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河南联通服务器-一篇文章了解为什么边缘计算是趋势 | GSMA 报告

一、边缘计算发展的背景和全球趋势

(一)技术驱动

在过去的 40 年中,计算能力和处理在集中式和分布式架构之间交替。进入 21 世纪,随着互联网、企业 IT 和智能手机的大规模商用,掀起了一股基于大型集中式服务器场的云计算浪潮。几家公司已经成为该领域的领导者河南联通服务器,即所谓的超大规模云计算公司,包括亚马逊、微软和谷歌。近年来,其他公司纷纷加入该市场并迅速扩大规模,包括IBM,以及中国的阿里巴巴和腾讯。

虽然边界难以严格定义,但可靠的迹象表明新一波边缘计算正在兴起,表明计算能力和资源部署在靠近客户的分布式转型趋势。从本质上讲,这代表了商业模式从以网络为中心到以工作负载为中心的转变,本地化成为首要原则。但这不是非此即彼的情况,集中式云数据中心将继续存在,整体容量可能会继续扩大,但新的需求(如物联网和企业)以及5G时代超低延迟服务的潜力正在兴起 使计算更接近最终用户。

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因此,边缘计算的发展综合考虑以下几个方面:

容量 - 将大量连接设备生成的越来越多的数据传输到更集中的云服务需要巨大的带宽和回程容量。边缘计算和本地数据处理可以减少需要传输的数据量。

成本——就带宽而言,长距离传输大量数据也是有成本的。此外,许多设备产生的大量数据可能与业务无关,因此不需要传输到中央处理。

分析 - 数据是数字经济的基本资产。为了能够将数据转化为实时(或接近实时)的分析和行动,GSMA 预测,到 2025 年底,将有大约 90 亿个移动连接(手机和纯数据终端)以及全球近 250 亿个物联网连接(蜂窝和非蜂窝服务)。

安全性——许多公司可能不希望敏感数据留在现场或拥有自己的服务器。围绕数据隐私的国家法律法规也是一个因素。

延迟 - 虽然 5G 的延迟低于 4G,但在长距离和多跳网络上很难实现极低的延迟。

弹性——边缘计算可以提供比集中式模型更多的通信路径。这种分布可以更好地保证数据通信的弹性。

(二)边缘计算的定义

边缘计算最初被称为移动边缘计算(MEC)。欧洲电信标准协会 (ETSI) 对 MEC 的定义如下:

移动边缘计算在移动网络边缘、无线接入网络 (RAN) 内以及移动用户附近提供 IT 服务环境和云计算能力。

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2017年,MEC的定义被修改为“Multi Edge”,反映了边缘部署实际上可以利用包括固定网络在内的一系列接入技术。但边缘应用的前景并不局限于 5G 的未来发展。MEC让网络功能更贴近终端用户,让运营商逐步向第三方开放网络,让企业在智慧工厂、智慧港口、智慧医院等场所搭建专网环境。这些业务场景通常涉及多个应用,要求网络在边缘提供超低延迟和强大的处理、计算和存储能力。数据不需要回传到网络中心,而是在本地进行处理、存储和分发。

与完全基于云的传统模型相比,边缘系统架构将存储、计算、处理和网络等云功能推向更靠近生成或消费数据的设备。对于移动网络,“接近度”是一个相对的概念,它可以是相对较近的位置(即在传输网络中),也可以是客户的位置(在用户设备内部或在客户驻地)。

(三)全球趋势

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总体而言,边缘计算仍处于起步阶段。然而,在美国、中国、欧洲和亚太地区的一些发达市场,试点和小规模部署正在扩大。

鉴于边缘计算的潜在影响和变革性质,移动和云生态系统中的许多公司正在探索早期的边缘计算,宣布自己的试点计划和项目。

全球越来越多的电信运营商正在试验边缘计算,而其他运营商则在实施边缘商业产品和解决方案。虽然目前大多数试点都在 4G 或早期的 5G 网络上,但移动行业希望利用 5G 的逐步推出来推动更大规模的边缘部署。理论上,边缘计算可以很好地适应运营商部署的5G网络和软件定义网络(SDN)、网络功能虚拟化(NFV)等软件控制技术,这些技术以分布式方式运行某些虚拟网络。功能(包括在网络边缘)。得益于此,边缘技术也可能受益于5G时代虚拟网络的网络能力,从而充分挖掘分布式计算的潜力。

