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掘金时代:运筹于5G之时,决胜在边缘之际

 5 years ago
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6月6日,工信部向中国电信、中国移动、中国联通以及中国广电发放了5G商用牌照,中国也成为继韩国、美国、瑞士、英国后,第五个正式商用5G的国家。普通人对于5G的理解可能就是“网速变快”,或者是“该换5G手机了”,然而5G可不仅仅只是比4G多1G那么简单,5G的到来究竟会给我们的生活带来什么样的变化呢,下面跟小编一起看下去吧!

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5G:你比4G多1G

吃瓜群众对于5G牌照发放的第一反应是:得攒钱买5G手机了!
第二反应是:我的4G手机到时候二手还卖得出去吗?
更有杞人忧天的:5G网速这么快,晚上睡觉忘记关流量不会一套房就没了吧?!

在3G时代,我们的手机想要用流量看视频是一件非常奢侈的事情;4G时代,我们已经可以流畅地使用手机看视频刷抖音;而5G时代到来之后,使用5G网络下载一部高清电影转瞬就可以完成。网速的提升确实是5G发展所带来的进步中的一个方面,但这并不是5G的唯一象征。

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5G承载整体要求(图源:IMT-20205G推进组《5G承载需求白皮书》)

和4G相比,5G的提升是全方位的,它意味着更高的带宽、更低的时延以及更加海量的接入能力。5G网络的速率将是4G网络10倍以上,时延低至几十毫秒,比人的反应速度还要快,只要配合其他技术,5G将会打造一个全新的万物互联的世界。这就是为何人们现在这么重视5G技术的重要原因,5G广泛的应用将直接对各行各业带来影响。

边缘计算也来掺一脚?

近两年,边缘计算异军突起,很多人说,边缘计算的崛起得益于5G的发展。但事实上,5G跟边缘计算是相互促进、相辅相成的发展模式。

边缘计算是指在靠近物或数据源头的一侧,采用网络、计算、存储、应用核心能力为一体的开放平台,就近提供边缘智能服务。

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边缘计算的位置(图源:英特尔5G边缘计算白皮书)

实际上,边缘计算在4G时代就已经被提出,然而由于4G技术的局限,边缘计算没有能够得到很好的发展。但如今随着物联网的崛起,海量设备接入以及海量数据给云计算平台带来了一系列的挑战。目前的带宽水平无法支持设备到云端之间的毫秒级数据传输。利用边缘计算架构,大量的事件处理可以在靠近设备的边缘侧进行,这消除了数据的往返问题并且能够实现更快的速度。

边缘计算使5G成为可能

5G诞生之初,国际电信联盟无线电通信组(ITU-R)便定义了5G的三大典型应用场景: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)。eMBB:实现10Gbps的传输速率,主要面向虚拟现实(VR)/增强现实(AR)、4K/8K视频等高带宽业务;mMTC:针对大规模物联网业务,主要面向智慧城市、智能交通、智能楼宇等海量设备接入互联业务;uRLLC:提供超高可靠超低延时通信,主要面向车联网、无人驾驶、无人机等时延敏感业务。

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边缘计算与5G(图源:英特尔5G边缘计算白皮书)

这些不同的业务场景同样也对应了不同的要求,eMbb提出的超高带宽需求(1Gbps用户体验速率、数十Gbps峰值速率和数十Tbps/km2的流量密度)给回传网络造成了巨大的传输压力,超高需求背后对应的是超高的成本;mMTC要求支持百万/平方公里连接数密度,这势必会产生海量数据,将所有数据都回传到云端处理的方式无法满足复杂庞大的需求;uRLLC提出了毫秒级的端到端时延和接近100%的业务可靠性要求,仅仅依赖无线与固网物理层与传输层技术难以实现。而边缘计算恰好可以解决这些问题。

利用边缘计算,大量的计算任务能够直接在数据产生的源头附近处理,这大大缓解了网络的传输压力。另外,把部分计算任务从云端卸载到边缘之后,整个系统的能耗相对也减少了,并且还实现了降低云存储和处理的成本。同时,边缘计算的分布式以及靠近设备端的特性注定了它在实时处理方面的优势,利用边缘计算能够更好的支撑本地业务的实时处理与执行。任务在边缘处理,减短了由数据传输速度和带宽限制所带来的延时,用户得到响应的时间会更快。

