企業(yè)實施數(shù)字化計劃。邊緣計算 作為云資源和更接近最終用戶的處理的擴展, 適合這種策略。
2019年初,百度發(fā)布了開源邊緣計算平臺 OpenEdge,允許開發(fā)者構(gòu)建自己的邊緣計 算系統(tǒng),將云計算延伸到自己的邊緣設(shè)備上。OpenEdge旨在收集和分發(fā)數(shù)據(jù),執(zhí)行AI推 理,并與云同步。OpenEdge是百度智能邊緣平 臺BIE的一部分,運行在百度云上。
百度和中國移動已形成戰(zhàn)略合作伙伴關(guān)系,在 AI、大數(shù)據(jù)、5G等新技術(shù)領(lǐng)域展開合作,并共 同探索自動駕駛和物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域的機會。此外, 還與華為和中國移動合作開展5G試驗。
許多其他公司和機構(gòu),如小型網(wǎng)絡(luò)供應商、ICT企業(yè)、專業(yè)云&邊緣技術(shù)公司、以及研究機構(gòu),正在共同推進 云計算在制造、自動駕駛、媒體等領(lǐng)域發(fā)展。
3.4 技術(shù)視角:在移動網(wǎng)絡(luò)中部署邊緣計算的 關(guān)鍵問題
從技術(shù)角度來看,中國生態(tài)系統(tǒng)正在從第一波試驗網(wǎng) 和小規(guī)模部署中汲取經(jīng)驗。解決最優(yōu)邊緣部署架構(gòu)關(guān) 鍵問題仍需時間,其中包括邊緣的位置和跨行業(yè)服務(wù) 應用所需的邊緣技術(shù)的規(guī)模等關(guān)鍵問題。還需要實現(xiàn) 云、邊緣和電信網(wǎng)絡(luò)的無縫集成,以及邊緣技術(shù)與其 企業(yè)應用程序的集成。鑒于中國邊緣生態(tài)系統(tǒng)顯示出 了向前推進的明確意圖,當下需要做的是做好基礎(chǔ)性 工作。
得益于網(wǎng)絡(luò)軟件化和網(wǎng)絡(luò)虛擬化等發(fā)展成果,在中國 移動、中國電信和中國聯(lián)通的移動網(wǎng)絡(luò)中部署邊緣技 術(shù),是與其更高層面的網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)型戰(zhàn)略相關(guān)的。過去幾 年,三家運營商都在加速網(wǎng)絡(luò)云化轉(zhuǎn)型,增強軟件定 義組網(wǎng)(SDN)和網(wǎng)絡(luò)功能虛擬化(NFV)能力。在 5G時代,核心網(wǎng)虛擬化進程將加速,讓運營商得以 支持更快的業(yè)務(wù)發(fā)放速度,增強一系列網(wǎng)絡(luò)操作。
云和邊緣在某種程度上看似是競爭關(guān)系,需要爭奪運 營商網(wǎng)絡(luò)投資預算和資本支出分配。但實際上,這兩 種技術(shù)是相輔相成的。構(gòu)建云邊協(xié)同的云邊基礎(chǔ)設(shè) 施,將助力5G時代新服務(wù)交付模式,實現(xiàn)計算和智能 能力在網(wǎng)絡(luò)各層之間的最優(yōu)分配。最終目標是以低成 本的方式提供端到端的5G網(wǎng)絡(luò),滿足客戶對可靠性、 時延和帶寬的要求,讓應用開發(fā)者和內(nèi)容供應商輕松 訪問業(yè)務(wù)。
在中國,哪些接入技術(shù)將最廣泛地應用于邊緣計算應用?
在調(diào)查中,5G被視為關(guān)聯(lián)最密切的邊緣計算接入 網(wǎng)絡(luò)(見圖3-9)。受訪者一致認為,5G將廣泛應 用于邊緣用例,支持率遠遠高于其他網(wǎng)絡(luò)接入技 術(shù)。GSMA智庫全球邊緣計算調(diào)查(2018年)也曾強 調(diào),5G是邊緣用例的領(lǐng)先技術(shù),但是與4G和固網(wǎng)差 異較小。這個調(diào)查結(jié)果不僅反映了中國5G網(wǎng)絡(luò)部署 的快速,也反映了中國將利用5G技術(shù)推動行業(yè)和企 業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型的雄心。
早期的邊緣技術(shù)是在4G背景下進行探索的,但在中 國生態(tài)系統(tǒng)中,人們普遍認為5G網(wǎng)絡(luò)的逐步部署將 在未來邊緣部署和應用方面發(fā)揮關(guān)鍵作用。未來4G 和5G網(wǎng)絡(luò)將在中國長期共存和互補。在建設(shè)5G的同 時,4G將繼續(xù)支持邊緣的試點和落地,并可用于不需 要超低時延或?qū)崟r(或近實時)數(shù)據(jù)處理的邊緣計算 場景。
盡管5G是最相關(guān)的接入技術(shù),但分布式邊緣在蜂窩之 外也有其作用。超過70%的受訪公司認為,固定網(wǎng)絡(luò) 也將(廣泛地)用于邊緣計算場景。由于接入技術(shù)和 應用場景的多樣性,固定網(wǎng)絡(luò)、短距離接入技術(shù)(如 Zigbee、LoRa)、時延敏感網(wǎng)絡(luò)(TSN)和其他以太 網(wǎng)技術(shù)(PROFINET IRT和EtherCAT)可以作為5G接 入技術(shù)的重要替代或補充。接入技術(shù)也可能不是排他 性的,對于特定的邊緣計算節(jié)點,不同接入技術(shù)的業(yè) 務(wù)可以共享相同的IT資源。
邊緣在哪里部署?
對于移動網(wǎng)絡(luò)的最佳邊緣位置,沒有一刀切的答案。 各網(wǎng)絡(luò)設(shè)備供應商(及運營商)對最佳位置有不同的 見解,側(cè)面反映了場景的多樣性。影響因素眾多, 包括邊緣計算應用的具體要求(時延、帶寬、實時分 析、傳輸數(shù)據(jù)量、安全性)以及技術(shù)(邊緣配置、與 云和設(shè)備的距離)和業(yè)務(wù)(實際需求、經(jīng)濟性)等因 素。圖3-10提供了需要衡量的因素,具體項取決于 實際用例。
許多受訪公司表示,一些邊緣應用應該于本地部署, 例如智慧工廠、智慧港口、智慧電網(wǎng)和智慧園區(qū)的邊 緣應用。鑒于需要本地化服務(wù)的行業(yè)應用是中國邊緣 計算的重要場景(這也是中國獨有的),這個調(diào)查結(jié) 果在預想之中。這也許反映出這樣一個事實,即許多 早期的邊緣計算業(yè)務(wù)都是為私有企業(yè)定制化部署的。 智慧工廠、智慧園區(qū)等大型場所也涉及大量設(shè)備入 網(wǎng),需要密切關(guān)注并協(xié)同控制。當企業(yè)擴展設(shè)備數(shù)量 時會涉及邊緣計算,需要多個具備邊緣計算能力、支 持海量數(shù)據(jù)實時處理、且擁有增強分析能力的平臺。
在大多數(shù)情況下,在終端設(shè)備上部署邊緣技術(shù)是不可行的,因為大量的應用處理會使終端設(shè)備(尤其是低 端設(shè)備)過載,還會影響電池壽命。終端設(shè)備可以對 數(shù)據(jù)進行預處理,但隨后需要將數(shù)據(jù)發(fā)送到最近的本 地邊緣計算中心或核心網(wǎng)進行進一步處理。
區(qū)級或市級邊緣基礎(chǔ)設(shè)施部署不僅更經(jīng)濟,且應用 范圍更廣,包括智慧城市、自動駕駛、云/邊緣沉浸 式游戲以及其他移動接入和消費業(yè)務(wù)。在此類場景 下,邊緣基礎(chǔ)設(shè)施將部署在靠近基站的位置(部分場 景中,基站與MEC都部署在智慧園區(qū)中),或者匯聚 點(靠近基站群)。邊緣本地部署或靠近基站/匯聚 點部署,符合MEC部署模型。中國運營商結(jié)合網(wǎng)絡(luò)切 片,快速推出5G,為邊緣計算應用提供所需的一系列 能力,包括大帶寬、高速率、低時延以及安全可靠的 網(wǎng)絡(luò)。
在許多應用中,相比超低時延要求的關(guān)鍵應用或?qū)崟r 處理分析場景,邊緣技術(shù)也許離最終用戶較遠。即使 定制化本地部署邊緣基礎(chǔ)設(shè)施和技術(shù),也不應將專用 場景視為必然,而需考慮若干因素,包括部署成本及 效益。
推動邊緣計算在中國的部署和應用有哪些最重要的增益?
