边缘计算在5G 时代的价值研究

熊俊杰，陈经纬，苏 聪，周起如，包德刚

（深圳市赛为智能股份有限公司，深圳 518000）

5G 技术带来的高速率低延时将会使万物互联的物联网时代真正实现，在此情况下，如果仅仅依靠云计算的中心架构将难以满足大量分布式设备的实时需求。边缘计算有望在5G 时代发挥价值，与云计算实现协同，让人们在得到更好的信息通信服务。

1 边缘计算的介绍

根据边缘计算产业联盟ECC 的定义，边缘计算是在靠近物或数据源头的网络边缘侧，融合网络、计算、存储、应用核心能力的开放平台，就近提供边缘智能服务，满足行业数字化在敏捷联接、实时业务、数据优化、应用智能、安全与隐私保护等方面的关键需求。

边缘计算的构成包括两大部分：一是资源的边缘化，具体包括计算、存储、缓存、带宽、服务等资源的边缘化分布，把原本集中式的资源纵深延展，靠近需求侧，提供高可靠、高效率、低时延的用户体验；二是资源的全局化，即边缘作为一个资源池，而不是中心提供所有的资源，通过中心和边缘之间的协同，达到优势互补、协调统一的目的。

2 5G 时代对边缘计算的需求

5G 有三大应用场景，即“增强移动宽带”、“海量机器类通信”和“超可靠低时延通信”。首先，“增强移动宽带”实现10Gb/s的传输速率，可以提供超高清视频、VR/AR 等业务体验。其次，“海量机器类通信”以每平方公里百万设备连接技术，支撑智慧城市、智能楼宇为代表的海量设备接入互联。最后，“超可靠低时延通信”凭借超低时延超高可靠性的技术优势，深入到车联网、工业互联网行业应用。

5G 三大应用场景对网络性能要求各不相同，而边缘计算技术就是满足不同应用带来的多样化网络需求的核心技术之一，在靠近接入网的边缘侧增加计算能力，将能够大幅降低业务时延、减少对传输网的带宽压力降低传输成本、进一步提高联接的敏捷性。传统网络结构中，信息的处理主要位于核心网的数据中心，所有信息必须从网络边缘传输到核心网进行处理之后再返回网络边缘。5G 时代，传输网架构中引入边缘计算，在边缘端部署网关、服务器等设备，增加计算能力，将部分数据在边缘端进行处理和传输，不需要通过传输网返回核心网，可以降低时延、减少回传压力、提升用户体验。

3 5G 时代边缘计算的价值

（1）海量异构联接价值。5G 时代带来的物联网设备爆发会导致连接设备数量快速增加，让网络运维管理以及灵活扩展以及可靠性保障都面临着更加巨大的挑战。同时，物联网场景下存在大量异构的总线联接，如何兼容多种联接是必须要解决的现实问题。边缘计算拥有者相当丰富的联接功能，例如丰富的网络接口、网络协议以及配置等等，可以提供海量异构联接的价值。

（2）业务实时性价值。5G 场景下应用的收集、检测、控制以及执行的实时性要求都相当高，甚至有的场景实时性要求控制在10ms 以内。在这种情况下，如果将数据分析以及控制逻辑都通过云端来实现，那么将很难达到实时性的要求。边缘计算是连接物理世界和数字世界的桥梁，也是数据的第一入口，有着大量的实时数据，因此可以以数据生命周期来进行管理以及价值创造，进而可以更好地为数据分析、预测性维护、资产效率与管理等提供支撑。

（3）数据优化处理价值。5G 时代物联网的蓬勃发展将会使得终端设备产生的数据呈现指数级增长，大数据的传输、分析、处理与存储对网络带宽提出了巨大的挑战，如果大数据处理方法还是依赖云计算、超算计算模型，无疑不切实际。过于集中的处理方式消耗了大量收集、汇聚、处理的成本，而且效率得不到保证。很多处理任务没必要进行集中处理，可以分担在前端进行预处理，减少不必要的传输、存储资源消耗。比如基于边缘计算的智能摄像头，它能够直接在本地设备上完成识别，提升部分智能分析应用的实时性，也节省了带宽和后端计算资源。

（4）应用智能性价值。业务流程优化、运维自动化与业务创新正在驱动应用走向智能化，边缘计算能够带来显著的效率与成本优势。随着人工智能技术的发展，众多边缘侧的智能终端设备自身可以完成部分、甚至全部处理任务。以预测性维护为代表的智能化应用场景正推动信息化行业向新的服务模式与商业模式转型。边缘计算的智能应用十分广泛，智慧楼宇、智慧水务、智慧梯联网都可以利用边缘计算进行数据采集、监控与分析、故障告警和可预测性维护。

（5）安全与隐私保护价值。数据安全和个人隐私问题是面临的一大挑战，目前数据泄露事故、黑客攻击事件频发，给企业、个人的信息安全带来了严峻的考验。把一些隐私的数据上传到数据中心进行集中存储，将大大增加信息集中泄露的风险。使用边缘计算在边缘设备上存储相关的数据，相对而言，将有利于数据隐私的保护。

4 结束语

5G 时代“增强移动宽带”、“海量机器类通信”、“超可靠低时延通信”的三大应用场景对现有网络架构提出了新的挑战，边缘计算将智能计算的任务前置到物端，而不仅仅在云端，可以满足5G 时代提出的新要求。边缘计算具有海量异构联接价值、业务实时性价值、数据优化处理价值、应用智能性价值、安全与隐私保护价值等诸多特殊价值，在5G 时代必将发挥重要作用。