5G助力边缘计算快速发展

边缘计算帮助5G落地成为可能,同样的,5G的高速率、低时延、大连接特性也为边缘计算的发展提供了有力的网络保障。

5G的兴起恰逢物联网的快速发展,目前运营商、设备商都在大力促进5G的物联网应用的落地,智能监控系统、可穿戴设备、自动驾驶、VR/AR等应用场景都伴随着大量的数据处理,这很大程度上促进了边缘计算的发展。

此外,5G和边缘计算的结合能够有效支撑现有业务的发展,通过“边+云”协同模式进一步提升用户体验,降低业务成本,并且还催生了许多新业务和新应用,例如云游戏等。另外,在5G移动领域,移动边缘计算是ICT融合的大势所趋,是5G网络重构的重要一环。

5G的很多业务处在边缘,将5G网络切片技术与边缘计算结合起来,能够更好地实现端到端服务,边缘计算保证了低延时、高带宽、大流量,而网络切片保证了不同类型业务的专有网络资源。边缘计算与端到端切片网络相结合,能够为用户提供最佳的、基于服务等级协议的QoS保障。

据IDC数据显示,到2020年将有超过500亿的终端与设备联网,而有50%的物联网网络将面临网络带宽的限制,40%的数据需要在网络边缘分析、处理与储存。因此,边缘计算市场规模将超万亿,成为与云计算平分秋色的新兴市场。

5G + 边缘计算的典型应用场景

5G和边缘计算的结合催生了许多新型应用场景,例如无人驾驶、VR/AR、4K/8K视频、远程医疗等等。预计在2020年5G正式商用之后,各类新兴应用将进入百花齐放、百家争鸣的开放阶段。

自动驾驶

5G和边缘计算的用例之一是自动驾驶。随着汽车自动驾驶程度的提高,汽车自身所产生的数据将越来越庞大。目前,诸如连续的数据流和所需的处理等技术面临着很大的挑战。5G带来的速度提升使车辆能够实时处理识别目标和安全导航所需的信息。未来,自动驾驶技术将有助于大幅降低发生事故的概率。

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此外,5G还能够帮助实现高效的交通管理。实时数据和低延迟将为智能交通方式提供动力,以满足我们道路和交通系统的需求。

视频、无人机

目前的视频通信仍然有其局限性。用户在通话期间分辨率低以及通话质量差是很常见的。5G网络将消除这些问题,增强用户体验,以最小延迟使视频变得更清晰,实现几乎零连接丢失。

除了视频通讯以外,通过实时数据处理,无人机的实用性也提升到了一个全新的水平。5G和边缘计算的结合带来的通信速度的提升将提高无人机的部署效率,从而有助于时间敏感任务的实现,美国运营商AT&T和Verizon都在进行无人机测试。

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5G和边缘计算在技术上消除了需要由人来指挥无人机的需求。这些无人机将能够进行视频直播,并且借助机器学习,或许还能够用自己的工具来解决问题。

VR/AR游戏

沉浸是VR/AR体验的关键,所以一个滞后或不可靠的连接带来的影响可能是毁灭性的,甚至还会导致用户出现晕眩。VR和AR体验需要处理大量数据,这适用于在本地应用程序进行,远程输入数据可能会对网络造成压力。如果用户正在移动或远离固定的互联网连接,则对于数据的处理更为不利。

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与4G相比,5G将带来“整体改进10倍,延迟减少10倍,流量容量提高100倍以及网络效率提高100倍”。未来5G设备将实现直接边缘云端访问,解决VR/AR时延问题,同时大大降低设备成本。

远程医疗、4K/8K高清视频

借助5G,医护人员不仅可以远程监控患者,而且数据的快速计算还可以让远程手术等实现前所未有的标准化。此外,远程护理还可以减少住院费用。边缘服务器可以方便地对与患者相关的重要医疗数据进行异地计算,这对于不具备大型医院同等基础设施的医疗诊所来说非常有利,利用5G和边缘计算技术能够进一步解决由于医疗设备所带来的限制(主要是计算能力)。

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另外,通过5G和边缘计算,可以实现更加无缝的数据传输。医疗数据可以立即从最初的EMT传送到急诊室,到医院内的医生和人员,甚至可以实时传输到所有相关人员的设备上,例如患者的家人等。数字成像技术可以通过任何设备到达世界各地的医疗专业人员那里进行医学分析。Cat扫描的3D效果图可以流式传输到移动设备上。来自世界各地的患者和医生可以无障碍地针对治疗方式方法进行沟通,即使他们彼此之间根本不认识。

除了医疗方面以外,5G的高速率特性使得用户不仅能观看当下各类视频内容,还可以随时随地体验4K/8K的超高清视频。

针对众多新型应用,企业又做了什么?