超低時延是最大增益。超過90%的受訪公司表示,在 移動網(wǎng)絡(luò)的邊緣技術(shù)背景下,網(wǎng)絡(luò)時延至關(guān)重要(見 圖3-12)。這符合人們對于5G將成為中國最相關(guān)的邊 緣接入技術(shù)的普遍期望。LTE平均時延達25ms,而5G 標準要求響應時延降低至1ms,甚至低于1ms。
用戶體驗質(zhì)量是一個有關(guān)低時延、網(wǎng)絡(luò)韌性以及處理 分流的指標。其重要性體現(xiàn)在AR/VR的沉浸式游戲等 消費娛樂場景和企業(yè)需求中,在工業(yè)和醫(yī)療領(lǐng)域中尤 為明顯。傳輸分流也是一項主要增益。5G大帶寬伴 隨著海量回傳需求,通過從邊緣交付服務(wù),即從邊緣 (與核心相對)直接將流量路由到互聯(lián)網(wǎng),有效降低 回傳流量。
開放應用排在最后,但這種情況可能會隨著著邊緣技 術(shù)和5G規(guī)模的擴展而相應發(fā)生改變。開放應用可推 動公網(wǎng)和專網(wǎng)用戶訪問應用。傳統(tǒng)上,運營商核心網(wǎng) 不像公有云資源一樣支持開放接入,而5G技術(shù)聚焦 這一問題,承諾為豐富的第三方用戶提供接入服務(wù)。 邊緣計算可以實現(xiàn)該能力,尤其是在企業(yè)部署場景 下。MEC技術(shù)允許開放網(wǎng)絡(luò),其中包括在用戶附近運 行外部API。在媒體和娛樂領(lǐng)域,內(nèi)容不屬于提供服 務(wù)的運營商(如社交網(wǎng)絡(luò)的AR內(nèi)容),而邊緣服務(wù)器上 一定存在互聯(lián)點,供第三方托管或緩存內(nèi)容。這也是 開放邊緣計算API的原因。
誰是中國邊緣硬件、工作負載和應用的部署者/管理者?
邊緣硬件包括使能邊緣服務(wù)和應用程序的邊緣節(jié)點、 云邊緣、邊緣云和邊緣網(wǎng)關(guān)。由于節(jié)點可以駐留在多 個位置,需要多方共同部署。單個公司也許需要與其 他利益相關(guān)方合作來建立節(jié)點。在中國邊緣計算生態(tài) 系統(tǒng)中,中國三大運營商被認為將部署和管理大多數(shù) 的邊緣硬件,且云公司和網(wǎng)絡(luò)設(shè)備供應商也將大規(guī)模 參與其中(見圖3-13)。
根據(jù)企業(yè)調(diào)研發(fā)現(xiàn),中國運營商坐擁龐大的移動基礎(chǔ) 設(shè)施和網(wǎng)絡(luò)資源,再加上成熟的網(wǎng)絡(luò)運營團隊,使其 處于領(lǐng)導邊緣硬件的部署和管理的有利地位。運營商 期望在2020年加速推出獨立組網(wǎng)的5G網(wǎng)絡(luò),這也被 視為一種優(yōu)勢。實際上,許多其他技術(shù)和業(yè)務(wù)因素將 決定運營商(或其他邊緣利益相關(guān)者)在多大程度上 部署和管理邊緣硬件及其位置。運營商也需要一個有 利的生態(tài)系統(tǒng)來做到這一點,而網(wǎng)絡(luò)設(shè)備供應商是其 最密切的合作伙伴。
中國的運營商和公有云公司都被視為部署和管理邊緣 工作負載以及應用的最佳候選者,這使得形勢更加平 衡。對于運營商而言,履行這一職責,并提供端到端 的解決方案將是部署邊緣節(jié)點的自然擴展。中國云提 供商(阿里、騰訊)已經(jīng)是事實上的企業(yè)云服務(wù)提供 商,擁有眾多優(yōu)勢,例如他們擁有豐富的云資產(chǎn),在 以往中心云提供服務(wù)的經(jīng)驗,以及大量的企業(yè)用戶。
中國未來將部署多少個邊緣節(jié)點?
未來部署邊緣節(jié)點的數(shù)量(這也取決于前文分析的邊 緣位置)是確定邊緣計算中整個生態(tài)系統(tǒng)投資的關(guān)鍵 因素。由于該技術(shù)仍處于早期階段,且所需的邊緣 硬件數(shù)量最終受邊緣計算應用場景發(fā)展的影響,中國 (與其他主要國家)目前還沒有明確的數(shù)據(jù)信息。
即便在五年的時間內(nèi),這種不確定性依然存在,調(diào)研 結(jié)果分布在四個選項中(見圖3-14)。近半數(shù)的公司 期望一個邊緣節(jié)點支持6到50個基站,表明從長遠來 看許多邊緣節(jié)點將部署在靠近基站或匯聚點(基站 群)的地方。許多小區(qū)/聚集/城市核心站點的物理空 間是有限的,為附加設(shè)備供電可能較為困難。部分地區(qū),MEC設(shè)備的失竊風險也會更高,因此安全成本可 能會上升。從成本角度來看,一個邊緣站點支持更多 的基站,可以顯著降低部署邊緣技術(shù)的總成本,但是 如果分布式邊緣云深入到企業(yè)內(nèi)部,邊緣節(jié)點的數(shù)量 可能會超過基站的數(shù)量。
有一種潛在場景(反映部署成本、應用和業(yè)務(wù)環(huán)境的 考慮因素)是一個邊緣節(jié)點支持有限數(shù)量的基站(如 少于10個基站)用于智慧園區(qū)或類似“封閉”環(huán)境的 應用,而一個邊緣節(jié)點支持50個以上(或100個)的 基站則可供公共使用。
對于中國的邊緣計算應用,哪些移動網(wǎng)絡(luò)功能最重要?
