边缘计算,行业创新载体
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2019-11-21 10:32    文章来源:ZTe刊 原创:符志宏(A030100158)
文章摘要:边缘计算的出现是业务和技术发展的必然

MEC 的引入为行业业务提供了一种新的服务,通过 MEC 分流实现公网服务专网,提供超低时延的本地准专属网络;分布式边缘云基础设施为跨多地行业应用提供按需、便捷的边缘云服务;集成行业通用引擎,为上层业务快速开发与开展提供快速支撑。

边缘计算的出现是业务和技术发展的必然。在线游戏、无人驾驶、工业视觉、图像识别、VR 渲染等业务需要高性能低时延的算力,根据「流水理论」,算力成本和性能的矛盾,推动算力在「端边云」之间流动。终端侧通常追求「小而美」,工艺复杂,算力成本很高,导致算力向云侧流动;云侧离用户较远,本地化服务和低时延实现成本较高,导致算力向端和边流动;而边缘计算兼有低时延和云计算特征,成为算力洼地,叠加 5G 应用场景的多元化,使得边缘计算快速发展起来。

 1  MEC 不仅仅是在边缘的「计算」

产业数字化是互联网下半场的焦点,垂直行业、云商、运营商都把边缘计算作为布局的重点。边缘计算除了算力,还具备哪些能力呢?中兴通讯 MEC(Mobile Edge Computing)产品为行业客户提供智能的、场景化的一站式服务,根据行业客户的不同需求,提供多样化、不同形态的产品和服务,包括边缘云服务能力、网络服务能力、平台管理能力,以及差异化的行业服务能力。

新架构

IT 服务从 C/S 架构演进到 CES 架构,引入 Edge 端是解决 C/S 模式跑不了重载业务的最好办法。有了 5G 低延迟网络的支撑,Edge 端可以取代本机客户端的算力工作,对于服务器端来说,Edge 端会把访问请求在本地网进行排序和预处理,能够承担大流量访问和分散计算压力;对于客户端来说,Edge 端的运行环境可控,算力强大,电量无限,降低客户端的硬件门槛,客户端硬件设计更灵活。边缘计算架构如图 1 所示。

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新服务

MEC 的引入为行业业务提供了一种新的服务,通过 MEC 分流实现公网服务专网,提供超低时延的本地准专属网络;分布式边缘云基础设施为跨多地行业应用提供按需、便捷的边缘云服务;集成行业通用引擎,为上层业务快速开发与开展提供快速支撑。MEC 的主要特征如下:

-专属网络:通过 4G、5G NSA、5G SA 各种组网条件下的本地分流、NAT/VFW/DNS/LB 等能力,实现公网服务专网,提供本地专属网络。

-敏捷基础设施:以容器/虚机双核作为算力载体,提供硬加速(如 GPU、FPGA)、软加速(DPDK),支持秒级创建、按需弹性、灵活启停。

-超低延迟:部署位置灵活,算力可下放到距离客户 10km 内,提供延迟 5ms 内的计算服务。

-定位服务:通过融合室内基站、蓝牙等多种定位技术,提供 1~5 米的室内定位能力。可以通过 API 方式开放给第三方应用及商场大数据平台,为用户提供室内导航、智能停车等业务应用。

-网络能力开放:RNIS(Radio Network Information Services,RNIS)如小区 ID、无线信道质量、小区负荷和吞吐量等信息,通过 MEC 向上层业务提供无线网络相关的服务。

-行业应用引擎:集成通用引擎技术,提供视频处理、VR/AR 渲染和推流、IoT 设备管理和连接管理、AI 算法、机器视觉算法等,为行业客户提供灵活的配套服务。

 2  MEC 的应用场景

新技术结合边缘计算,可以为行业提供更好的服务效率和效益。边缘计算有可能在基础层面上影响业务流程。具备边缘计算潜在应用的场景是非常多样、广泛和复杂的,下面分析了几个最可能使用的领域和场景。

大视频类

5G+边缘计算为大视频类高 IO 业务提供了新实现架构,将使更实时、更个人化的沉浸式交互成为可能。

-智慧场馆:赛事本地直播应用;

-云游戏:高清/VR 云端渲染提高性能;

-vCDN:灵活部署高清视频等内容源的 CDN 网络;

-AR/VR 应用:AR 导览、导航、教育等应用;

-安防:视频识别、AR 安防。

智能制造

边缘计算可以减少远程集中分析和决策的需要,从而降低延迟,减少带宽限制。设备可以与设备相互作用,亦可以是功能齐全的系统,设备与设备之间的交互定义了边缘计算在系统自动化的应用。

-园区本地网:园区本地网通信;

-园区物联网:IoT 网关能力,多种 IoT 网络接入;

-远程控制类:低时延视频、远程控制能力;

-智能制造类:工业相机、工业 AR、云化机器人、云化 AGV(自动导引传输车)。

车联网

各类 V2X 应用场景从时延、带宽和数据处理能力等方面对网络环境提出了不同要求,充分利用 MEC 与车载终端相互协同,能够满足应用场景对时延、带宽、可靠性、计算与存储能力的需求。

-安全类 V2V 通信场景:如前向碰撞预警、交叉路口碰撞告警、紧急制动预警、车辆安全功能失控告警;

-其他类型的通信场景:闯红灯预警、弱势交通参与者碰撞预警、基于信号灯的车速引导等场景;

-前瞻性应用场景:区域内高精度地图的实时加载、匝道合流辅助、突发恶劣条件预警、大范围协调调度、危险驾驶提醒、车辆感知共享等复杂场景。

智能电网

基于 MEC 及 5G 网络切片等技术的发展和完善,为电网用户体验、业务高可靠的安全隔离提供服务能力。

-配网自动化:差动保护、PMU 测量、精准负荷等,通过边缘计算本地分流提供低时延、组播等能力;

-智能巡检和应急指挥:机器人、无人机等搭载高清摄像头或环境传感器,实现对变电站、配电房、输电线路的巡检和应急指挥;

-电力物联网:智能配电终端、本地数据汇聚;

-边缘物理代理:高层协议解析、行为分析,多源信息进行自动检测、联合分析。

智慧医疗

大量数字业务在临床医学中开始探索和实践,为患者提供更高效、数字化为特征的诊疗服务,涉及预防、诊断治疗和护理整个健康管理的全过程。

-多网融合:包含 5G 医疗专网;

-医疗诊治:边缘影像云、VR 会诊、智慧导诊、急救车;

-医疗保健:可穿戴设备。

中兴通讯积极进行边缘计算的垂直行业应用探索,做了大量的研究、分析和实践,联合运营商、合作伙伴,在全国开展了 60 多个创新实践和示范,重点行业应用如智能制造、融媒体、智能电网、车联网、港口、园区以及智能零售等。这些行业不仅涌现出大量「节流」型的边缘应用,也会有大量的「开源」型业务诞生。

 3  MEC 的商业模式

新兴技术新业务的诞生与兴起,需要背后商业模式的强有力支撑。MEC 集合了网络能力、边缘云能力、以及一些通用服务引擎,跨 IT 和 CT,在商业模式上也灵活,从运营商维度可「卖资源」实现收入规模,「卖能力、卖应用」提升边缘附加值,实现价值收益(如图 2)。

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从行业客户角度,除了直接买资源、买能力、买应用,也希望间接方式,如投资盈利的分成模式。中兴通讯希望能够携手更多的行业合作伙伴,共同探讨边缘计算的合作模式,共建 5G 网络边缘生态系统,全面推动边缘业务的蓬勃发展。


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