(四)全球挑战

由于现在处于开发的早期阶段,越来越多的试点和项目仍专注于挖掘边缘计算的潜力。很多情况下,实际的商业模式和实际应用场景还不清楚。边缘的完整定义仍不清楚,尤其是在计算资源的部署位置和边缘基础设施的规模方面没有统一的看法。

运营商仍然需要充分定义各自的商业模式,其中一种选择是向第三方提供共站基础设施,以满足诸如 , 等公司的需求。然而,云从业者已经在构建自己的边缘基础设施(或使用第三方提供商的设施),而许多小型企业和塔式服务提供商也在开发自己的边缘计算解决方案,通常是相互合作,即不提供不仅有物理空间和硬件,还有业务服务 传统上关注网络功能/能力的基础设施与更关注计算和存储性能的基础设施之间的界限变得模糊,这会加剧边缘生态系统竞争中不同参与者之间的差距.

除了当地对数据安全和隐私的关注和法规之外,确定边缘位置的关键因素还包括特定业务或应用程序所需的延迟水平,以及对实时或近实时处理和分析的需求。一些运营商表示,在选定的主要城市部署有限的边缘设备可以将整个覆盖区域的延迟保持在 20ms 以下。但是,为了保证关键业务的网络延迟不超过5ms(理论上通过5G可以实现),需要部署更广泛的边缘节点。为了证明所需的大量资本增加是合理的,涉及到特定的用例和商业模式问题。部署边缘基础设施需要大量投资,

从边缘互连到完全虚拟化的 5G 网络,可能需要协调经济和战略考虑。两者都需要更多的分布式处理能力,而要实现 5G 的超低延迟潜力,计算能力需要靠近设备。

边缘计算的演进可能分多个阶段,我们目前正处于边缘部署的初始阶段。随着需求和应用场景的发展,区域和城域数据中心在许多市场的建设越来越广泛,并逐渐向更多的边缘位置转移。

随着计算向边缘移动,需要解决一些真正的挑战,特别是如果目标站点更具挑战性河南联通服务器,例如移动到蜂窝塔而不是企业站点。这些挑战包括电力、安全、业务安全和缺乏适当熟练的现场工作人员。具有讽刺意味的是,这些也是公司将其服务器和软件从他们自己的本地数据中心迁移到远程服务器场的原因。

虽然目前有应对这些挑战的举措,但这可能是完全分布式、真正本地化的边缘基础设施的最大障碍。但同时,它也可能是电信运营商(拥有大量现场劳动力和一系列安全的物理站点)可以获得明显竞争优势的领域。

二、中国的边缘计算:为全球领先奠定基础

(一)边缘计算在中国生态系统中蓄势待发

虽然边缘计算在中国仍处于起步阶段,但发展迅速,尤其是近两年,中国在试点、早期部署和生态合作等方面领先于其他主要国家和地区。

边缘计算试点和项目显示势头

目前,国内从业者积极投身边缘计算,但仍处于起步阶段,包括三大运营商,包括网络设备提供商(中兴、华为、诺基亚和中国)和中国大型云服务公司(阿里巴巴、腾讯和百度)众多小型 ICT 公司、云和边缘计算专业公司以及垂直行业也纷纷加入,寻求新的边缘业务和解决方案的机会。

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中国运营商是该领域最活跃的参与者之一。中国移动2019年边缘计算蓝图涵盖300项具体的边缘措施,包括测试节点评估、开放API接口、与合作伙伴共同推进边缘业务应用。2018年以来,中国联通在20个省市开展了60多个MEC试点和商用项目。据中国边缘计算产业联盟(ECC)数据,分布在40个城市的100多个MEC试点项目覆盖了智慧园区、智能制造、AR/VR、云游戏、智慧港口、智慧矿山等多个行业和应用场景. 、智慧交通,充分印证了快速发展的势头。

生态合作方兴未艾

ECC成立于2016年,会员单位230余家,几乎涵盖所有主要行业。同时,成立了技术标准、测试、安全和营销工作组。2019年9月,ECC与网络5.0产业技术创新联盟(N5A)签署合作协议,共同成立边缘计算基础网络联合工作组(ECNI),推动边缘计算产业发展。

开源项目也在增加。2017年11月,中国移动、中国电信、中国联通等科技公司在开放数据中心标准推进委员会(ODCC)上联合发布了面向电信应用的开放电信IT基础设施(OTII),旨在建设5G网络。用于边缘计算部署的开放、统一的服务器解决方案。OTII边缘服务器将分布在大量的边缘局和接入中心局中,并已在一些实际试点中投入使用。