如圖3-15所示,大多數(shù)移動網(wǎng)絡(luò)能力對于大量邊緣計 算應用來說都很重要。這就解釋了為什么大多數(shù)能力 得分都很高,從3.2到4.3不等(等級1~5)。然而,受 訪公司強調(diào)以下能力和服務(wù)質(zhì)量(更普遍地被應用), 對于邊緣計算應用而言最重要。
? 下行吞吐率(4.3分)排名高于其他所有能力。在 移動網(wǎng)絡(luò)中,保證下行鏈路高速率非常重要,特 別是對于自動駕駛(L4級和L5級)及其周圍的駕 駛基礎(chǔ)設(shè)施、遠程駕駛(遠程操作)以及媒體和 娛樂應用程序(現(xiàn)場電視制作和廣播,以及AR/ VR提供支持的沉浸式游戲和電子競技等)。
? 確定性通信(4.2分)對于自動駕駛、工業(yè)和車輛 自動化、遠程手術(shù)和關(guān)鍵任務(wù)應用等對時延和可 靠性敏感的用例日趨重要。這些應用屬于更廣泛 類別的超高可靠性超低時延通信(URLLC),要求 提升上層功能的時間精度和確定性,使時延、丟 包率和抖動保持在一定區(qū)間內(nèi)。
? 時延敏感性(4.2分)對于云/邊緣游戲和電子競 技、遠程手術(shù)、高精度制造、自動駕駛(自動駕 駛車輛、遠程駕駛)等場景至關(guān)重要。然而,有 些服務(wù)具有時延容忍度(例如,一些與自動駕駛 決策無關(guān)的聯(lián)網(wǎng)車輛特性),這意味著實時或近 實時數(shù)據(jù)傳輸和處理不是特別重要。時延容忍度 使服務(wù)交付更具靈活。例如,一旦移動網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng) 具有足夠的資源,就可以在非高峰時間,甚至以 固定的間隔(例如每日或每周的特定時間)交付 服務(wù)。
? 隔離級別(4.2分)尤其是與網(wǎng)絡(luò)切片關(guān)聯(lián),是5G 網(wǎng)絡(luò)的重要性能。對于通過公共網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施在 私有網(wǎng)絡(luò)切片上運行的業(yè)務(wù),隔離或成為主要的 網(wǎng)絡(luò)要求。在這種場景下,每個虛擬網(wǎng)絡(luò)切片都 應該與其他網(wǎng)絡(luò)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(luò)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。
3.5 邊緣計算在中國的應用:主要應用場景和 初具商用規(guī)模時間表
中國的生態(tài)系統(tǒng)正在測試各種場景和各垂直行業(yè)的邊 緣技術(shù)。但是,更大規(guī)模部署邊緣計算將取決于對邊 緣計算能力的實際需求。
5G和邊緣計算應用場景似乎是重疊且相互支撐的。事 實上,一些邊緣計算的主要應用場景將在很大程度上 依賴5G,而許多5G應用將獨立于邊緣計算而發(fā)展,因 為它們可能不需要邊緣能力。大規(guī)模使用邊緣計算仍 然存在不確定性,但我們的調(diào)查幫助闡明了中國生態(tài) 系統(tǒng)內(nèi)的期望。
中國對邊緣計算需求最多的場景
邊緣計算最適用的場景需至少滿足以下一項(或全 部):超低時延(通常小于10毫秒的往返時間),實 時計算、渲染和分析的實時處理,大容量數(shù)據(jù)傳輸, 確定性組網(wǎng)。除了技術(shù)要求之外,安全和數(shù)據(jù)保護也 是推動邊緣計算的關(guān)鍵因素。
邊緣計算縮短了通信節(jié)點間的物理距離,顯著降低時 延,使能實時渲染和分析,并大幅提高帶寬。將核心 功能置于邊緣還可以更高效地傳輸海量數(shù)據(jù),從而減 少網(wǎng)絡(luò)運營支出。然而,對于一些對時延不太敏感的 場景,聚合分析比實時分析更重要,或者當高質(zhì)量數(shù)據(jù)傳輸比海量數(shù)據(jù)傳輸更重要時,使用傳統(tǒng)的全云化 方案更經(jīng)濟有效。
我們邀請了中國企業(yè)就10多個行業(yè)中近50個潛在的邊 緣計算應用場景分享他們的觀點。圖3-16所示為10個 對邊緣計算需求最大的應用場景(基于中國的生態(tài) 系統(tǒng)),以及這些應用場景初具商用規(guī)模的時間表。 排名前十的場景多數(shù)來自汽車和制造行業(yè),此外還包 括智慧園區(qū),游戲和電子競技,遠程手術(shù)指導以及智 慧城市的應用。圖3-18展示了所有應用的分析結(jié)果。
自動駕駛汽車最需要邊緣計算,但要具有商用規(guī)模需要一定時間
自動駕駛汽車得分高于其他邊緣計算場景,獲4.9分 (總分1至5分)。4級或5級自動駕駛汽車依靠車載計 算機持續(xù)處理大量數(shù)據(jù)并做出自動駕駛決策,如亞秒 級決策。基于云的解決方案不支持緊急情況下的實時 處理,因此將通過邊緣計算和C-V2X技術(shù),增強車載 計算機,提供自動駕駛所需的能力,從而實現(xiàn)與更廣 泛的生態(tài)系統(tǒng)的交互(請參見圖3-17)。
中國是首批部署C-V2X的國家之一,已啟動20多個 C-V2X項目。雖然在早期階段由4G網(wǎng)絡(luò)支撐C-V2X的 試點和發(fā)布,但5G將增強C-V2X并支持更大規(guī)模部 署。然而,仍存在一些待解決的邊緣位置相關(guān)問題。 車輛本身也可作為一個小型邊緣節(jié)點,但比較昂貴且 難以實現(xiàn)規(guī)模化部署。由于自動駕駛的汽車只能在預設(shè)或預測試區(qū)域內(nèi)應用,因此大多數(shù)討論都著眼于管 制區(qū)域內(nèi)的邊緣節(jié)點,例如,5G互聯(lián)的區(qū)級邊緣計算 中心。
自動駕駛汽車是邊緣計算的主要場景,但初具商用規(guī) 模預計將在2023年至2025年實現(xiàn)。4級和5級自動駕駛 汽車(自動駕駛出租車、自動公共汽車和自動貨車) 要實現(xiàn)大規(guī)模商業(yè)化部署,將面對許多挑戰(zhàn),包括立 法和公眾認知。11 中國的交通環(huán)境比較復雜,應用時 間可能會延緩。除了自動駕駛之外,邊緣計算正在 車聯(lián)網(wǎng)背景下進行探索,如車載娛樂設(shè)施內(nèi)容緩存 (包括車載AR/VR服務(wù))和智能城市中的實時交通 監(jiān)控和分析。
制造業(yè)的數(shù)字化和自動化為邊緣計算提供了一系列應用場景
中國排名前十的邊緣計算應用場景中,兩項來自制 造領(lǐng)域,即現(xiàn)場工業(yè)機器人和柔性制造。12 這些都是 中國工廠數(shù)字化轉(zhuǎn)型大趨勢的一部分,旨在提高生 產(chǎn)效率和質(zhì)量檢測的準確性,并降低工廠運營和管 理成本。中國經(jīng)濟高度依賴工業(yè)領(lǐng)域發(fā)展(占GDP的 41%),因此提高生產(chǎn)率至關(guān)重要。
高科技制造(工業(yè)4.0)向自動化流程的轉(zhuǎn)變,關(guān)鍵依 賴于低時延連接,以實現(xiàn)精確閾值和實時分析。5G的 理論往返時延標準為低于1毫秒,且網(wǎng)絡(luò)切片可以有效 保障QoS,這對工廠而言具有吸引力。為了實現(xiàn)該時延標準,邊緣計算基礎(chǔ)架構(gòu)的服務(wù)器應部署在工廠附 近(工廠內(nèi)最佳)。此外,工廠中應用各種設(shè)備(攝 像頭、機器人、機器和傳感器等),大多數(shù)設(shè)備需要 相互協(xié)同。在邊緣場景中,工廠設(shè)備收集的數(shù)據(jù)通過 無線網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)竭吘壠脚_,邊緣平臺與工廠管理系統(tǒng) 對接。
最終目標是建立自動化工廠。長盈精密技術(shù)公司作為 一家中國手機廠商,為這種目標提供了早期模板,其 90%的生產(chǎn)線已實現(xiàn)自動化機器人操作。
2021年至2022年游戲和電競將成為首批初具商用規(guī)模的邊緣計算應用場景
企業(yè)調(diào)研發(fā)現(xiàn),對邊緣計算相關(guān)消費者的兩大增益是 通過AR/VR增強了游戲體驗(4.5分,總分1至5分), 帶來了更強大、更豐富的電子競技能力(4.2分)。隨 著游戲和電子競技的沉浸性、交互性和數(shù)據(jù)密集性提 升,對邊緣計算的需求來自三方面:超低時延降低延 遲,實時處理使能實時內(nèi)容,以及更接近用戶位置的 海量處理數(shù)據(jù)。
