关于边缘计算的概述与应用场景及与5G的关联

如果要问物联网圈最火的概念有哪些？5G与边缘计算一定榜上有名，两者看似风马牛不相及，实则却在冥冥之中自有交集。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。云计算虽然可以处理这些问题，但在实时性、智能性、安全性和隐私性等方面存在诸多不足，边缘计算由此应运而生。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。

为了详细探索边缘计算，及其与5G网络的关联，本文中你将看到：

什么是边缘计算

边缘计算的价值

边缘计算应用场景

边缘计算与5G的关联

边缘计算与5G的前景

什么是边缘计算

说到边缘计算，我们可以借助章鱼的生活习性来加深理解。“章鱼”是一种拥有超高智商的无脊椎动物。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。它将数据资料的处理、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，以减少业务的多级传递，降低核心网和传输的负担

边缘计算联盟ECC针对边缘计算，定义的了四个领域：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）。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。

边缘计算的价值

边缘计算的核心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。边缘计算不仅是5G网络区别于3G、4G的重要标准之一，同时也是支撑物联威廉希尔官方网站 低延时、高密度等条件的具体网络威廉希尔官方网站 体现形式，具有场景定制化强等特点。

相比于集中部署的云计算而言，边缘计算不仅解决了时延过长、汇聚流量过大等问题，同时为实时性和带宽密集型的业务提供更好的支持。综合来看，具有以下优点：优势一：安全性更高边缘计算中的数据仅在源数据设备和边缘设备之间交换，不再全部上传至云计算平台，防范了数据泄露的风险。优势二：低时延据运营商估算，若业务经由部署在接入点的 MEC 完成处理和转发，则时延有望控制在 1ms 之内；若业务在接入网的中心处理网元上完成处理和转发，则时延约在 2~5ms 之间；即使是经过边缘数据中心内的 MEC 处理，时延也能控制在 10ms 之内，对于时延要求高的场景，如自动驾驶，边缘计算更靠近数据源，可快速处理数据、实时做出判断，充分保障乘客安全。优势三：减少带宽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。譬如，一些连接的传感器（例如相机或在引擎中工作的聚合传感器）会产生大量数据，在这些情况下，将所有这些信息发送到云计算中心将花费很长时间和过高的成本，如若采用边缘计算处理，将减少大量带宽成本。

由此可看，5G推动社会从人联时代走向物联时代，连接数的大量增长，叠加边缘计算自身优势，将成为5G时代不可或缺的一部分。同时，由边缘计算带来的算力需求将成为5G时代重要增量部分。

边缘计算的应用场景

根据中国移动发布的《中国移动边缘计算白皮书》，目前智能制造、智慧城市、直播游戏和车联网 4 个垂直领域对边缘计算的需求最为明确。在智能制造领域，工厂利用边缘计算智能网关进行本地数据采集，并进行数据过滤、清洗等实时处理。同时边缘计算还可以提供跨层协议转换的能力，实现碎片化工业网络的统一接入。

在智慧城市领域，应用主要集中在智慧楼宇、物流和视频监控几个场景。边缘计算可以实现对楼宇各项运行参数的现场采集分析，并提供预测性维护的能力；对冷链运输的车辆和货物进行监控和预警；利用本地部署的 GPU 服务器，实现毫秒级的人脸识别、物体识别等智能图像分析。在直播游戏领域，边缘计算可以为 CDN 提供丰富的存储资源，并在更加靠近用户的位置提供音视频的渲染能力，让云桌面，云游戏等新型业务模式成为可能。

特别在 AR/VR 场景中，边缘计算的引入可以大幅降低AR/VR 终端设备的复杂度，从而降低成本，促进整体产业的高速发展。在车联网领域，业务对时延的需求非常苛刻，边缘计算可以为防碰撞、编队等自动/辅助驾驶业务提供毫秒级的时延保证，同时可以在基站本地提供算力，支撑高精度地图的相关数据处理和分析，更好地支持视线盲区的预警业务。

