5G新賽道:邊緣計算

齊卿

移動技術(shù)的變化一直在驅(qū)動商業(yè)技術(shù)與商業(yè)模式的變化。3G/4G時代實現(xiàn)了移動智能設(shè)備（智能手機、物聯(lián)網(wǎng)傳感器、GPS等）大量接入網(wǎng)絡(luò)，企業(yè)需要處理的數(shù)據(jù)量出現(xiàn)劇增。一時間，企業(yè)將數(shù)據(jù)集中交付云計算服務(wù)商，集約化地處理數(shù)據(jù)，云服務(wù)強大的運算能力，可以幫助企業(yè)更好地利用大數(shù)據(jù)提升企業(yè)運營效率。

如物流企業(yè)，運用物聯(lián)網(wǎng)和云計算，可以實現(xiàn)對車輛運輸貨物進行動態(tài)組合，并優(yōu)化運輸路徑，以提高物流的效率，降低物流成本。亞馬遜曾將部分地區(qū)配送車輛的運輸路線改為盡量右轉(zhuǎn)，以避免左轉(zhuǎn)需要等紅燈的情況，雖然增加了一些行駛路程，但節(jié)約了等紅燈的時間，以及車輛因頻繁停車-啟動所增加的油耗。更進一步，4G時代數(shù)十毫秒的時延，可以讓物流企業(yè)實現(xiàn)對車輛更為精準的檢測，例如監(jiān)測車輛駕駛員的剎車動作、轉(zhuǎn)彎幅度等數(shù)據(jù)，可以對車輛安全駕駛、行動軌跡進行更為精確的監(jiān)測和控制。

但云計算對數(shù)據(jù)的分析，需要匯總到后臺后進行運算，存在一定的滯后性，不能進行更精確的控制，應(yīng)用的場景受到一定的限制。如物流企業(yè)每次裝車的時候，如何根據(jù)貨物大小和車廂空間優(yōu)化貨物裝運，充分利用每一寸車廂空間。在駕駛員出現(xiàn)疲勞駕駛或危險駕駛的時候，及時通過遠程操作進行干預(yù)，甚至實現(xiàn)無人駕駛，這些操作僅靠云計算有一定問題，這需要在業(yè)務(wù)的現(xiàn)場，即業(yè)務(wù)的“邊緣”進行實時的計算，以達到需求。

三大技術(shù)場景催生邊緣計算

5G技術(shù)的升級，使得邊緣計算成為可能。5G技術(shù)升級主要體現(xiàn)在大帶寬、大連接、高可靠和低時延的三大技術(shù)場景。阿里云智能研究中心主任田豐認為，5G時代是一個轉(zhuǎn)折點，5G技術(shù)帶來各連接點之間，計算量更為優(yōu)化的動態(tài)分配，這將會在技術(shù)模式、商業(yè)模式上產(chǎn)生全新的應(yīng)用。

從目前5G技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀來看，第一階段也就是未來的2～3年，5G更多地解決大帶寬的問題。第二個階段5G要著重解決大連接的問題。在4G時代，網(wǎng)絡(luò)支持的連接密度較為有限，所以現(xiàn)在主要是計算終端如手機、電腦、電視、智能音箱等設(shè)備實現(xiàn)了聯(lián)網(wǎng)。5G的連接密度可以達到4G的10倍以上，這就支持讓更多的設(shè)備連入互聯(lián)網(wǎng)。大連接的第一步可能實現(xiàn)家庭中冰箱、微波爐等設(shè)備的智能化、聯(lián)網(wǎng)化。而在工業(yè)領(lǐng)域，5G網(wǎng)絡(luò)帶來的大連接，可以使工廠所有的生產(chǎn)設(shè)備都能夠接入網(wǎng)絡(luò)，這會對制造業(yè)帶來一次質(zhì)的提升。

第三個階段5G要解決的是低時延的問題，這也是5G帶來的一個非常重大的改變。低時延帶來的一個直接的變革就是推動邊緣計算的出現(xiàn)。在產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域，生產(chǎn)設(shè)備對實時性的要求是非常之高?，F(xiàn)在工業(yè)領(lǐng)域一般采用“云-端”二級連接結(jié)構(gòu)，端進行數(shù)據(jù)收集，然后通過云的數(shù)據(jù)中心進行處理，這個時間通常會有200～300毫秒的延遲，這種延遲對于重度工業(yè)場景是不可接受的。所以真正的產(chǎn)業(yè)互聯(lián)網(wǎng)，需要同時解決高可靠和低時延的問題。