沉浸式游戲具有實時性,最佳的用戶體驗需要5G和邊 緣負載帶來的低時延。云功能對于一些更具沉浸性的 應用來說也許傳輸距離長、延時久,從空間和設(shè)計的 角度來看,在設(shè)備中放置所有的計算能力也是不可行 的。此外,如果將大部分計算任務(wù)分流到邊緣,VR/ AR設(shè)備無需要求很高的質(zhì)量。考慮到所涉及的內(nèi)容, 在邊緣存儲內(nèi)容也可提高回傳效率。
媒體與娛樂
制造業(yè)與港口
汽車
其他行業(yè)
3.6 中國邊緣計算生態(tài)面臨的機遇和挑戰(zhàn)
從試驗和初步部署的速度來看,很多中國公司正在探 索邊緣計算早期商機。然而,不同類別的公司會從不 同的角度來看待邊緣計算的機遇和挑戰(zhàn)。
按公司類型劃分的機遇和挑戰(zhàn)
主要云服務(wù)提供商:阿里巴巴、騰訊和百度
對于主要云提供商來說,邊緣技術(shù)非常適合用于延伸 其云能力和產(chǎn)品,以便為一些場景提供服務(wù)。這些場 景要求存儲、計算和網(wǎng)絡(luò)更靠近產(chǎn)生或處理數(shù)據(jù)的設(shè) 備。三家云公司均具備商用的邊緣計算平臺(阿里巴 巴ENS、百度OpenEdge和騰訊TSEC),其中阿里云 已在全國30個省份成功部署300多個邊緣計算節(jié)點。 各大云提供商在著手邊緣計算之前,已經(jīng)與中國各行 業(yè)的企業(yè)有過合作,積累了經(jīng)驗和豐富的云資源。然 而,邊緣計算生態(tài)圈越來越多地以5G作為建設(shè)基礎(chǔ), 對云公司提出了新的挑戰(zhàn),并將這些公司帶入一個涉 及更大規(guī)模移動連接和設(shè)備的分布式計算新世界。
從技術(shù)角度來看,云-邊協(xié)同是新挑戰(zhàn)之一。云提供 商需要加入去中心化的生態(tài)圈,而這種生態(tài)圈為分 布式存儲/處理和更加本地化的數(shù)據(jù)訪問提供動力。 云-邊高度協(xié)同才能將云處理擴展到不同的邊緣站 點,這對云提供商為終端用戶提供無縫體驗的能力 提出了挑戰(zhàn)。
這種云-邊協(xié)同對于遠程手術(shù)、高精制造、自動駕駛 等依賴實時數(shù)據(jù)處理和決策的應用來說極為重要。因 此,云提供商需要與邊緣基礎(chǔ)設(shè)施提供商和運營商密切合作,構(gòu)建集成的云-邊-網(wǎng)接口,確保為企業(yè)提供 一致的服務(wù)質(zhì)量。在某些場景下,可以選擇將提供商 的設(shè)備放在一個地方,或?qū)猛泄茉陔娦胚\營商的 云-邊-網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施中。
主要網(wǎng)絡(luò)設(shè)備供應商:愛立信、華為、諾基亞和 中興
對中國電信市場的龍頭設(shè)備商而言,邊緣計算為提高 他們在5G生態(tài)圈的市場地位提供了新的機會,為未 來網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)增添了額外一層技術(shù)。隨著邊緣計算、AI 等新技術(shù)融入核心和接入網(wǎng)絡(luò)的規(guī)模和復雜度不斷提 升,對于希望將邊緣計算以更大規(guī)模融入到網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)型 路線圖的中國運營商而言,愈發(fā)需要把設(shè)備商視為其 合作伙伴。
愛立信、華為、諾基亞和中興正與中國運營商、云公 司、應用開發(fā)商等密切合作,推動邊緣計算在各垂直 行業(yè)的部署。設(shè)備商面臨的挑戰(zhàn)是,不僅要設(shè)計出真 正無縫、端到端且適用所有云和邊緣場景的網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn) 型解決方案,而且要發(fā)展出更大規(guī)模的B2B2B(設(shè)備 商-運營商-企業(yè))新模式,助力ICT行業(yè)與垂直行業(yè)的 合作。
運營商:中國移動、中國聯(lián)通和中國電信
由于擁有優(yōu)質(zhì)網(wǎng)絡(luò)和平臺資源以及部署5G網(wǎng)絡(luò)的決 心,中國運營商是探討邊緣計算的核心參與者。在很 大程度上,從云到邊緣的部分算力遷移可以被視為以 運營商為中心的技術(shù)轉(zhuǎn)變。如果對生態(tài)系統(tǒng)的期待得 以實現(xiàn),中國三大運營商將部署和管理最大數(shù)量的邊 緣硬件,并承擔絕大多數(shù)邊緣工作量,那么運營商將 有機會在邊緣價值鏈中發(fā)揮越來越大的作用。邊緣計 算還非常契合正在實施的網(wǎng)絡(luò)云化戰(zhàn)略,讓中國運營 商在云市場中的地位得以增強。以中國移動為例,其 目標是在三年內(nèi)成為中國一流的云服務(wù)提供商。
找到合適的邊緣計算商業(yè)模式,是中國運營商面臨的 最大挑戰(zhàn)之一。下一章節(jié)會就這項挑戰(zhàn)以及邊緣部署 和收入模型所要考慮的因素進行討論。
其他邊緣計算玩家:小型網(wǎng)絡(luò)設(shè)備商、云和邊緣 專業(yè)公司、初創(chuàng)企業(yè)和開發(fā)者
對于許多正處于邊緣價值鏈中的其他中國公司而言, 通過為特定場景提供所需的邊緣技術(shù)(硬件、軟件), 甚至提供新的服務(wù)模式,邊緣計算可以給這些公司帶 來新的機遇,讓他們能和省市級中小企業(yè)以及國內(nèi)運 營商進行合作。盡管那些完全專注于計算(邊緣、云 或二者兼具)的企業(yè)具備更好的敏捷度和創(chuàng)新性,但 對他們而言,提供端到端的解決方案可能依然是一項 挑戰(zhàn)。未來五年,這些企業(yè)成功與否,很大程度上取 決于他們在邊緣計算上開發(fā)的速度和規(guī)模。
邊緣計算為開發(fā)者帶來了新的機遇和挑戰(zhàn)。機遇,不 僅在于開發(fā)標準邊緣API(即MEC API)上運行的新應 用程序,還在于開發(fā)與端和云協(xié)同的定制應用程序。 與設(shè)計在中心化架構(gòu)上運行的傳統(tǒng)編程模型相比,邊 緣計算需要轉(zhuǎn)向能兼容多種系統(tǒng)的新工具和編程語 言。與傳統(tǒng)的、完全基于云的開發(fā)相比,邊緣計算的 開發(fā)可能會更復雜,因為開發(fā)者需要處理新的邊緣參 數(shù)、設(shè)備類型和網(wǎng)絡(luò)需求。
新收入與運營效率的對比
中國關(guān)于邊緣技術(shù)的思考中,新收入占據(jù)主導,近 90%的受訪公司將邊緣計算視為5G時代創(chuàng)造增量收入 的機會(圖3-19)。大多數(shù)公司期望通過提供邊緣計 算所需的邊緣技術(shù)(硬件、軟件和平臺),向終端用 戶提供邊緣服務(wù)和應用程序來產(chǎn)生新的收入。邊緣計 算除了對新收入有直接貢獻外,它對傳統(tǒng)核心業(yè)務(wù)而 言,無論是云還是電信,都有間接益處。技術(shù)生態(tài)系 統(tǒng)正在不斷發(fā)展,通過構(gòu)建可運用的新技術(shù)能力,提 供更廣泛的服務(wù),有助于強化市場競爭力。
邊緣計算作為創(chuàng)造運營效率的工具似乎機會不大,但 只是相對而言。有創(chuàng)造新收入的希望通常是所有新技 術(shù)存在的理由,這并不意外。然而,三分之二的受訪公司也期待邊緣計算能在運營效率提升上創(chuàng)造價值。
對中國運營商而言,網(wǎng)絡(luò)資本支出和網(wǎng)絡(luò)運營成本是 最大的單項現(xiàn)金支出源,約占總收入的45%(三家運 營商合計)。其中,約20%是資本支出,約25%是運 營成本。因此,部署邊緣來輔助優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)運營并以經(jīng) 濟有效的方式提供服務(wù),與實施增加收入的新舉措一 樣重要。一個明顯的基本原理就是要提升網(wǎng)絡(luò)成本效 率。隨著物聯(lián)網(wǎng)和5G時代流量負載的增加,可在邊 緣處理的數(shù)據(jù)量越大,到中心云服務(wù)器的傳輸成本越 低。實際上,這不是二選一的問題,增量價值將同時 來自新收入和運營效率。
中國邊緣計算創(chuàng)收:誰受益,何時受益?