5G作为下一代信息通信技术承载了我们对未来智能社会的想象,而边缘计算是推动5G发展的一大助力,与5G共同催生了很多新的应用场景。对于企业来说,首先要考虑的就是如何在现有的基础设施上向5G场景过渡。

英特尔

英特尔从边缘计算概念萌发之时起,就是其技术创新和产业协作的重要参与者和推动者,一直致力于提供开放架构的软硬件平台、输出边缘计算技术能力以及参与相关标准与联盟组织,来不断推动边缘计算产业的发展。

早在2014年ETSI首次成立移动边缘计算规范工作组时,英特尔就是发起者之一,除此之外,英特尔还是5GAA联盟的发起者和董事会成员。2017年8月,英特尔联合爱立信、丰田汽车与日本NTT等公司成立汽车边缘计算联盟(AECC,Automotive Edge Computing Consortium),以开发可连接汽车的网络和计算生态系统。另外,在3GPP等5G标准组织中,英特尔也是重要的参与方和技术贡献者。

基于硬件资源池化及软硬件解耦的思路,英特尔推出了NEV SDK(网络边缘虚拟化套件),可协助边缘计算领域的合作伙伴加速开发面向电信领域的相关应用。

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爱立信

2019年2月,爱立信联合澳大利亚服务提供商Telstra和澳大利亚联邦银行通过测试5G的端到端银行解决方案,共同探索金融领域的5G边缘计算用例和网络功能。

爱立信在5G领域一直发挥着重要作用,不仅如此,爱立信还致力于研究5G特色技术边缘计算,并且获得了出色的成绩。2018年9月,爱立信在国际通信展上发布了蜂窝网络和第二代5G芯片,并携手Limelight Networks加速内容分发网络和边缘云部署。值得注意的是,爱立信与全球运营商共同构建的基于爱立信UDN的边缘云平台,它是一个面向互联网的边缘分发网络,而内容分发则是UDN平台上的第一个应用。

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Verizon

美国运营商Verizon推出了Intelligent Edge Network平台,并积极进行5G与边缘计算结合的试验,2019年2月,Verizon成功在5G网络上进行了边缘计算测试,试验结果显示边缘计算可将5G系统的往返时延降低50%左右。Verizon认为大幅度降低时延对开展新型5G业务至关重要,可为运营商创造新的业务机遇。

SK Telecom

2019年3月15日,韩国移动运营商SK Telecom推出了5G移动边缘计算开放平台,该平台将向第三方开发商和企业客户开放。SK Telecom还将在其MEC平台上提供开放API,以便公司可以开发自己的边缘计算5G服务。通过将服务器或数据中心连接到SK Telecom的MEC平台,企业客户可以提高客户的体验质量。例如,通过应用MEC,智能工厂可以增强在5G网络上运行的机器人的响应时间。SK Telecom表示,由于基站或路由器上安装了小型数据中心,5G边缘计算可将延迟降低约60%。

另外,SK Telecom正在与Pokemon Go开发商Niantic就使用5G MEC以及云游戏公司、虚拟现实服务公司和云提供商进行谈判。

中国移动

2017年11月,在2017未来信息通信国际研讨会上,中国移动发布了《5G移动/多接入边缘计算白皮书》。2018年中国移动积极布局“5G+边缘计算”的智能连接基础设施,持续推进云计算、大数据、人工智能等新技术的规模应用突破。目前,中国移动正在结合5G包括固定的网络推动边缘计算的试点,包括内容缓存类、本地分流类、定位运用类、跨层优化等。同时,随着5G规模试验展开,中国移动也将在5G里开展更多的边缘计算的应用推广工作。2018边缘计算技术峰会上,中国移动边缘计算开放实验室正式成立,致力于与产业合作伙伴共同推动5G时代移动边缘计算(MEC)产业的场景落地。

2019年中国移动将努力实现5G总连接规模突破20亿, 持续推进5G网络试验和业务应用示范,确保年内5G试商用落地。

中国联通

2018年5月,中国联通联合信通院在SG20全会上成功发起ITU-T第二项物联网边缘计算新立项“物联网中边缘计算使能的网关能力和框架”。SG20主席宣布将在SG20下成立边缘计算联合报告人组以对物联网边缘计算进行系统研究并对相关项目进行整体协调。中国联通引领5G边缘计算在物联网领域标准工作迈上新台阶。