5G技術(shù)的應(yīng)用，可以將計算能力下沉到基站側(cè)，通俗地說就是可以在鄉(xiāng)鎮(zhèn)、村莊、企業(yè)附近的通信機房就可以實現(xiàn)部分計算，這樣就把過去由云中心實現(xiàn)的計算，分配到了企業(yè)的邊緣，在通信網(wǎng)的前端實現(xiàn)計算，實時性得到了提高，也就解決了高可靠和低時延的問題。

邊緣計算聯(lián)盟（ECC）與工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)聯(lián)盟（AII）對邊緣計算的定義是：“連接物理世界與數(shù)字世界間的橋梁，邊緣計算具有連接性、約束性、分布性、融合性和數(shù)據(jù)第一入口等基本特點和屬性，并擁有顯著的連接的海量與異構(gòu)、業(yè)務(wù)的實時性、數(shù)據(jù)的優(yōu)化、應(yīng)用的智能性以及安全與隱私保護價值?！蓖ㄋ椎慕忉屖?，將原本在云機房中實現(xiàn)的運算、存儲能力分配一部分，下沉到數(shù)據(jù)產(chǎn)生的源頭，在網(wǎng)絡(luò)的邊緣實現(xiàn)實時的運算（圖 1）。

邊緣計算產(chǎn)業(yè)鏈

邊緣計算的產(chǎn)業(yè)鏈如圖 2所示，主要包括設(shè)備制造商、運營商、第三方服務(wù)商、最終用戶等四個組成部分。

設(shè)備制造商，主要包括5G相關(guān)的天線、交換機、路由器、服務(wù)器、網(wǎng)關(guān)等。邊緣計算的節(jié)點相比傳統(tǒng)數(shù)據(jù)中心機房更加分散、個體規(guī)模更小、環(huán)境的溫度和濕度差異大。因此對設(shè)備的可靠性、功耗要求更高。主要的設(shè)備制造商依然是傳統(tǒng)的電信和網(wǎng)絡(luò)設(shè)備制造商，包括諾基亞、愛立信、思科等。值得注意的是，中國企業(yè)在5G設(shè)備的技術(shù)標準領(lǐng)域話語權(quán)在逐漸增強。如在5G必要專利的聲明中，華為在數(shù)量上已位居第一。

邊緣計算需要電信運營商進行底層網(wǎng)絡(luò)的架設(shè)，提供基礎(chǔ)的5G網(wǎng)絡(luò)支持，以及邊緣計算的機房規(guī)劃和部署。由于邊緣計算需要與企業(yè)業(yè)務(wù)密切結(jié)合，運營商開放邊緣計算端口與第三方服務(wù)商合作，共同開發(fā)面對商業(yè)場景的解決方案。第三方服務(wù)商依然以目前云計算的巨頭為主，國內(nèi)的阿里云、騰訊云、百度云，國外的微軟、亞馬遜等都在積極部署邊緣計算業(yè)務(wù)。

最終用戶是指運用邊緣計算的企業(yè)用戶，如車聯(lián)網(wǎng)的汽車企業(yè)、高清視頻提供商等。邊緣計算帶給用戶的是技術(shù)范式和商業(yè)模式的變化，企業(yè)可以更加專注業(yè)務(wù)創(chuàng)新，海量的計算需求、實時的反饋則交由邊緣計算第三方服務(wù)商解決。

邊緣計算廠商的戰(zhàn)略布局

在近期邊緣計算影響最直接的可能是運營商將重新獲得增長；邊緣計算與人工智能的結(jié)合，以及深耕垂直行業(yè)，成為云計算巨頭們角逐的新戰(zhàn)場。

運營商重獲增長 3G/4G時代，運營商陷入了比拼流量和資費同質(zhì)化競爭的局面。雖然運營商流量業(yè)務(wù)獲得了高速增長，但由于第三方增值服務(wù)商提供基于網(wǎng)絡(luò)的即時語音、視頻、文字通信等業(yè)務(wù)（如微信語音、釘釘電話會議等），嚴重擠壓了電信運營商傳統(tǒng)的語音通話、短信業(yè)務(wù)，使得電信運營商的收入增長幾乎陷入了停滯（圖 3）。