中國邊緣業(yè)界有著廣泛共識,那就是許多業(yè)內(nèi)人士能 在新生的邊緣計算收入中分一杯羹,而運營商、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備商和公有云公司將站在最前列。不過一致認為, 利用邊緣產(chǎn)生大規(guī)模收入仍需要時間。
要把中國邊緣計算相關(guān)的長期收益機會按大小進行排 列是很困難的。該技術(shù)仍處于早期階段,圍繞應用和 商業(yè)模式存在一系列開放式問題。另外,關(guān)于邊緣計 算收入,主要有兩方面的考慮——其中一方面是邊緣 計算基礎(chǔ)設(shè)施的初始部署(大部分是一次性組件加維 護),另一方面則是邊緣平臺所交付的相關(guān)邊緣服務(wù), 如分析、安全和存儲(經(jīng)常性收入來源)。
通過對中國云計算市場 13 規(guī)模以及受訪公司分享的觀 點和數(shù)據(jù)進行深層次分析后顯示,到2025年,中國邊 緣計算產(chǎn)業(yè)年收入規(guī)模可能達到70-130億人民幣(1020億美元),不到云計算收入的5%。從長遠來看,其 中一家受訪公司認為在最佳情形下,邊緣計算產(chǎn)生的年收入將達到云計算年收入的30%。假設(shè)這種情景在 15-20年后實現(xiàn),可以推測邊緣收入將在21世紀30年代 初達到400-500億人民幣(60-70億美元)。
還有一個問題,邊緣計算到底是增量,還是云的替代 品?鑒于邊緣計算是為了在邊緣支持新應用,至少在 起初五年內(nèi),它最有可能成為一種補充,并且替代作 用僅限于幾個領(lǐng)域。云計算(公有云和私有云)側(cè)重 于非實時、周期長的大數(shù)據(jù)分析,而邊緣計算側(cè)重于 實時、周期短的數(shù)據(jù)分析。
也很難預測中國運營商能夠在這一潛在邊緣收入(即 21世紀30年代初達到400-500億人民幣或60-70億美元的預計)中占多少比例。在云市場,中國運營商整 體收入占比可能達到10%左右(其中中國電信占比最 大)。由于邊緣計算生態(tài)圈將主要以5G為中心,運營商在新生邊緣收入中扮演著重要角色,其占比可能會 高于10%。
按行業(yè)細分收入機會
中國業(yè)界將媒體娛樂業(yè)和制造業(yè)排在邊緣應用的前兩 位,智慧城市產(chǎn)業(yè)和汽車業(yè)緊隨其后(圖3-21)。這 可能反映了一系列行業(yè)特定因素或宏觀經(jīng)濟因素,這 些因素將成為邊緣計算部署的基本驅(qū)動力(例如5G網(wǎng) 絡(luò)覆蓋和應用以及工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的增長)或行業(yè)數(shù)字化 轉(zhuǎn)型勢頭擴大的標志。
中國政府躊躇滿志,立志要在新技術(shù)和工業(yè)4.0時代中 領(lǐng)跑全球,這對邊緣計算的發(fā)展同樣起到了至關(guān)重要 的作用:在“中國制造2025”戰(zhàn)略規(guī)劃中,制造業(yè)和 汽車業(yè)是關(guān)鍵行業(yè)。產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟的出現(xiàn),促進了跨領(lǐng)域 合作,形成另一種驅(qū)動力。值得一提的產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟有邊 緣計算產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟(ECC)、5G汽車協(xié)會(5GAA)和 工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟(AII)。
在中國實現(xiàn)邊緣計算落地的主要障礙
正如其他新興技術(shù),中國業(yè)界自然會將邊緣計算生態(tài) 系統(tǒng)的不成熟性視為最大的障礙之一(見圖3-22)。 邊緣計算技術(shù)仍處于早期階段,邊緣計算利益相關(guān)方 正在從第一波試驗中學習,許多應用也仍在探索研究 中。價值鏈也是分散的,不同類別的利益相關(guān)方針對 邊緣技術(shù)有不同的戰(zhàn)略和路線圖。將ICT行業(yè)與垂直 行業(yè)連接起來需要時間,特別是能源和醫(yī)療等監(jiān)管嚴 格的行業(yè)。
變現(xiàn)和商業(yè)模式的不確定性是另一個關(guān)鍵障礙。邊緣 計算為5G時代增加了額外的網(wǎng)絡(luò)投資,未來5年甚至 更長時間內(nèi)將有可能迎來收入規(guī)模性增長。
邊緣計算相關(guān)應用的市場接受度還將取決于一些關(guān)鍵 應用場景(如自動駕駛和沉浸式現(xiàn)實)的技術(shù)發(fā)展。 車輛自動駕駛從第3級到第4級的緩慢發(fā)展或缺乏專門 為AR、VR設(shè)計的商業(yè)化可用內(nèi)容是明顯拖慢邊緣計 算部署的因素。從技術(shù)角度來看,存在一系列障礙和 開放式問題,但總體而言,與變現(xiàn)和生態(tài)系統(tǒng)/市場 發(fā)展有關(guān)的障礙相比,這些障礙得分更低。這表明, 業(yè)界普遍有信心利用現(xiàn)有的技術(shù)和人工技能,推動 與其他技術(shù)的融合,同時,這其實也是中國更廣泛 生態(tài)推動5G網(wǎng)絡(luò)作為邊緣計算賦能技術(shù)和驅(qū)動因素 的結(jié)果。
3.7 中國運營商邊緣計算的商業(yè)模式
對中國三大運營商而言,邊緣計算商機主要來自企業(yè) 和行業(yè)的數(shù)字化趨勢逐漸擴大。
在很大程度上,邊緣計算的商機可被視為更廣闊的5G 垂直行業(yè)市場機遇的子集,而5G在邊緣計算應用中扮 演著使能者和驅(qū)動者的雙重角色。從實踐角度來看, 中國運營商為此不僅需要部署高速、低時延的5G網(wǎng) 絡(luò),還需要部署一些服務(wù)5G時代相關(guān)應用所需的邊緣 計算技術(shù)。在某些商機中,可能需要在企業(yè)內(nèi)部署本 地邊緣硬件以便實現(xiàn)定制化應用(如智能工廠、智慧 園區(qū)及智慧港口),而在其他情況下,可能需要從更 接近中心區(qū)域的邊緣節(jié)點交付企業(yè)特定的服務(wù)和應用 程序(如沉浸式游戲、智慧城市和自動駕駛)。
從收入角度來看,企業(yè)市場對中國運營商來說并不 陌生。然而,迄今為止,運營商主要致力于為企業(yè) 提供固定和移動連接,并輔以一系列管理服務(wù)和ICT 解決方案。中國移動稱其占運營商企業(yè)市場近40%的 份額(2018年數(shù)據(jù)),而其企業(yè)收入占其業(yè)務(wù)總收 入的12%,但大部分企業(yè)收入來自語音和數(shù)據(jù)流量。 中國市場近期趨勢表明,企業(yè)連接收入增長緩慢, 新業(yè)務(wù)產(chǎn)生的收入仍然過低,不足以影響運營商整 體財務(wù)狀況。