中国联通还加入了美国工业互联网产业联盟(IIC),积极联合工业企业探索边缘计算和运营商网络在制造领域的应用落地,中国联通在项目中负责提供蜂窝网络、5G边缘计算相关能力。中国联通正积极与工业企业和ICT技术提供商探索5G边缘计算技术、5G蜂窝网络应用集成以及相关业务模式创新,对推动边缘计算、5G网络在工业制造领域应用落地起到了有效作用。2019年4月,中国联通与联想集团签署战略合作,双方将共同推动5G及边缘计算等关键技术创新和落地验证。

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边缘计算节点部署方式(图源:中国联通《中国联通边缘计算技术白皮书》)

华为

华为一直是MEC产业的推动者和5G技术的先行者,从一开始,华为就将MEC和5G技术深度结合,通过5G网络试点和新业务部署推动MEC进入发展快车道。华为推出的MEC@CloudEdge解决方案面向5G,可实现本地流量卸载、降低时延,并支持本地业务计费、管控和运营、管道能力开放以及第三方应用集成等特性,尤其适用于园区本地网、智能场馆、IoT、自动驾驶、室内导航等应用场景。在2018年边缘计算全球峰会上,华为MEC解决方案荣获“最佳5G边缘计算”奖。华为MEC解决方案在面向5G的架构创新、部署实践以及应用探索方面取得的成果,得到了产业界的充分肯定。

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2019年4月,华为创始人任正非在采访中表示,未来将会对5G、边缘计算和云计算技术做更多投资。

中兴通讯

中兴通讯作为全球领先的无线通讯解决方案供应商和通信设备商,是国内较早关注移动边缘计算领域的行业巨头。在2016年上海MWC上,中兴通讯携手中国联通演示了基于5G MEC的VR业务。2017年4月,中兴通讯与北京移动成功完成基于QCell室分方案的移动边缘计算室内高精度定位方案的试点验证。在工业制造领域,中兴通讯试点落地了很多典型场景:如工厂园区通过5G+MEC实现园区内流量卸载提供本地准专网代替园区Wi-Fi及有线网络;MEC+工业AR实现辅助巡检和装配;MEC+AGV通过对AGV控制上移视频和图像特征分析提取实现多AGV联动控制。

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日前,中兴通讯总裁徐子阳在采访中表示,2019年是5G进入商用部署的关键阶段,中兴通讯已经做好了端到端的准备,未来中兴通讯将继续加大在芯片领域的投资,同时发力边缘计算。

浪潮

2019年2月25日,在2019 MWC世界移动通信大会上,浪潮发布了首款基于OTII标准的边缘计算服务器NE5260M5,该产品专为5G设计,可承担物联网、MEC和NFV等5G应用场景,适合于边缘机房的物理环境。

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NE5260M5

2019年5月,浪潮集团副总裁林巍表示,浪潮“+5G” 平台将聚焦边缘计算,构建边缘计算网关 iMEC 和边缘计算业务平台 iMESP,打造行业应用和5G 公共网络的连接器,加速5G 和行业应用融合。增强5G 面向行业的柔性网络能力,提升5G产业。

腾讯

腾讯在技术、产品和开源上积极推动边缘计算与5G发展。腾讯提出了面向多场景的边缘计算端到端技术方案,打造面向网络边缘侧和面向客户侧的边缘计算网络平台产品。同时,5G网络切片及QoS能力,也将在边缘计算业务的速率、时延等性能保障及功能定制上发挥巨大作用,也为不同质量等级的业务形式提供了可能。

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腾讯还积极推进边缘计算技术开源和合作,打造开放生态。2019年1月,腾讯与合作伙伴在Linux基金会共同发起成立Linux Foundation Edge项目,并担任董事会董事,目前下设Edge XFoundry、Akraino Edge Stack、HomeEdge、EVE等多个项目。腾讯还与中国移动、中国联通、中国电信、中兴、Intel等伙伴紧密合作,推动移动边缘计算技术的现网能力支持与试验。

小结

5G和边缘计算技术相互依赖,相辅相成。通过提高数据分析的效率和安全性,5G网络将推动边缘的采用。随着智能数据在数字经济中变得越来越重要,使用边缘计算的企业将实现5G网络的优势。这种互惠互利的关系将为企业和消费者带来各种令人兴奋的新应用。

参考:

1.https://blog.csdn.net/mouse1598189/article/details/81138111
2.http://news.bandao.cn/a/246335.html
3.https://www.networkcomputing.com/networking/how-edge-computing-will-strengthen-5g-and-vice-versa
4.https://www.iyiou.com/p/96003.html
5.https://medium.com/@mutableio/how-5g-networks-edge-computing-will-influence-entire-industries-9f2791de1bae


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