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什麼是邊緣計算

邊緣計算是指在靠近智能設備或數據源頭的一端，提供網絡、存儲、計算、應用等能力，達到更快的網絡服務響應，更安全的本地數據傳輸。邊緣計算可以滿足系統在實時業務、智能應用、安全隱私保護等方面的要求，為用戶提供本地的智能服務。

邊緣計算一般由雲端管理系統、本地核心節點和普通設備組成，雲端系統負責設備管理、配置設備驅動函數和聯動函數、設置消息路由等功能，本地核心節點一般是計算能力較強的設備，如路由器和網關，提供本地計算、消息轉發、設備管理的能力，設備一般如燈、開關等輕量級設備，可以接收網關下發的指令，和上報數據給網關。

隨著海量數據在數據中心內的高速彙集, 傳統上以數據中心為核心的IT總體架構卻遇到了空前的挑戰。各類終端和傳感器必須通過網絡將數據彙集到數據中心裡, 再通過網絡將經過處理的數據反饋給終端, 從而形成完整的感知和控制迴路。巨大的數據量讓整個數據中心的南北向網絡面臨沉重的負擔。在以帶寬計費的網絡世界中, 帶寬太小就無法滿足工業對實時感知的現實需求, 而足量的帶寬卻又意味著及其高昂的成本和種種網絡技術的限制。顯然, 這種以數據中心為核心的傳統IT架構思路已經不能支撐物聯網的深度發展。於是, 邊緣計算應運而生。

圖表：運營商邊緣計算技術體系參考視圖

邊緣計算驅動力

根據IDC統計數據,到2020年將有超過500億的終端與設備聯入網絡,2018年有50%的物聯網網絡將面臨網絡帶寬的限制,40%的數據需要在網絡邊緣側分析、處理與存儲,這一比例到2025年預計增長到50%。

近年來視頻類業務蓬勃發展,全球視頻流量從2012年的每月13483PB增長至2017年的46237PB,增長接近2.5倍。5G商用後,網絡速率的提升將進一步刺激視頻流量增長。根據思科的預測,從2016年到2021年,移動視頻將增長8.7倍,在移動應用類別中享有最高的增長率,到2021年,移動視頻將佔總移動流量的78%。

5G網絡除了滿足人與人之間的連接需求外,還需要解決人與物、物與物之間的通信需要。4G網絡近100ms的網絡時延已無法滿足車聯網、工業控制、AR/VR等業務場景需求;5G網絡需要更低的處理時延和更高的處理能力。

隨著物聯網、視頻業務、垂直行業應用的快速發展,集中式的數據存儲、處理模式將面臨難解的瓶頸和壓力,現有網絡架構將對回傳帶寬造成巨大壓力,同時惡化網絡指標,影響用戶體驗;此時需要在靠近數據產生的網絡邊緣提供數據處理的能力和服務。

儘管邊緣計算的概念已經提出多年,對邊緣計算的需求也一直存在。但邊緣計算直到近兩年才開始成為熱點,很大一部分原因在於5G網絡技術的提升,業務需求和網絡升級共同驅動了邊緣計算的發展。

邊緣計算應用前景廣闊

國內邊緣計算市場目前尚處於培育期。隨著5G、物聯網、人工智能等新興技術的不斷髮展，其應用場景可涉及消費互聯網、工業互聯網、能源互聯網、智慧城市等社會發展的方方面面。當前，邊緣計算核心理念及技術架構已落地。依據不同行業的特點和需求，邊緣計算構建了各類垂直行業解決方案。電信運營商、互聯網數據中心（IDC）服務商、設備廠商及互聯網企業已紛紛佈局，邊緣計算藍海市場開始顯現。

5G的發展將推動邊緣計算大規模部署。傳統的集中式IDC已無法滿足5G時代計算節點的高密度部署需要，必須通過分佈廣、密度高、靠近用戶側和數據源的邊緣計算節點匹配，解決集中處理時延過長、匯聚流量過大等問題。已有電信運營商開展邊緣站址資源儲備，以支撐5G商用部署，為實時性和帶寬密集型業務提供更好的支持。

低時延、大帶寬的互聯網新興業態也需要依靠邊緣計算實現。8K、VR、雲遊戲等大流量數據如回傳將佔用極大帶寬，造成網絡擁堵甚至崩潰。車聯網、遠程醫療等行業應用需要毫秒級傳輸效率，從端到雲距離過遠，技術上無法實現毫秒級響應速度。目前，國內大型互聯網公司正大力尋找貼近用戶、分佈密集、有可靠電力及通信資源供應的邊緣計算資源，以搶先發展新興互聯網業務。

邊緣計算是工業互聯網平臺關鍵支撐技術。邊緣計算在服務實時性和可靠性上，能滿足工業互聯網的發展需求。邊緣計算能夠實現現場多元異構數據的實時接入與可靠傳輸，滿足部分工業控制應用計算處理時延小於10毫秒內的實時性要求，並能保證生產中的計算能力具有不受網絡帶寬和負載影響的本地處理能力。

邊緣計算應用將成為智慧城市發展的必備要素。邊緣計算可滿足海量終端接入產生的大量併發數據及交互需求和高清視頻流就地分析處理需求，緩解帶寬擁堵及雲端壓力，提高城市運轉效率。這有助於進一步提升平安城市、智慧交通、智能環保等城市治理應用及智慧教育、智慧醫療等民生服務應用的實時及智能化水平，幫助解決交通擁堵、環境汙染等帶來的城市問題。