展望未來10年,中國運營商需要一個新的企業(yè)市場增 長點。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,從而擴展業(yè)務(wù)邊界,不再局限于連接 業(yè)務(wù)。這就涉及提供優(yōu)質(zhì)的基礎(chǔ)設(shè)施,如邊緣計算和 網(wǎng)絡(luò)切片,以及連接業(yè)務(wù)以外的其他新業(yè)務(wù),新的挑 戰(zhàn)應運而生。首先,對于中國運營商來說,連接業(yè)務(wù) 以外的企業(yè)業(yè)務(wù)是一個相對較新的市場,因此,部署 好用于全面服務(wù)企業(yè)的各種能力(5G獨立網(wǎng)絡(luò)、網(wǎng)絡(luò) 切片、邊緣計算、頻譜)需要時間。一些更有前景的 邊緣計算應用,如自動駕駛和智慧制造,在連接業(yè)務(wù) 和平臺范圍外也需要更成熟的技術(shù)。
其次,對于尋求提高自身運營及服務(wù)數(shù)字化比例的中 國企業(yè)而言,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。提供 定制的網(wǎng)絡(luò)功能是服務(wù)不同垂直行業(yè)的關(guān)鍵所在, 但阿里巴巴、騰訊、百度和其他云廠商正在瞄準同一 個商機。中國三大運營商的云市場規(guī)模小于阿里巴巴 和騰訊,因此從云、邊緣和核心電信網(wǎng)絡(luò)(移動及固 定)的融合中提煉出新的應用場景更有前景。網(wǎng)絡(luò)切 片通過為特定企業(yè)客戶(如智慧工廠或智慧港口)保 留已定義的網(wǎng)絡(luò)容量切片從而提供更多可能性。中國 已經(jīng)有此類措施的先例。將5G網(wǎng)絡(luò)本身開放給第三方 開發(fā)者則是另一個商機,目的是在網(wǎng)絡(luò)邊緣催生5G業(yè) 務(wù)開發(fā)的生態(tài)系統(tǒng)。
邊緣計算將分階段部署
中國運營商的邊緣部署可能會分為三個階段進行,反 映了5G網(wǎng)絡(luò)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。
第一波(2018年-2020年):試驗及小規(guī)模定 制部署
中國移動、中國電信和中國聯(lián)通在2018-2019年進 行了大量邊緣計算試驗,為進一步商用打下重要基 礎(chǔ)。2020年各行業(yè)邊緣計算部署驗證增多,部分測試 轉(zhuǎn)為小規(guī)模部署。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。邊緣計算的有用性不 是既定的,而是在每個應用場景下才能得以彰顯。從 網(wǎng)絡(luò)角度來看,中國運營商需要把5G作為邊緣計算應 用的主導接入技術(shù),展示5G相比固定網(wǎng)絡(luò)(Wi-Fi 6) 等替代技術(shù)的諸多優(yōu)勢。
第二波(2021年-2023年):初具商用規(guī)模 階段
在這個階段,5G網(wǎng)絡(luò)的普及程度越來越高(預計截止 2023年底,5G網(wǎng)絡(luò)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。
第三波(2024年及以后):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。
自動駕駛(自動駕駛從3級躍升至4級)和智能制造 (AI賦能場景)的進一步技術(shù)發(fā)展會創(chuàng)造更有利的環(huán) 境以及對邊緣部署的需求。例如,當自動駕駛車輛作 為一種新型移動即服務(wù)模型(位于預定義駕駛區(qū)域內(nèi) 的自動駕駛出租車)興起時,部署和使用邊緣計算的 商機顯著增加。
在這個階段,隨著規(guī)模的擴大,邊緣計算的經(jīng)濟性得 到提升,為了提高效率而進行升級(如納米處理), 并且市場接受度也有所提高。盡管中國運營商比云廠 商擁有更多的網(wǎng)絡(luò)資源,但由于邊緣站點部署數(shù)量大 幅增加,他們也面臨著挑戰(zhàn),那就是如何在保證應用 不斷發(fā)展和終端用戶應用程序可用性的同時,確保低 成本上線(如自主維護和能耗成本)。
邊緣計算收入模式仍在制定中
在邊緣計算發(fā)展早期,很少有(即使有也很少披露) 運營商邊緣計算業(yè)務(wù)定價和收入分成模式。這里我們 通過一個增量路徑來考察中國運營商面臨的三種可能 場景:
僅提供連接——在此場景下,運營商不參與邊緣計算 基礎(chǔ)設(shè)施部署(即云、邊緣計算服務(wù)公司和/或電信 網(wǎng)絡(luò)供應商為特定邊緣計算應用構(gòu)建基礎(chǔ)設(shè)施),運營 商仍然有機會提供邊緣計算應用所需的連接,以及一 些可能需要的設(shè)備。對于這些中國運營商來說,這是 一個低收入場景,他們在整個邊緣計算業(yè)務(wù)收入商機 中所占份額相對較低。連接費用可以按設(shè)備、數(shù)據(jù)使 用量或兩者的組合進行收取。在所有場景下,連接收 入都是基準線,因為中國其他大多數(shù)邊緣計算業(yè)務(wù)利 益相關(guān)方?jīng)]有能力(或意愿)在邊緣計算價值鏈的連 接層面上進行運營。
提供邊緣計算部署、連接和服務(wù)——在此場景下,中 國運營商部署和管理特定應用所需的邊緣計算基礎(chǔ)設(shè) 施(自行部署和管理或與其他云提供商和/或電信網(wǎng) 絡(luò)供應商合作),并提供所需的連接、設(shè)備和IT服務(wù) (存儲和維護)。這里的收入模型包括與邊緣計算部 署相關(guān)的一次性費用(可能通過“成本加利潤”的方 法確定)外加服務(wù)費用。由于邊緣計算的前期成本可能很高,因此定價可能高于云計算。也可以選擇向其 他公司提供邊緣托管和共址服務(wù),這是一些國際運營 商正在采取的做法。
全棧:邊緣計算部署、連接、服務(wù)和平臺——中國運 營商可以向價值鏈上游延伸,采用全棧模式。這是一 種全方位服務(wù),不僅提供配套設(shè)備和連接服務(wù),更重 要的是,還提供平臺。擁有領(lǐng)先的平臺意味著中國 運營商可以向第三方提供邊緣IaaS和邊緣PaaS解決方 案。連接可收取費用,也可作為更大服務(wù)包的一部分 進行提供,這種場景下,中國運營商成為管理其客戶 邊緣計算基礎(chǔ)設(shè)施相關(guān)運營的綜合合作伙伴。
價值更高的舉措可包括提供免費連接,并以服務(wù)打包 費名義對訪問邊緣計算平臺進行數(shù)據(jù)管理和分析的操 作進行收費。這種端到端模型涉及運營商對所有數(shù)據(jù) 傳輸和分析的處理。例如,在汽車市場,運營商可以 與第三方(如汽車制造商或車輛信息服務(wù)提供商)合 作,基于邊緣計算開發(fā)車聯(lián)網(wǎng)平臺和B2B協(xié)議,分享 平臺交付的部分服務(wù)(如數(shù)據(jù)分析、安全和車載信息 服務(wù))。這是邊緣計算價值最高的領(lǐng)域,也是競爭最 激烈的領(lǐng)域,中國許多云公司和企業(yè)級軟件即服務(wù)公 司都瞄準了這同一個商機。
