边缘计算产业发展现状、形势及策略分析

2020-04-10 03:32林超艺
海峡科学 2020年1期
关键词:边缘节点

林超艺

边缘计算产业发展现状、形势及策略分析

林超艺

(中国移动福建公司,福建 福州 350002)

随着5G、人工智能的部署和应用,以及工业互联网、车联网等的落地,边缘计算逐渐成为一种重要的基础设施和能力。当前,边缘计算产业刚刚起步,行业参与主体纷纷开始加大布局。无论是电信运营商、设备商、云服务商或是其他参与主体,可以通过结合并放大自身资源优势,差异化推进边缘计算业务布局,分阶段逐步实现边缘计算基础设施与服务供应商的产业角色转变。

分布式平台 垂直应用 边缘计算产业

1 边缘计算产业的兴起

边缘计算(Edge Computing)被定义为开放的分布式平台,通过将计算、网络、存储、带宽等服务能力从云端延伸到靠近物或数据源的网络边缘侧,为边缘应用提供云端计算能力和IT环境[1-4]。边缘计算能够满足社会数字化转型过程中,对连接的敏捷性、业务实时性、应用的智能性、数据的安全性等方面的关键需求,是物理世界与数字世界之间的桥梁。

边缘计算是5G时代核心技术之一,5G新型室分系统的规模化部署,工业互联网、车联网等重要场景的应用落地,将极大推动边缘计算产业发展。根据目前5G在全国各省试点建设的场景和应用,“5G+边缘计算”基本成为标准配置。相比3G/4G通信阶段,5G时代,超过半数以上的AR/VR、智慧家庭、智能工厂5G应用发生在室内,室内网络体验的提升有赖于室分系统和边缘计算基础设施的统筹部署[5]。考虑到国内5G网络多部署在中高频段,以往通过室外建站覆盖室内的传统方式无法保证室内良好的网络使用体验,5G时代需要部署大量新型有源室分系统,同步引入的还有边缘计算基础设施。同时,5G场景应用也在加速培育中,边缘计算对娱乐、工业、交通、教育、医疗等领域的数字化应用起着至关重要的赋能作用。在5G网络建设和场景落地的带动下,边缘计算基础设施、技术、平台、应用等产业空间将会加速提升,边缘计算产业即将进入快速发展的时代。

2 边缘计算产业发展现状

从政策角度看,近年来工信部等政府部门逐渐重视边缘计算产业各环节的发展,并提出要加快技术与产品研发、加大推进应用示范、完善标准体系。2019年“两会”期间,多位代表和委员呼吁加强对边缘计算技术的研发和应用。但是目前针对边缘计算业务管理的规范尚未出台,《电信业务分类目录(2015年版)》尚未将边缘计算纳入到电信业务范畴。

从技术角度看,边缘计算行业标准尚不统一,机房的等级等建设要求还不完善。边缘设备类型数量众多,相互之间差异大,各大云服务商所采用的架构和技术方案存在较大差异[6]。边缘数据中心尚处于发展初期,发展前景十分广阔,但其建设、运维和分级标准尚未明确,未来边缘数据中心有端局机房数据中心、物业数据中心、5G基站外置机柜等不同类型,但目前行业标准未统一,不同用户对不同场景下边缘数据中心的级别高低认知差异较大。

从主体角度看,边缘计算产业链正在加速成长中,但产业生态尚不成熟。目前边缘计算产业链包括了设备商、电信运营商、IT开发商、应用开发商、内容商等多利益主体。其中,华为、中兴、思科、浪潮等主要提供服务器与网络硬件设备,电信运营商、CDN服务商、数据中心提供商等主要提供数据机房与通信网络运营服务,电信运营商与第三方服务商等主要提供边缘计算平台的运营服务。边缘计算的服务需求主要来自于对网络质量、数据安全等要求较高的垂直领域。