2018年10月,中国移动成立了边缘计算开放实验室,旨在提供行业合作平台,推动边缘计算生态的跨行业发展。截至2019年初,开放实验室共有34个合作伙伴,与各领域合作伙伴共开展了15个测试平台项目,其中智慧城市项目4个、智能制造项目6个、直播和游戏4个项目,1个车联网项目。并且是另外两个主要的开源边缘计算项目,由运营商、企业和开发人员组成的开放社区支持,他们通过文档和用例试用软件并参与社区活动。

中国企业越来越意识到边缘计算

根据 GSMA 智库全球企业物联网调查,76% 的中国企业计划在未来部署物联网时采用 5G 技术。虽然 5G 的速度提升似乎是其在许多国家最引人注目的能力,但中国企业(相对于其他地区)对 5G 可以提供的其他网络能力(包括网络切片、边缘计算、低延迟)有更大的认知。中国企业规模越大,5G 的物联网功能就越有吸引力。

(二)背景

中国已将 5G 列为国家优先事项,5G 网络将推动更广泛的经济数字化转型。国内三大运营商获得国家5G中频频谱后(2.6GHz、3.4-3.6GHz、4.8-4.9GHz) 2018年底,并在2019年6月获得5G商用牌照后,正在快速推进5G建设。2019年建成5G基站超过13万个(中国移动5万个、中国联通4万个、中国电信4万个),覆盖全国50多个城市,包括北京、上海、广州等核心城区,实现连续覆盖。2020年,三大运营商将继续将5G覆盖范围扩大到所有城市。

GSMA智库预测,到2025年,中国将拥有全球最大的5G消费用户市场,5G用户接近8亿,占全国移动连接数的50%。为满足5G业务的网络需求,2018年至2025年,中国运营商将投入250​​0亿美元用于移动网络资本支出,其中1800亿美元将用于5G网络。中国将占全球5G网络投资的近20%。

三大运营商还明确表示将推出5G SA网络,支持一系列行业应用,推动中国成为SA部署和商用市场的领导者,推动全球设备和终端兼容的生态建设。萨。

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对于全球大多数主要运营商而言,核心移动和固定服务占收入的 80-90%,而非传统电信服务占收入的 10-20%。也有一些例外,例如AT&T、韩国电信和日本软银(非传统电信业务分别占收入的40%和30%左右,其非传统电信业务收入来自并购而非有机增长) .

中国运营商在非传统电信业务收入增速上保持领先。2018年,非传统电信业务(消费者和企业)为中国三大运营商创造了1440亿元人民币(220亿美元)的总收入,同比增长约30%。这包括付费电视、节目和广告、物联网、企业解决方案以及更广泛的数字业务领域,包括金融、支付和生活方式。中国移动、中国电信和中国联通都寄希望于行业和企业的数字化转型,以增加连接以外的未来收入,并将核心网、云和边缘的融合定位为企业数字化运营和服务的关键技术。

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此外,中国目前是全球最大、最发达的物联网市场。中国拥有全球约三分之二(2019 年)的授权蜂窝物联网连接,即超过 10 亿个。此外,四分之三的中国企业部署了物联网,这一比例居全球之首。中国也是推动全球物联网市场发展和增长所需技术的主要供应商,包括传感器、微芯片和其他组件。

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收入方面,2018年,中国三大运营商共创造了110亿元人民币(17亿美元)的物联网收入,其中三分之二来自中国移动。物联网收入以当地货币计算增长了约 50%,主要受连接性和 NB-IoT 持续增长的推动。虽然这仅占中国运营商总收入的一小部分(2018 年约为 1%),但企业物联网是超越连接边界的重要驱动力。中国在物联网和边缘计算方面的领先地位为边缘技术的部署提供了良好的环境,特别是对于需要更靠近用户存储、处理和分析大量数据以加快分析和响应的物联网场景。

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由于5G与边缘计算息息相关,网络设备商(华为、中兴、诺基亚、爱立信等)和中国三大运营商在边缘计算早期发挥了重要作用。

以中国三大运营商为例。

中国移动的边缘计算系统规划包括服务和应用(SaaS)、PaaS能力、IaaS设施、硬件设备、站点规划、边缘网络演进。边缘计算的 PaaS、IaaS 和硬件平台需要设计成兼容公有云应用和原生边缘应用两种应用生态。针对边缘计算部署的不同位置,上述区域有望定制所使用的技术。