3.8 物聯(lián)網(wǎng)邊緣計算:為數(shù)字化添磚加瓦
中國擁有全球最發(fā)達的物聯(lián)網(wǎng)生態(tài)系統(tǒng),連接數(shù)量和 企業(yè)部署規(guī)模均居全球領(lǐng)先地位。預計到2025年,中 國授權(quán)蜂窩物聯(lián)網(wǎng)連接量將達到19億。隨著中國企業(yè) 在物聯(lián)網(wǎng)部署方面不斷推進,邊緣計算為服務(wù)和應用 程序的數(shù)字化升級提供了新能力。具體來說,邊緣計 算將用于解鎖或增強所有需要本地計算和數(shù)據(jù)存儲的 物聯(lián)網(wǎng)應用,以及自動、實時或近實時分析和決策所 需收集和處理的大量數(shù)據(jù)。對于想要應用邊緣計算技 術(shù)的企業(yè)而言,雖然各類公司都可以發(fā)揮關(guān)鍵合作伙 伴的作用,但在本次調(diào)查中,最熱門的潛在合作伙伴 依然是運營商。
物聯(lián)網(wǎng)與非物聯(lián)網(wǎng)邊緣計算應用的邊界并不清晰。本 次調(diào)查表明,大多數(shù)公司并沒有明確區(qū)分邊緣計算的 通用應用場景和專門為物聯(lián)網(wǎng)場景設(shè)計的應用場景。 這一點并不意外,因為第3.5節(jié)中分析的許多場景都包 含了至少一個物聯(lián)網(wǎng)元素,不論是物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備、應用 還是平臺。然而,在向邊緣計算過渡的過程中,物聯(lián) 網(wǎng)應用和其他應用在邊緣計算需求和設(shè)計上有著重要 的區(qū)別。
物聯(lián)網(wǎng)需要支持大量設(shè)備,其中很多設(shè)備非但沒有自 己專用的計算和存儲資源,還會產(chǎn)生大量需要處理和 存儲的數(shù)據(jù)。因此,物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備與邊緣計算之間的關(guān) 系不同于其他連接設(shè)備。例如,AR、VR設(shè)備或智能 手機至少能處理最小量的數(shù)據(jù),并且它們的算力會 繼續(xù)提高和演進。從邊緣計算設(shè)計的角度來看,這是 有影響的,因為邊緣計算必須執(zhí)行更廣泛的任務(wù)。例 如,在某些應用中,物聯(lián)網(wǎng)應用可能需要獨享邊緣資 源,而非物聯(lián)網(wǎng)邊緣應用并不需要這種獨有的資源占 用。此外,許多物聯(lián)網(wǎng)應用都是關(guān)鍵任務(wù),因此需要 部署邊緣計算來支持這些關(guān)鍵應用。
邊緣計算已在中國物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域開始部署,預期在2020年迎來各行業(yè)的進一步 部署
從若干應用場景的技術(shù)測試,到客戶化定制項目中的 部署,許多受訪公司已經(jīng)以各種形式參與了物聯(lián)網(wǎng)的 邊緣計算部署。其中,智能工廠、智慧港口和智慧城 市起到了帶頭作用(見表3-1)。專門為具有邊緣計算 特征的物聯(lián)網(wǎng)所設(shè)計的平臺也越來越多,如中國移動 物聯(lián)網(wǎng)公司的OneNET、中興的ThingxCloud、華為的 OceanConnect以及阿里巴巴和英特爾推出的聯(lián)合邊緣 計算平臺等。
尚未部署物聯(lián)網(wǎng)邊緣計算的公司預計在2020年至2022 年間進行部署。物聯(lián)網(wǎng)邊緣計算發(fā)展早期,試驗和小 規(guī)模部署主要依賴于4G網(wǎng)絡(luò)和MEC,但是現(xiàn)在的期望 是利用新興的5G來進行更大規(guī)模的部署。
智慧城市為邊緣計算在中國的部署提供了廣闊的市場 前景。在智慧城市相關(guān)榜單排名前兩位的邊緣計算應 用(圖3-24),同樣在跨領(lǐng)域綜合榜單中排名前十。 響應中國“十三五”規(guī)劃,一些關(guān)于智慧城市的倡 議應運而生。例如,2017年,深圳燃氣、中國電信、 華為、金卡聯(lián)合試點NB-IoT燃氣表,同時,中國移動 在云南、貴州成功試點智慧停車解決方案。中興上海 世博會智慧城市項目,采用中興多層物聯(lián)網(wǎng)平臺架 構(gòu),提供智慧路燈、空氣質(zhì)量監(jiān)測等解決方案。此 外,GSMA智庫正在與移動行業(yè)合作,建立物聯(lián)網(wǎng)大 數(shù)據(jù)生態(tài)圈,通過通用API將來自多個來源的統(tǒng)一數(shù) 據(jù)集提供給開發(fā)者和第三方。通過中國運營商的貢 獻,中國空氣質(zhì)量和天氣數(shù)據(jù)集已可用。
關(guān)于保障、安全和監(jiān)視的具體應用(4.6分),地平線 公司還闡明了在不侵犯個人隱私的情況下進行人臉識 別的可能性。它們的解決方案是將AI嵌入芯片,集成 在高清攝像機中,實現(xiàn)公共安全場景人臉識別的精準 和高效。通過使用邊緣計算實現(xiàn)行人再識別(通過使 用匿名數(shù)據(jù)集進行人臉識別),地平線做到為客戶克 服隱私顧慮,符合法律要求。
交通管理也將受益于邊緣計算能力(4.4分)。大唐 移動已經(jīng)與廈門公交集團合作,共同打造了一套廈 門BRT 5G智能網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng),用于V2X。MEC與C-V2X融 合,提升車輛安全和交通管理水平,助力廈門智慧 交通。
推動邊緣計算在中國物聯(lián)網(wǎng)部署和應用所帶來的最重要價值
受訪公司認為,網(wǎng)絡(luò)彈性,即處理連接到同一網(wǎng)絡(luò)的 海量物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的一個關(guān)鍵因素,是最重要的增益所 在(圖3-25)。推動物聯(lián)網(wǎng)邊緣計算應用與一般邊緣 計算應用(物聯(lián)網(wǎng)和非物聯(lián)網(wǎng))的價值最大差異在于 本地數(shù)據(jù)分析和本地數(shù)據(jù)存儲,而兩大價值在物聯(lián)網(wǎng) 邊緣計算應用情景下得分都較高。這一點不足為奇, 因為智能工廠、智慧港口和智慧城市中的許多物聯(lián) 網(wǎng)應用高度依賴大量數(shù)據(jù)接入和強大的處理能力, 以實現(xiàn)實時洞察和決策。與中心云相反,在物聯(lián)網(wǎng) 設(shè)備附近存儲和處理數(shù)據(jù),可以增強或解鎖新的物 聯(lián)網(wǎng)應用。
推動邊緣計算在中國物聯(lián)網(wǎng)未來部署的幾個因素
