邊緣計(jì)算助力行業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型

崔滔

近日，為期2天的“2021中國云網(wǎng)智聯(lián)大會(huì)”在京成功召開。會(huì)上，中國信息通信研究院技術(shù)與標(biāo)準(zhǔn)研究所互聯(lián)網(wǎng)中心高級(jí)項(xiàng)目主管宋平分享了《邊緣計(jì)算助力行業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型》的主題演講。

邊緣計(jì)算引領(lǐng)行業(yè)數(shù)字變革

當(dāng)前，數(shù)字化轉(zhuǎn)型已經(jīng)被譽(yù)為驅(qū)動(dòng)人類社會(huì)生產(chǎn)變革的第4次工業(yè)革命，它主要從生產(chǎn)運(yùn)營方式、業(yè)務(wù)模式、資源組織方式和業(yè)務(wù)創(chuàng)新模式進(jìn)行變革，將會(huì)以信息技術(shù)，特別是新一代信息通信技術(shù)為基礎(chǔ)。宋平認(rèn)為，“各行業(yè)將以數(shù)字技術(shù)及其框架變革為基礎(chǔ)，實(shí)現(xiàn)以數(shù)字化為典型特征的業(yè)務(wù)變革、模式優(yōu)化以及結(jié)構(gòu)調(diào)整?！?/p>

行業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型并非一蹴而就，，面臨著標(biāo)準(zhǔn)體系待完善、產(chǎn)業(yè)發(fā)展碎片化、需求方選型難以及商用部署需探索的挑戰(zhàn)，需要一個(gè)完整的支撐體系進(jìn)行全面發(fā)展，其中包括：

支持?jǐn)?shù)字化轉(zhuǎn)型的先進(jìn)通信網(wǎng)絡(luò)支撐體系；

具備統(tǒng)一的技術(shù)創(chuàng)新、資源管理與能力驗(yàn)證的平臺(tái)支持體系；

以大數(shù)據(jù)、人工智能和區(qū)塊鏈等技術(shù)為代表的信息技術(shù)支撐體系；

具備智能化風(fēng)險(xiǎn)漏洞感知能力、智能化安全防護(hù)應(yīng)對(duì)能力的安全防護(hù)支撐體系。

未來3年，新建數(shù)據(jù)量將超過去30年的總和，娛樂數(shù)據(jù)將保持主體地位，生產(chǎn)數(shù)據(jù)占比將持續(xù)增長。數(shù)字經(jīng)濟(jì)時(shí)代80 %的數(shù)據(jù)和計(jì)算將發(fā)生在邊緣。邊緣計(jì)算從技術(shù)概念期進(jìn)入期望峰值期，IDC將邊緣計(jì)算列為未來計(jì)算的重要趨勢(shì)之一。MarketResearchFuture預(yù)測(cè)，全球邊緣市場(chǎng)到2024年將達(dá)到224億美元的規(guī)模。

邊緣計(jì)算是在靠近物或數(shù)據(jù)源頭的網(wǎng)絡(luò)邊緣側(cè)，融合網(wǎng)絡(luò)、計(jì)算、存儲(chǔ)、應(yīng)用和智能等核心能力的開放平臺(tái)，與云計(jì)算互相協(xié)同，助力各行各業(yè)的數(shù)字化轉(zhuǎn)型。

邊緣計(jì)算將從4個(gè)方面進(jìn)行賦能：

網(wǎng)絡(luò)方面，它可以提供低時(shí)延、大帶寬、海量設(shè)備接入；

平臺(tái)方面，它與云計(jì)算協(xié)同，構(gòu)建“云邊端”一體的行業(yè)應(yīng)用運(yùn)行平臺(tái)；

創(chuàng)新方面，它與大數(shù)據(jù)、人工智能等技術(shù)深度融合，為行業(yè)應(yīng)用創(chuàng)新提供基礎(chǔ)；

安全方面，在邊緣位置保障用戶隱私安全，為數(shù)據(jù)安全提供保障。

邊緣計(jì)算已經(jīng)廣泛應(yīng)用于制造業(yè)、能源行業(yè)、公共交通、農(nóng)業(yè)、醫(yī)療和教育等各類垂直行業(yè)。

邊緣計(jì)算產(chǎn)業(yè)發(fā)展分析

全球各國均將邊緣計(jì)算列入產(chǎn)業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，并使用新技術(shù)進(jìn)行統(tǒng)籌部署，積極推進(jìn)創(chuàng)新應(yīng)用。我國也高度重視邊緣計(jì)算的發(fā)展，大力推進(jìn)邊緣計(jì)算在工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、車聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域的技術(shù)、標(biāo)準(zhǔn)和產(chǎn)業(yè)發(fā)展。