邊緣計算按照從云計算的中心向外擴散，可以分為三層架構(gòu)。第一層是IDC（數(shù)據(jù)中心）外的邊緣，通常分布在各省、直轄市、地級市這種傳統(tǒng)的IDC機房邊緣。第二層是運營商的邊緣，就是5G+MEC（Mobile Edge Computing移動邊緣計算），把運營商在區(qū)縣、鄉(xiāng)鎮(zhèn)一級的機房，以及鐵塔基站系統(tǒng)、電子機房，從傳統(tǒng)的通信機房變成IP機房，具備計算、存儲、網(wǎng)絡(luò)安全防護等功能。第三層客戶側(cè)邊緣計算，可以深入到工廠、工業(yè)園區(qū)甚至家庭中。客戶側(cè)的邊緣計算不在公共位置，而是屬于某一個客戶。

其中第二類邊緣計算為運營商帶來新的業(yè)務(wù)增長場景。這類邊緣計算，需要根據(jù)不同的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境配置機房，第三方服務(wù)商需要與運營商的核心網(wǎng)絡(luò)深度結(jié)合。邊緣計算將會使運營商與第三方服務(wù)商的關(guān)系更為緊密，開拓出更多增值服務(wù)，擺脫“提速降費”同質(zhì)化競爭的困境。目前三大運營商以及鐵塔公司都已展開邊緣計算的布局，并積極吸納外部合作伙伴，共同打造邊緣計算服務(wù)平臺。

中國移動在2019年世界移動通信大會上發(fā)布Pioneer 300先鋒行動，聚焦邊緣計算的總體架構(gòu)、行業(yè)標準和開源項目的研究，并聯(lián)合34家合作伙伴成立邊緣計算開放實驗室，探索邊緣計算的行業(yè)解決方案。

中國聯(lián)通在天津、上海、杭州、廣州、重慶、成都6個城市開展MEC試點工作，并建成全球最大的邊緣云虛擬化平臺測試床，生態(tài)合作伙伴超過50家。中國聯(lián)通主導(dǎo)的“IoT requirements for Edge computing”國際標準項目成功立項，其應(yīng)用聚焦在工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、車聯(lián)網(wǎng)等垂直行業(yè)領(lǐng)域。

中國電信則聚焦在自身CDN（內(nèi)容分發(fā)網(wǎng)絡(luò)）節(jié)點的優(yōu)勢上。目前中國電信利用1800個CDN節(jié)點，在網(wǎng)關(guān)和設(shè)備的邊緣引入邊緣計算。在平臺開發(fā)上，中國電信重點打造ECOP平臺，目前已有12家合作伙伴加入該平臺。

邊緣計算的另一個重要參與方是鐵塔公司。目前中國境內(nèi)擁有190多萬臺鐵塔基站，基本上可以達到村級覆蓋，未來車聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)的接入點都需要接入鐵塔的基站，這是邊緣計算另一個重要的應(yīng)用場景。

云計算廠商角逐新場景 邊緣計算是云計算的一個補充，在技術(shù)上具有一定的范圍經(jīng)濟性。因此，傳統(tǒng)云計算廠商也在集合自身優(yōu)勢積極探索邊緣計算的場景。

亞馬遜依然借助AWS平臺的優(yōu)勢，發(fā)布了Greengrass軟件，將AWS平臺的功能，擴展到本地設(shè)備上。用戶可以通過該軟件，構(gòu)建在本地進行數(shù)據(jù)操作，在云端進行長期存儲和分析的設(shè)備。例如車聯(lián)網(wǎng)企業(yè)，可以利用Greengrass強化汽車邊緣的運算能力，強化汽車端的運算能力，監(jiān)測駕駛員的行為狀態(tài)、避免危險駕駛，甚至進行自動駕駛的訓練等。

微軟的邊緣計算圍繞其在人工智能、開發(fā)工具、客戶端上的優(yōu)勢展開，希望打造一個“云-端”的產(chǎn)品通道。將人工智能的各項能力輸出邊緣計算的產(chǎn)品中。2018年微軟開源了邊緣計算平臺 Azure IoT Edge Runtime，這是一個連接云和物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的開發(fā)框架。開發(fā)者通過這個框架可以直接在設(shè)備端開發(fā)擁有機器學習能力的應(yīng)用。第一批合作伙伴中的大疆，就利用這個框架實現(xiàn)無人機本地的圖像識別功能。