图1 边缘计算产业链

2.1 电信运营商

当前电信运营商正在加速部署5G,边缘计算与5G同步规划成为网络规划的主要模式。电信运营商拥有分布全国的集中式和分布式机房、数据中心(大部分到地市层面),拥有属地营销和网络运维团队,具备专线及云等协同性业务能力,是提供边缘计算服务最重要的主体。目前三大运营商中,中国移动和中国联通均针对边缘计算发布了各自的推进规划,在基础设施、边缘云平台、业务应用等方面提出了明确的规划目标和路径。

中国移动正加速从中心云向边缘云下沉,努力打造边缘基础设施,提供边缘计算平台服务。中国移动在2018年10月成立了边缘计算开放实验室,致力于打造从网络、数据中心、通用硬件、平台到应用服务等各环节的完整技术体系,并重点在基础设施的定制与集成、API的丰富、应用的创新与孵化三大方面投入[7]。中国移动在边缘计算领域已经取得了一系列成果,包括发布了边缘计算技术白皮书、边缘IaaS平台和PaaS平台、边缘定制服务器等[8]。并且,中国移动与包括百度、阿里巴巴、腾讯在内的互联网及垂直行业合作,开展了边缘vCDN、云游戏、边缘AI、智慧工厂/楼宇等15个示范项目,形成了良好的示范效果。2019年2月,中国移动进一步发布“Pioneer 300”先锋计划,根据该计划内容,2019年中国移动将完成100个可部署边缘计算设备的试验节点的评估,开放100个边缘计算能力接口(API),引入100个边缘计算合作伙伴,以此来推动边缘计算应用加速落地[8]。

中国联通通过自建、资本合作等方式全面布局边缘计算。相比来看,中国联通对外发布的边缘计算规划相对明确[9],在标准制定、基础设施建设、终端研发、平台建设等方面均有布局。为了加大在边缘计算领域的投入,中国联通智能网络中心联合政企部、产业互联网部、市场部与各省分公司成立了“中国联通MEC边缘云专项组”,统筹协调中国联通内部网络、平台、机房、渠道等资源。中国联通2018年在15个省市开展边缘云试点,初步打造了智慧工厂、智能驾驶、智慧港口、智慧医疗、云游戏、视频监控等30多个试商用项目,对推动边缘计算产业发展做了极大贡献。2019年2月,中国联通与网宿科技联合成立云际智慧科技公司,该公司专注于边缘计算等领域创新,并提出了“数十亿资金的投放、数千个边缘节点的建设、数百个生态伙伴的招募、数十个行业领域的探索”的发展目标。在这一目标指引下,中国联通正在深入贯彻聚焦、创新、合作战略,携手产业伙伴,面向全国加快边缘计算部署,拓展垂直行业合作,加速产业应用成熟落地。

2.2 云/IDC服务商

第三方云/IDC服务商也是切入边缘计算的重要力量。第三方服务商的边缘计算是从云中心向外推出的,成长路径是自顶向下、由内而外。云服务企业基于自身强大的IaaS和PaaS,采用分布式技术将算力和存储向外进行拓展和延伸,中央节点仍然是控制中心。而云服务商倾向于选择边缘云平台这一轻资产环节,较少参与边缘计算中心等重资产基础设施,通常采用合作方式提供云-边协同的解决方案。

阿里巴巴将边缘计算视为其万物智联新赛道上的重要一环。阿里巴巴将边缘节点与数据中心协同运作,合力提供实时决策和自主协作的计算服务,形成云、边、端一体化协同的计算体系[6]。阿里云在2018年发布了边缘计算平台——Link Edge,该平台融合了云计算、大数据、AI等技术,使得开发者可以通过该平台将边缘计算能力部署到多设备终端,如智能车载设备、智慧家庭设备以及工业智能设备等。阿里云边缘计算布局共有三个层次,首先是将分布全球的边缘IDC转变为云基础设施,能力从云覆盖到用户100km附近;二是边缘计算深入到5G通信网络;三是面向客户侧的边缘计算,即放在园区、政企、家庭等的网络。阿里边缘节点服务(ENS)已经跨越ENS 1.0时代,目前已经激活了全球的边缘基础设施潜力,建立了标准、安全、多租户的边缘基础设施,第一次把飞天技术轻量化地落地到大量边缘计算节点。如今ENS 2.0时代,阿里将推动数据、能力与用户的运维系统建立全方位连接,通过API形式释放更多能力,最终实现一键部署、一键升级、一键扩缩容的上下游互动保障运营体系。