為此，工信部還印發(fā)《工業(yè)和信息化部關(guān)于工業(yè)大數(shù)據(jù)發(fā)展的指導(dǎo)意見》，推動(dòng)人工智能、區(qū)塊鏈和邊緣計(jì)算等前沿技術(shù)的部署和融合。與此同時(shí)，以3GPP、ETSI為首的聯(lián)盟與標(biāo)準(zhǔn)組織在積極推進(jìn)邊緣計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)化進(jìn)程，以CORD為代表的開源項(xiàng)目也在積極拓展邊緣計(jì)算應(yīng)用邊界。

邊緣計(jì)算產(chǎn)業(yè)的參與者眾多，主要包括：提供邊緣計(jì)算部署所需基礎(chǔ)硬件和平臺(tái)軟件的設(shè)備提供商、提供邊緣服務(wù)的電信運(yùn)營商、云服務(wù)提供商和CDN服務(wù)商等。各方將積極協(xié)作，構(gòu)建一個(gè)完整的邊緣計(jì)算產(chǎn)業(yè)生態(tài)閉環(huán)。

按照邊緣計(jì)算的技術(shù)實(shí)現(xiàn)方式，可分為運(yùn)營商邊緣、云邊緣和工業(yè)邊緣三大類，且已經(jīng)在垂直行業(yè)的不同場(chǎng)景中得以廣泛應(yīng)用。

運(yùn)營商邊緣：基于運(yùn)營商網(wǎng)絡(luò)，在基站、中心機(jī)房等位置部署計(jì)算資源，提供邊緣服務(wù)。

云邊緣：云服務(wù)商基于CDN節(jié)點(diǎn)和網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建，通過虛擬化技術(shù)，將算力“下沉”到距離用戶較近的城域內(nèi)，構(gòu)建邊緣服務(wù)能力。

工業(yè)邊緣：通常在工業(yè)企業(yè)內(nèi)部構(gòu)建邊緣基礎(chǔ)設(shè)施，面向“人、機(jī)、料、法和環(huán)”產(chǎn)品質(zhì)量管理全環(huán)節(jié)，部署邊緣應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)OT與ICT的深度融合。

邊緣計(jì)算基礎(chǔ)架構(gòu)已初步形成統(tǒng)一行業(yè)共識(shí)，“端邊云”成為邊緣計(jì)算架構(gòu)的基本組成，“網(wǎng)”為三者間協(xié)同聯(lián)動(dòng)提供必要基礎(chǔ)。

在整個(gè)框架中，云側(cè)集中管理平臺(tái)負(fù)責(zé)其中的管理和調(diào)度；邊緣側(cè)對(duì)端側(cè)設(shè)備進(jìn)行控制、分析和存儲(chǔ)，對(duì)邊緣應(yīng)用進(jìn)行管理；端側(cè)支持海量接入?yún)f(xié)議，設(shè)備形態(tài)與功能不斷演進(jìn)與創(chuàng)新。

宋平認(rèn)為，“網(wǎng)絡(luò)對(duì)于邊緣計(jì)算來說，是很重要的部分，它最主要的作用是為‘云邊端協(xié)同聯(lián)動(dòng)提供基礎(chǔ)能力”。

不同的邊緣計(jì)算業(yè)務(wù)對(duì)網(wǎng)絡(luò)的范圍、性能等有不同的需求。根據(jù)不同的部署位置、網(wǎng)絡(luò)功能以及接入對(duì)象，將邊緣計(jì)算網(wǎng)絡(luò)劃分為邊緣計(jì)算互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)（ECI）、邊緣計(jì)算內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)（ECN）以及邊緣計(jì)算接入網(wǎng)絡(luò)（ECA）。

邊緣計(jì)算是一個(gè)分布式計(jì)算平臺(tái)，“云邊端”從不同層次與不同緯度進(jìn)行緊密協(xié)同。業(yè)界主要從數(shù)據(jù)、資源、應(yīng)用和服務(wù)4個(gè)層次實(shí)現(xiàn)協(xié)同，并分為邊云協(xié)同和邊邊協(xié)同2個(gè)緯度。其中，邊云協(xié)同是邊緣計(jì)算核心價(jià)值的集中體現(xiàn)。

在邊緣計(jì)算相關(guān)應(yīng)用場(chǎng)景中，邊緣與云端數(shù)據(jù)有效協(xié)同是為用戶提供優(yōu)質(zhì)服務(wù)的必要條件。

邊緣計(jì)算賦能視頻行業(yè)

以實(shí)時(shí)視頻分析、云游戲、AR/VR、超高清視頻緩存、視頻會(huì)議或直播為代表的視頻應(yīng)用，借助邊緣計(jì)算“低時(shí)延、高帶寬、大連接”的先天優(yōu)勢(shì)，助力各行業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型，滿足各行業(yè)對(duì)視頻業(yè)務(wù)實(shí)時(shí)性、視頻數(shù)據(jù)智能化等方面的需求，是邊緣計(jì)算的“殺手級(jí)”應(yīng)用。