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中国电信提供广泛的移动和固网服务(两者具有相当的优势),并计划将边缘计算应用于移动和固网服务。具体来说,为了缓解网络流量带来的回传压力,保证固网和移动网的用户体验一致,中国电信正在建设统一的MEC,利用现有的固网资源,实现固网和移动网络的边缘化。 . 融合(传输和内容交付网络 - CDN)。该平台可以根据业务类型或需求,将流量灵活分配到不同的网络,通过多网共享边缘CDN资源,实现智能内容分发,提升用户体验。

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中国联通参与了从智能制造到智慧城市和港口等各个行业的边缘相关项目和倡议,并与百度、腾讯、中兴和英特尔等公司建立了边缘合作伙伴关系。2018年,中国联通在北京、上海、浙江、福建、广东、湖北、重庆、山东、河南、河北、江苏、四川、天津、辽宁、湖南、江苏等15个省市开展MEC边缘云试点。其他地方 。2018年以来,MEC已在20个省份启动了60多个试点和商业项目,旨在与全国31个省份的更多行业合作伙伴合作。

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(三)在移动网络中部署边缘计算的关键问题

在调查中,5G 被视为最相关的边缘计算接入网络。5G 将广泛应用于边缘用例,支持比其他网络接入技术高得多。GSMA 智库全球边缘计算调查(2018 年)还强调,5G 是边缘用例的领先技术,但与 4G 和固定网络的区别较小。这一调查结果不仅反映了中国5G网络的快速部署,也反映了中国利用5G技术驱动行业和企业数字化转型的雄心。

虽然 5G 是最相关的接入技术,但分布式边缘的作用也超出了蜂窝网络。超过 70% 的受访公司认为,固定网络也将(广泛)用于边缘计算场景。由于接入技术和应用场景的多样性,固定网络、短距离接入技术(例如LoRa)、延迟敏感网络(TSN)和其他以太网技术(IRT和)可以作为5G接入技术的重要替代方案或补充。访问技术可能不是排他性的。对于特定的边缘计算节点,不同接入技术的服务可以共享相同的IT资源。

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对于移动网络的最佳边缘位置,没有万能的答案。各个网络设备商(和运营商)对最佳位置的看法不一,体现了场景的多样性。影响因素很多,包括边缘计算应用的具体要求(延迟、带宽、实时分析、传输数据量、安全性)、技术(边缘配置、与云端和设备的距离)和业务(实际需求、经济)等因素。

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中国的运营商和公有云公司被视为部署和管理边缘工作负载和应用程序的最佳候选者,这使情况更加平衡。对于运营商而言,履行这一职责并提供端到端的解决方案将是部署边缘节点的自然延伸。中国的云提供商(阿里巴巴、腾讯)已经是事实上的企业云服务提供商,拥有丰富的云资产、在以往的中心云提供服务的经验、大量的企业用户等诸多优势。

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未来部署的边缘节点数量(也取决于上面分析的边缘位置)是决定边缘计算整体生态系统投资的关键因素。由于该技术仍处于早期阶段,所需的边缘硬件数量最终受边缘计算应用场景发展的影响,中国(及其他主要国家)尚无明确数据。

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(四)机遇与挑战

按公司类型

对于主要的云提供商来说,边缘技术是扩展其云功能和产品以服务于某些场景的理想选择。

从技术角度来看,云边协作是新的挑战之一。云提供商需要加入为分布式存储/处理和更本地化的数据访问提供动力的去中心化生态系统。高度的云边协同只能将云处理扩展到不同的边缘站点,这对云提供商为最终用户提供无缝体验的能力提出了挑战。

网络设备供应商

对于中国电信市场的领先设备供应商来说,边缘计算提供了新的机会来提高他们在 5G 生态系统中的市场地位,为未来的网络架构增加一层额外的技术。

设备制造商面临的挑战不仅是设计一个真正无缝的、端到端的、适用于所有云和边缘场景的网络转型解决方案,还在于开发更大规模的B2B设备新模式,以帮助ICT行业与垂直行业的合作。

操作员

中国运营商是边缘计算讨论的核心参与者。在很大程度上,计算能力从云端部分迁移到边缘可以看作是一种以运营商为中心的技术转变。如果对生态系统的期望能够实现,中国三大运营商将部署和管理最多的边缘硬件并承担绝大多数的边缘工作负载,那么运营商将有机会在边缘价值链中发挥越来越大的作用。影响。边缘计算也非常适合正在进行的网络云化战略,使中国运营商能够巩固其在云市场的地位。