腾讯从技术、应用、生态等角度推动边缘计算发展。部署初期,采用“CDN+云”的方式推动边缘计算,在直播、游戏、AR/VR等优势产业持续探索。2019年,腾讯积极推动边缘计算与5G协同发展,推出面向多场景的边缘计算端到端技术方案,积极打造面向网络边缘侧、客户侧的边缘计算网络平台产品。通过边缘控制器、边缘网关实现边缘应用于网络的友好连接,与产业伙伴共同推动边缘PaaS服务及服务框架支持,基于边缘应用的多样化资源需求提供丰富的资源形态及加速能力。

2.3 CDN厂商

CDN厂商是传统网络加速服务的典型企业。结合节点能力,可将业务范围拓展到边缘计算领域,技术门槛相对较低。但是CDN厂商更多也是轻资产运营,现有CDN节点也更多部署在骨干网而不是边缘计算节点所需的城域网,在资源能力受限的条件下,还需要联合运营商或IaaS供应商建立合作关系。

网宿科技是我国CDN领军企业。2018年的市场占有率达40.6%,已经在全球部署1500多个CDN节点,国内节点超1000个。2018年开始,考虑到自建 IDC 前期投入巨大,项目回款周期较长。而边缘计算与CDN技术路线高度相似,网宿科技剥离了IDC全部业务,将边缘计算当成核心战略,大力投资于CDN与边缘计算升级。网宿科技的边缘计算仍处于战略部署早期阶段,当下正积极推动已有CDN节点向边缘计算节点进行升级,未来将逐步向垂直行业开放边缘侧的IaaS和PaaS服务。通过边缘计算平台,网宿科技将探索面向工智能制造、娱乐媒体、安防监控等应用场景的解决方案。网宿科技更加关注边缘平台的服务能力,比如边缘节点的计算、存储资源与数据交互等。安全也是网宿科技重点布局的领域,目前正在加速建设边缘安全网络,规划建设十大数据清洗中心。

2.4 设备商

目前设备制造企业主要考虑如何适应边缘计算的整体发展,研制出性能更高、成本更低的产品,同时加强生态建设,推动自身的研发方向成为国际标准和产业共识,推动产品与更多的合作伙伴适配。但边缘计算需要更多的数据在近端侧完成,因此硬件设备需要具备更多的软件性能,如融合了AI算法的智能硬件、集成了图像识别和视频压缩的摄像头。

浪潮、华为、中兴等硬件厂商从设备层推动边缘计算布局,推出的硬件设备包括边缘计算服务器、边缘计算解决方案、智能边缘平台等。浪潮是国内最早布局边缘计算服务器的厂商,浪潮根据市场需求,推出高性能的边缘服务器,通过OTII 服务器标准化取得先机。2019年3月,浪潮发布首款专为5G设计的基于OTII标准的边缘计算服务器NE5260M5,该产品可承担物联网、移动边缘计算、NFV等应用场景,适合于边缘机房的物理环境。华为在2016年建立了边缘计算产业联盟(ECC),边缘计算是除5G、云计算之外华为最关注的领域之一。华为已经推出了边缘计算网关、昇腾芯片、解决方案等产品和服务,其中EC-IoT解决方案成功推动了梯联网、智能配电、智慧水务等行业发展。此外,华为还在工业无线、数据集成、SDN、安全等重点领域开展了深入研究。中兴边缘计算解决方案主要针对车联网、物联网、业务本地化、本地缓存等几大场景,技术上采用了MEC Host架构,该架构满足ETSI标准定义,同时结合了差异化的落地需求,综合考虑了MEC管理系统和集中控制系统等方案进行定制。此外,中兴发布的服务器OPE600专门为边缘机房设计,机箱深度为通用机架服务器深度的60%,支持设备固件远程升级、高温环境,方便维护。