在運(yùn)營商邊緣，4G網(wǎng)絡(luò)發(fā)展開啟了移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代，隨著5G時(shí)代的到來，“5G+MEC”將助力移動(dòng)運(yùn)營商，實(shí)現(xiàn)移動(dòng)業(yè)務(wù)的“下沉”。在此基礎(chǔ)上，以云VR、高清視頻為代表的高清視頻應(yīng)用將成為面向消費(fèi)市場(chǎng)的核心應(yīng)用場(chǎng)景。

在云邊緣，云服務(wù)商在視頻邊緣計(jì)算領(lǐng)域擁有大量的業(yè)務(wù)需求和成功經(jīng)驗(yàn)，其代表的大流量大并發(fā)業(yè)務(wù)，在4G時(shí)代已得到廣泛應(yīng)用。

隨著5G時(shí)代的到來，云服務(wù)商通過“CDN下沉”的方式，將算力下放至近用戶側(cè)，提供低時(shí)延、智能化的邊緣服務(wù)。包括：云游戲、文字識(shí)別、視頻會(huì)議、邊緣CDN、智能安防和互動(dòng)直播等。

在工業(yè)邊緣，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的建立將促使OT，IT，CT，DT的充分融合，并可按需將傳統(tǒng)互聯(lián)網(wǎng)的相關(guān)技術(shù)和能力部署至邊緣側(cè)。在各種工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用中，視頻相關(guān)的應(yīng)用無疑是近年來最普遍的數(shù)字化與智能化結(jié)合的應(yīng)用場(chǎng)景。

在企業(yè)生產(chǎn)過程中，從數(shù)據(jù)采集、智能分析和實(shí)時(shí)響應(yīng)三方面都會(huì)有迫切的需求，在這些需求的驅(qū)動(dòng)下，業(yè)界提出了邊緣視覺技術(shù)，并將該技術(shù)廣泛應(yīng)用在產(chǎn)品質(zhì)量管理全環(huán)節(jié)。

邊緣計(jì)算將持續(xù)促進(jìn)各個(gè)垂直行業(yè)的數(shù)字化和智能化轉(zhuǎn)型，面向不同行業(yè)，為業(yè)務(wù)和應(yīng)用帶來實(shí)時(shí)的響應(yīng)、分析和處理的能力。隨著人工智能、大數(shù)據(jù)等技術(shù)的持續(xù)發(fā)展，結(jié)合視頻技術(shù)的邊緣計(jì)算將在網(wǎng)絡(luò)邊緣位置，為更多的垂直行業(yè)提供實(shí)時(shí)的智能化視頻服務(wù)，擴(kuò)展邊緣視頻的應(yīng)用邊界。

總的來說，不同場(chǎng)景案例的整體架構(gòu)都符合“端邊云”基本特征，面向視頻領(lǐng)域的邊緣計(jì)算的全面發(fā)展，也促進(jìn)了邊緣視頻技術(shù)（邊緣存儲(chǔ)技術(shù)、邊緣視頻編解碼技術(shù)、邊緣視頻智能技術(shù)）的演進(jìn)。

邊緣計(jì)算趨勢(shì)展望

邊緣計(jì)算發(fā)展將進(jìn)一步促進(jìn)計(jì)算與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的深度融合

邊緣計(jì)算的“云邊端”架構(gòu)已成為各類生態(tài)應(yīng)用規(guī)模部署的基本范式?，F(xiàn)階段，邊緣計(jì)算將推動(dòng)以“云為核心”的云網(wǎng)融合技術(shù)發(fā)展，形成一體化的云網(wǎng)資源與服務(wù)能力。未來，邊緣計(jì)算將以“算網(wǎng)融合”為目標(biāo)，加速各類算力資源與網(wǎng)絡(luò)資源的深度融合。

一體化與智能化將成為邊緣計(jì)算的重要發(fā)展方向

邊緣計(jì)算將為應(yīng)用一體化資源供給機(jī)制，為最終用戶提供一體化服務(wù)體驗(yàn)，為運(yùn)營企業(yè)提供一體化運(yùn)維管理。在實(shí)現(xiàn)一體化能力的基礎(chǔ)上，邊緣計(jì)算將提供智能化的數(shù)據(jù)感知、資源感知、服務(wù)感知與安全感知能力。

云原生技術(shù)將成為邊緣計(jì)算發(fā)展的加速器

海量異構(gòu)資源將成為邊緣計(jì)算發(fā)展的雙刃劍，云原生技術(shù)可以在一定程度上屏蔽底層基礎(chǔ)架構(gòu)的差異和復(fù)雜性。云原生技術(shù)在應(yīng)用快速部署、服務(wù)模式創(chuàng)新等多個(gè)方面助力邊緣計(jì)算的發(fā)展。