惠普企業(yè)推出了Edgeline Converged Edge Systems，其主要客戶群體是工業(yè)領(lǐng)域，包括油田、煤礦等特殊行業(yè)，這些行業(yè)的工作環(huán)境里，無法滿足云端數(shù)據(jù)的處理條件，需要在邊緣構(gòu)建強大的計算能力。例如石油鉆井平臺、工廠或銅礦能夠在不依賴云數(shù)據(jù)中心的環(huán)境下，迅速生成部分關(guān)鍵分析結(jié)果。

國內(nèi)云計算的領(lǐng)先企業(yè)，阿里云的邊緣計算戰(zhàn)略可以歸納為AIoT（人工智能+物聯(lián)網(wǎng)），其服務(wù)范圍較為全面，推出了“云（機房）-邊（企業(yè)邊緣機房）-端（用戶設(shè)備）”全覆蓋的業(yè)務(wù)體系。在“云”上，阿里云搭建能夠覆蓋全球的計算基礎(chǔ)設(shè)施。目前阿里云在全球18個地域開放了49個可用區(qū)，為200多個國家和地區(qū)的企業(yè)提供服務(wù)。在“邊”上，阿里云與移動、聯(lián)通等運營商合作，提升“邊”的覆蓋能力。在“端”上，阿里在消費和商用兩大場景均有布局。在消費領(lǐng)域，阿里的邊緣計算主要聚焦在新零售和AI-Life生活場景。新零售方面，阿里通過邊緣計算降低AR/VR技術(shù)的傳輸時延減少眩暈感，運用在天貓等虛擬購物場所，為消費者創(chuàng)建一個可以實現(xiàn)實景體驗的線上購物平臺，彌補線上消費體驗不足的缺陷。在盒馬鮮生等線下店面，阿里運用邊緣計算，通過攝像頭實時捕捉客戶活動軌跡等信息，優(yōu)化超市布局。在AI-Life為生活場景中，以天貓精靈為主體，構(gòu)建智能家居的入口，實現(xiàn)對智能家居的語音控制，打通家庭場景和阿里系的線上服務(wù)。在產(chǎn)業(yè)互聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域，阿里的“端”主要包括“車”和“城市”。在“車”端，主要通過AliOS實現(xiàn)智能化。隨著5G的逐步滲透，車載互聯(lián)網(wǎng)將會有豐富的想象空間，自動駕駛、智能交通等技術(shù)都需要相關(guān)支持。而阿里與上汽合資成立的斑馬網(wǎng)絡(luò)也是對該領(lǐng)域的重要探索之一。在“城市”端阿里的主要業(yè)務(wù)是“城市大腦”。目前城市大腦的應(yīng)用主要在交通的智能優(yōu)化上，優(yōu)化交通需要接入海量的攝像頭來分析車流量。每個路口的車輛都在實時變化，依靠在城市區(qū)域部署邊緣計算設(shè)備，可以實現(xiàn)過去云機房無法實現(xiàn)的動態(tài)調(diào)度功能。城市大腦試運行期間，杭州部分長期擁堵路段車流量凈增11%，區(qū)域通行時間減少15.3%，蕭山120救護車到達現(xiàn)場時間大幅縮短50%。

如果說3G/4G時代云計算帶動了消費場景的繁榮，5G時代的邊緣計算將會在工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域帶來新的變革，未來新的產(chǎn)業(yè)風口，很可能在工業(yè)領(lǐng)域產(chǎn)生。

除了技術(shù)上的變革，邊緣計算對企業(yè)管理也提出了新的挑戰(zhàn)。過去，企業(yè)通過海量數(shù)據(jù)的分析，實現(xiàn)了更為精確的管理的洞察。但決策的過程依然滯后于數(shù)據(jù)的產(chǎn)生，依然是事后決策。而邊緣計算，將數(shù)據(jù)洞察下沉到企業(yè)的邊緣或一線，企業(yè)的管理將更加動態(tài)化和實時化，企業(yè)可能面臨實時決策的挑戰(zhàn)。企業(yè)的管理方式能否適應(yīng)這種變化，企業(yè)如何解決中心和一線的授權(quán)管理問題，企業(yè)的組織模式是否需要針對“邊緣”業(yè)務(wù)進行調(diào)整，人工智能技術(shù)能否輔助企業(yè)的實時決策？

邊緣計算的時代，企業(yè)在關(guān)注技術(shù)變革的同時，可能也需要關(guān)注管理范式的轉(zhuǎn)變，以適應(yīng)新的商業(yè)時代。