3 边缘计算产业发展面临的机遇与挑战

3.1 边缘计算产业面临的机遇

5G的广泛应用将推动万物互联,5G网络依赖于边缘拓展价值,边缘的多样性为网络延伸提供了广阔的业务空间。边缘应用依托于5G网络才能扩大服务范围,发挥网边协同效应。同时,边缘还是云的延伸,边缘需求驱动云服务从集中走向“集中+多点分布”。目前,5G处于商用关键期,未来将统筹网、边能力,未来部署空间较大。

随着移动通信网络传输速度的快速提升,以及多形态终端的规模化普及,加上物联网、云计算、大数据、区块链、AI等持续的演进与逐步应用,带来了全社会的数字化转型需求,进而催生了不同垂直行业对于时延、网络可伸缩、智能化等多方面的需要。边缘计算恰好可以推动满足以上需求。结合不同的垂直行业应用需求,通过时延、带宽、可靠性分析可知,短期内视频/游戏CDN、视频监控、企业专网、物联网/工业互联网等应用的推广将会引领一波边缘计算产业发展的机遇期。

3.2 边缘计算产业面临的挑战

边缘计算需要较多的投入来建设基础数据中心资源、平台资源,呈现明显的重资产属性。利用自筹资金建设边缘资源,存在资金占用问题,服务商现金流将会面临较大挑战。同时,大多数企业在平台建设与运营方面经验较为缺乏,且目前边缘计算商业模式以分布式托管、机房出租等为主,真正的应用收入较少,边缘平台效益尚不明朗,成本能否顺利回收存在不确定性。在一段时间内,丰富边缘计算商业模式,提升边缘平台的效益,对各参与主体都将是一个不小的挑战。

4 边缘计算产业发展策略建议

结合未来一段时间边缘计算主要机遇点与边缘计算的产业发展节奏,在继续推动边缘计算产业走向成熟的过程中,需要综合政策环境导向、技术演进趋势、应用成熟节奏等各方要素,从自身特点出发,制定适合于不同产业环节的差异化发展策略。对于基础设施供应商,考虑到当前宏观环境对一般企业的承压影响,需要审慎的看待边缘计算发展进程,在规模型应用广泛普及之前,要避免盲目开展重资产投入,短期内应结合5G发展节奏,选择可能先行成熟的应用领域,如超高清视频、AR/VR、游戏、视频监控等,与该领域的平台服务商、龙头企业合作探索应用场景的落地,培育对边缘计算基础设施的需求。对于平台服务商,需要考虑在需求相对集中的区域开展融合经营,把传统政企业务与边缘计算打包,通过持续增强传统政企业务的附加值和市场竞争力,降低边缘业务发展风险,保持营收能力。

[1] 边缘计算产业联盟(ECC)与工业互联网产业联盟(AII). 边缘计算与云计算协同白皮书(2018)[R/OL]. http://www.ecconsortium.org/Lists/show/id/335.html.

[2] 张力平. “小而美”的边缘计算[M]. 电信快报, 2018(2) :48.

[3] 工业互联网产业联盟.《边缘计算参考架构2.0》白皮书[M/OL]. http://www.aii-alliance.org/index.php?m=content&c=index&a=show&catid=23&id=182.

[4] 中国信息通信研究院. 2018年云计算发展白皮书[M/OL]. (2018-08-13) [2019-08-18]. http://www.caict.ac.cn/kxyj/qwfb/bps/201808/t20180813_181718.htm.

[5] 俞一帆, 任春明, 阮磊峰. 5G移动边缘计算[M]. 北京: 人民邮电出版社, 2017.

[6] 阿里云计算有限公司&中国电子技术标准化研究院. 2018年边缘云计算技术及标准化白皮书[M/OL]. (2018-12-12) [2018-12-14]. http://www.cesi.cn/201812/4591.html.

[7]唐雄燕.边缘计算成为运营商产业合作新窗口[EB/OL].(2018-05-17). http://www.sohu.com/a/231970633_464075.

[8] 中国移动边缘计算开发实验室. 中国移动边缘计算技术白皮书(2019)[R]. 2019.

[9] 中国联通. 中国联通边缘计算技术白皮书(2017)[R].2017.

TN929.5

A

1673-8683(2020)01-0050-04

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