寻找合适的边缘计算商业模式是中国运营商面临的最大挑战之一。

新收入主导了中国对边缘技术的思考,近 90% 的受访公司将边缘计算视为 5G 时代产生增量收入的机会。大多数公司希望通过提供边缘计算所需的边缘技术(硬件、软件和平台)向最终用户提供边缘服务和应用程序,从而产生新的收入。除了对新收入的直接贡献外,边缘计算还为传统核心业务(无论是云还是电信)带来间接好处。技术生态系统不断发展,通过建立可操作的新技术能力和提供更广泛的服务来帮助增强市场竞争力。

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深入分析中国云计算市场规模以及受访企业分享的观点和数据表明,到2025年,中国边缘计算行业的年收入规模可能达到7-130亿元人民币(1020亿美元),低于云计算。计算收入的 5%。从长远来看,其中一家接受调查的公司认为,在最好的情况下,边缘计算产生的年收入将达到云计算年收入的 30%。假设这种情况在 15-20 年内实现,可以推测到 2030 年代初,边际收入将达到 40-500 亿元人民币(6-70 亿美元)。

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(五)边缘计算部署的三个阶段

Wave 1(2018-2020):试验和小规模定制部署

中国移动、中国电信和中国联通在2018-2019年进行了大量的边缘计算实验,为进一步商用奠定了重要基础。2020年,各行业的边缘计算部署验证将增加,部分测试将转向小规模部署。现阶段,边缘计算部署多为专为满足企业需求而设计的私有和定制应用,如智能港口、智能校园或智能工厂,边缘技术主要部署在本地。现阶段也会出现直播(智慧体育场)等公共应用的测试验证和示范,但规模有限。

第二波(2021-2023):商业规模阶段

现阶段5G网络渗透率不断提升(到2023年底,5G网络覆盖率有望超过60%人口),第一阶段私有边缘计算设施部署开始更大规模. 除了本地定制的边缘计算应用外,自动驾驶、体育赛事、游戏等公共应用也将得到更多探索,边缘计算基础设施部署在区域或城市,靠近基站或融合基站。在这个阶段,边缘计算应用的成本更高,因为运行大量可用租户较少的微型数据中心来分散计算负载。

第三波(2024 年及以后):走向主流

到2025年底,中国5G人口覆盖率有望超过70%。5G技术的成熟、5G设备成本的降低以及移动产业与企业的良好合作,将推动边缘计算部署规模的扩大。随着 5G 基站数量的增加,边缘计算可以更广泛地部署,越来越多地应用于公共边缘计算应用场景。

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三、未来愿景:推动中国边缘计算规模化发展

边缘计算的最新进展,以及中国行业走在新技术前沿的明确愿望,是未来发展的坚实基础。

然而,实现边缘计算的长期潜力需要个别公司和整个中国行业共同努力。结合上述分析的主要发展障碍和 GSMA 智库的观点,得出了七项关键举措。这七项关键举措如果实施,将有助于推动未来五年中国边缘计算的发展和应用。其中许多举措涉及大多数边缘计算利益相关者,而有些则针对个别类型的公司。这些举措可分为三大类:技术开发、市场接受度以及政策和法规。

边缘计算的最新进展,加上中国对新技术前沿生态定位的明确目标,为边缘计算的进一步发展奠定了坚实的基础。然而,要实现边缘计算的长期潜力,还需要做很多工作。

在报告中,GSMA 确定了以下七项关键措施:

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明确边缘计算的最佳部署模式,推进边缘标准化,将边缘计算纳入更广泛的5G网络投资规划,解决云/边缘计算和更广泛的5G网络相关的高能耗和高成本问题。计算与垂直行业的讨论利用企业对边缘计算的了解,推动边缘计算的新试点和部署,提升媒体、娱乐和智慧城市行业对边缘计算的关注度。建立明确的内容,更加关注边缘计算,并考虑到边缘部署产业政策的独特性和挑战,如果实施,将推动未来五年中国边缘技术的发展和应用。

如果说过去十年云计算的发展主要是由技术驱动的话,那么当越来越多的 IT 专业人士接受云计算的概念,并希望这个技术概念更贴合实际场景时,应用逐渐成为了云计算的发展方向。云计算驱动力;而传统中心化的不足,成为边缘计算发展的重要契机。要实现边缘计算节点与云计算中心的互联互通,需要解决的技术问题很多。

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