边缘计算与5G有何关联

边缘计算与5G的关系可以用一个词来总结：互为犄角。

“犄角”：可解释为牛羊鹿等长的角以一定距离相对而生，因此将作战时分兵占据的两个不同地方遥相呼应的态势形象化。边缘计算与5G的关系大抵如此，一方面边缘计算对5G的发展起到重要的支持作用，另一方面5G的发展也反作用推动边缘计算产业的繁荣。

边缘计算使5G成为可能

众所周知，在5G网络在诞生之初，便定义了三大应用场景：eMBB（增强移动宽带）、mMTC （海量机器类通信）和 uRLLC（超可靠低时延通信），相应的为满足高清视频、智慧城市、车联网等业务需求提供威廉希尔官方网站 支持。但值得关注的是，每个业务场景都有其自身所面临的一些挑战。例如，eMBB将对网络带宽产生数百Gbps的超高需求，从而对回传网络造成巨大传输压力，单方面投资扩容汇聚与城域网络将大幅提高单位媒体流传输成本，无法实现投资收益；uRLLC需要端到端1ms级超低时延支撑，仅仅依赖无线与固网物理层与传输层威廉希尔官方网站 进步，无法满足苛刻的时延需求；mMTC将产生海量数据，导致运营管理的巨大挑战，仅仅由云端集中统一监控无法支撑如此复杂的物联系统。边缘计算恰好可以为这些问题带来解决方案。首先，边缘计算设备将为新的和现有的边缘设备提供连接和保护；其次，尽管5G将为基于云的应用程序提供更好的连接性和更低的延迟，但仍然存在处理和存储数据的成本。混合边缘计算/5G解决方案将降低这些成本；最后，边缘计算可以让更多应用程序在边缘运行，例如分析，网络安全或合规性/监管应用程序，减短了由数据传输速度和带宽限制所带来的延时，并可对本地数据做初步分析，为云分担了一部分工作。

5G“催熟”边缘计算

不只是边缘计算对5G有推动作用，5G与边缘计算一定程度上是相辅相成的。一方面，得益于5G自身发展，将对边缘计算的发展起到直接促进作用；另一方面，由于5G对物联网有促进作用，也将间接促进边缘计算。前面我们已经讲到，5G的发展虽然仍然存在些许挑战，但边缘计算能够解决这些问题。因此，由于目前5G处在商用前的最后一公里，相关企业将对相关重要支撑威廉希尔官方网站 投入更多精力与资源，边缘计算也就能够“借东风”得到大力发展。

另外，5G对物联网的促进作用也是明显的。得益于5G威廉希尔官方网站 的支持，智能家居、智慧城市、车联网、工业互联网等领域都将迎来大发展，相应的，也就会产生相当海量的数据。海量数据及数据实时处理的特性对数据处理的威廉希尔官方网站 手段提出新的要求，现行的数据处理方式不足以满足需求，边缘计算的出现则为这个难题带来了很多好处。

5G与边缘计算的发展

尽管5G是目前的热门话题，边缘计算也一度成为热点，但正如华为任正非所讲的那样——5G可能被炒作过热，眼下5G与边缘计算的不足也是客观存在的：即5G建设规模及进程不及预期、边缘计算威廉希尔官方网站 发展不及预期、运营商投资不及预期。据Gartner预测，到2022年，完成商用5G部署的通信服务提供商中将有半数会因系统无法完全满足5G用例的需求，而难以从后端威廉希尔官方网站 基础架构的投资中获利。

大部分通信服务提供商要等到2025年至2030年期间，才能在他们的公共网络上实现完整的端对端5G基础架构，因为他们首先把重心放在5G无线电通信上，然后才是核心网络切片和边缘计算。边缘计算的部署主要靠业务驱动，受时延和带宽限制，其中时延因素是刚性限制因素。虽然5G有望解决相关领域的一些问题，但边缘计算的发展仍然需要深入了解客户及业务需求，也需要整体产业链的成熟。由此可见，由于5G与边缘计算相辅相成，在5G发展未达预期时，边缘计算也很难达到我们所期望的状态。两者发展密不可分，市场繁荣仍需时日。

编辑：lyn