中國業(yè)界普遍認為邊緣計算將在未來物聯(lián)網(wǎng)中發(fā)揮重 要作用。不過,有些公司強調(diào),未來依舊面臨著若干 挑戰(zhàn),而想要獲得持續(xù)成功,就得具備一些要素。
云-邊融合 企業(yè)可能要求混合部署,而不是兩種極端 情況,即完全基于云的解決方案(由公有云資源賦 能)或完全基于邊緣計算的解決方案(由私有和公共 邊緣計算資源支持)。這給邊緣計算技術(shù)的所有供應 商增加了技術(shù)復雜性,特別是在早期階段,因為云和 邊緣計算資源需要整合。隨著這些企業(yè)繼續(xù)推行各自 的數(shù)字化戰(zhàn)略,它們需要一條平穩(wěn)的技術(shù)路線,這條 路線會在云的基礎(chǔ)上向外延伸,逐步涵蓋在邊緣獲取 特定收益所需的那些邊緣計算能力。
被視為促進劑的功能和數(shù)據(jù)安全 很多受訪者表示, 如果企業(yè)需要更及時、更安全地使用相關(guān)數(shù)據(jù),那么 大多數(shù)物聯(lián)網(wǎng)平臺都需要將現(xiàn)有配置升級,實現(xiàn)邊緣 計算的能力。中國移動的OneNET Edge是朝著這個方 向邁出的積極一步,它能夠讓準確采集不同設(shè)備、制 造商和格式的不同數(shù)據(jù)集變得簡單,從而大規(guī)模運行 實時分析和增強型AI分析。而且,隨著AI增加了處理 更多數(shù)據(jù)并生成分析的可能性,確保邊緣賦能的物聯(lián) 網(wǎng)應用從一開始就滿足數(shù)據(jù)安全和隱私要求是一項重 要的事。
互通性 隨著企業(yè)越發(fā)依賴邊緣計算來進一步增強其 物聯(lián)網(wǎng)解決方案,邊緣計算與內(nèi)部IT系統(tǒng)集成將進入 一個新的維度。為了加快新業(yè)務(wù)的部署和上市時間, 大多數(shù)受訪公司都參與了關(guān)于物聯(lián)網(wǎng)應用不同邊緣計 算接口、協(xié)議和接入技術(shù)標準化的討論。未來物聯(lián)網(wǎng) 平臺需要兼容各種設(shè)備,支持多協(xié)議接入、確定性網(wǎng) 絡(luò)接入、遠程部署和更新,甚至離線操作。
4.政策法規(guī):為中國邊緣計算創(chuàng)造有利環(huán)境
此次邊緣計算調(diào)查反映出當前中國政策框架面臨的一 些共同挑戰(zhàn),監(jiān)管問題也是擴大邊緣計算部署的最大 障礙之一。要重點指出的是,這并非共識。一些受訪 者表示,實際上目前在部署邊緣計算方面遇到的政策 障礙其實很少。而主要挑戰(zhàn)包括以下幾點:
? 適用于邊緣數(shù)據(jù)中心的國家和地方政府法規(guī)幾 乎完全基于中心化云數(shù)據(jù)中心的法規(guī)而設(shè)定,這 是為了確保云數(shù)據(jù)中心合理和節(jié)能化的部署。因 此,它們通常不適用于邊緣配置。按照定義,這 些邊緣配置規(guī)模更小、數(shù)量更多,而且能耗要求 也不同。
? 邊緣計算部署的各個部分缺乏明確的標準,可 能會阻礙規(guī)模化應用。雖然有很多中國和國際機 構(gòu)、行業(yè)協(xié)會和業(yè)界人士參與邊緣計算標準的制 定,但現(xiàn)實情況是,市場仍然高度分散,協(xié)調(diào)工 作十分繁重。
? 在處理具體垂直行業(yè)問題時,存在一個特殊的挑 戰(zhàn),關(guān)于用戶和行業(yè)數(shù)據(jù)的使用、處理及傳輸, 許多行業(yè)都有自己的政策。這些障礙會鼓勵能源 或警察安防等垂直行業(yè)各自開發(fā)運行在私有網(wǎng)絡(luò) 上的解決方案,而不是在公共網(wǎng)絡(luò)上運行更開放 的解決方案。
關(guān)于最后一點,中國《網(wǎng)絡(luò)安全法》應該確保數(shù)據(jù) 安全和隱私方面政策法規(guī)的一致性。然而,仍舊需 要運營商、其他業(yè)界人士與垂直行業(yè)一道合作,確 保解決方案滿足任何特定業(yè)務(wù)的服務(wù)水平協(xié)議或其 他運營要求。
中國業(yè)界還強調(diào)了一些政策和監(jiān)管措施,這些政策和 監(jiān)管措施應該有助于應對上述挑戰(zhàn):
? 政策制定者應推動邊緣計算在標準制定和監(jiān)管政 策制定方面的發(fā)展。這包括在應對能效挑戰(zhàn)的同 時,保證更低的電費,以幫助推動邊緣計算基礎(chǔ) 設(shè)施的部署。
? 政策制定者應與行業(yè)協(xié)會和聯(lián)盟密切合作,開發(fā) 標準的邊緣計算技術(shù)、接口和應用程序。
綜上所述,可明顯看出,達成一致標準并形成全面 的、端到端視角的邊緣生態(tài)對于開發(fā)可擴展、與時俱 進的技術(shù),從而確保積極可觀的長遠發(fā)展態(tài)勢而言至 關(guān)重要。盡管中國市場規(guī)模龐大,還是建議通過國際 合作建立相關(guān)標準,以進一步推動邊緣解決方案的擴 展和應用。在全球許多市場,發(fā)展邊緣計算能力的一 個共同挑戰(zhàn),是需要制定更加專門性的法規(guī),符合邊 緣計算部署的特點和挑戰(zhàn)。邊緣計算設(shè)施通常要遵守 適用于大型數(shù)據(jù)中心的法規(guī)和安全要求,因此即便這 些標準和法規(guī)可能不合適,甚至可能阻礙邊緣計算基 礎(chǔ)設(shè)施的使用,也必須要遵守相同的標準和法規(guī)。
5.未來愿景: 推動中國邊緣計 算大規(guī)模發(fā)展
邊緣計算的最新進展,以及中國業(yè)界明確希望走在新技術(shù)前沿的意圖,都是未 來發(fā)展的堅實基礎(chǔ)。
然而,要兌現(xiàn)邊緣計算的長期潛力,需要各個公司和整個 中國業(yè)界一起努力。 受訪公司強調(diào)了一些舉措。結(jié)合前文所分析的主要發(fā) 展障礙和GSMA智庫的觀點,得出七項關(guān)鍵舉措。這 七項關(guān)鍵舉措如果得以實施,將有助于推動邊緣計算 未來五年在中國的發(fā)展和應用。其中許多舉措關(guān)系大 多數(shù)邊緣計算利益相關(guān)者,而有些舉措則是針對個別 類型的公司。這些舉措可分為三大類:技術(shù)發(fā)展、市 場接受度和政策法規(guī)。
創(chuàng)建一個支持技術(shù)發(fā)展和促進創(chuàng)新的有利生態(tài)環(huán)境,將最終 決定中國乃至全球邊緣計算部署的速度與規(guī)模。2020年及 以后,GSMA將繼續(xù)聚集全球移動產(chǎn)業(yè)的所有利益相關(guān)方 支持產(chǎn)業(yè)合作,以及邊緣計算的進一步發(fā)展,工作重心包 括:標準和規(guī)范、以5G為核心的技術(shù)發(fā)展、頻譜以及政策 法規(guī)。GSMA智庫還將繼續(xù)通過行業(yè)討論和研究,密切關(guān)注 全球邊緣計算的發(fā)展進程,包括試驗、部署、應用、業(yè)界倡 議,以及其他有助于在消費者和垂直行業(yè)擴展邊緣計算的其 他工作。
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