來源：邊緣計算社區

摘要：隨著我國 5G 商用牌照的發放和 5G 網絡建設的日益加快，邊緣計算作為 5G 的關鍵技術之一，在靠近用戶端即網絡邊緣就近提供內容分發和存儲計算服務，以減少數據處理和服務交付的時延。本文通過分析邊緣計算與云計算和內容分發網絡的區別入手，著重研究了邊緣計算在 5G 中的應用場景。

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引言

新一代信息通信技術 5G 相比于 4G 等傳統移動通信技術，具有更低的時延、更高的帶寬、更可靠的性能和更廣的連接，是實現萬物互聯的關鍵信息基礎設施，也是當前經濟社會數字化轉型的重要驅動力量。為了滿足垂直行業對網絡大流量、低時延以及安全與隱私保護等方面的需求，提升網絡數據處理效率，5G 在靠近用戶的位置，即網絡邊緣提供數據處理和計算能力，這就是 5G 采用的關鍵技術之一邊緣計算，它是一個融合了應用、存儲、計算和網絡核心能力的開放平臺。

當前邊緣計算采用的技術架構主要有兩種，一是英特爾定義的架構，二是歐洲電信標準化協會定義的 MEC 架構。邊緣計算的技術基本特點和屬性主要體現為：聯接性、分布性、約束性和融合性。

（一）聯接性

為了實現應用場景的多樣性以及對各種物理對象的聯接，邊緣計算需要具備豐富的聯接功能，如各種網絡拓撲、網絡協議、網絡接口、網絡配置與部署等。聯接性既要考慮與現有各種工業總線的互聯互通，也要充分吸收借鑒網絡領域的最新研究成果，如 SDN、NFV 等。

（二）分布性

由于邊緣計算部署在網絡邊緣靠近用戶端，所以具有分布式特點。這就要求在分布式存儲和計算、分布式資源的統一管理和動態調度、分布式安全和智能能力等方面，邊緣計算都能夠實現這些要求。

（三）約束性

工業現場相對惡劣的運行環境與工作條件要求邊緣計算需要具備防塵、抗電流 / 電壓波動、防爆、防電磁、抗振動等功能。在工業互聯場景下，對邊緣計算設備的成本、功耗、空間等也有較高的要求。為了與各種約束條件相適應，支撐多樣的行業數字化應用場景，邊緣計算產品需要在軟硬件優化與集成等方面加以重點考慮。

（四）融合性

行業數字化轉型的重要基礎是信息通信技術（ICT）與操作技術（0T）的融合。作為“OT”與“ICT”協同與融合的關鍵承載，邊緣計算需要在數據、聯接、管理、應用、控制、安全等方面支持它們之間的協同。

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邊緣計算與云計算

邊緣計算在靠近用戶端的位置提供存儲、計算、網絡等基礎設施，通過在該基礎設施上為用戶提供應用軟件的部署和運行環境，就近為用戶提供邊緣云服務，它是云計算技術和網絡演進發展的產物。移動邊緣計算通過在無線接入網邊緣或無線基站內部部署相應的邊緣計算基礎設施，來提供邊緣位置的云計算服務，同時它還可以連接企業網絡內部的私有云以實現混合云服務。一般來說其系統的核心設備是基于 IT 通用硬件平臺構建，能提供基于該平臺的虛擬化運行環境，并支持第三方應用在該虛擬環境中運行。

相比于傳統云計算的集中部署模式，邊緣計算解決了匯聚流量大、通信時延長等問題，為高帶寬和低時延的業務提供了更好的支持。云計算和邊緣計算各有所長，云計算能夠在業務決策支撐、周期性維護等領域發揮優勢，擅長于長周期、非實時、全局性的大數據處理和分析。在用戶側業務的就近實時智能化處理方面邊緣計算能夠發揮其特長，短周期、實時、局部的數據處理和分析更適用于邊緣計算。因此邊緣計算與云計算之間是互補協同關系，邊緣計算在靠近用戶側先對數據進行采集和預處理，對于簡單的數據業務可以實時處理并反饋給用戶，對于復雜的數據業務則上傳云計算端解決，經大數據處理分析后把結果下發到邊緣側。邊云協同進一步放大了邊緣計算和云計算的應用價值。

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邊緣計算與 CDN

CDN 即內容分發網絡，為了提高用戶訪問服務器的速度，使用戶可就近取得所需內容，解決網絡擁擠的狀況，CDN 通過在 IP 承載網絡架構中增加新的一層，將服務器的內容自動分發到分布在網絡邊緣接近用戶側的服務節點，從而提高內容交付的速度和效率。

邊緣計算與 CDN 既有聯系也有區別，兩者之間相同之處也較多。首先是兩者都是在數據流量和用戶數量不斷增加，用戶體驗要求提高的情況下產生。兩者對傳輸響應速度都有較高要求，都盡可能地部署在網絡的邊緣。邊緣計算的應用和主要處理節點一般都分布式部署在靠近用戶端，這使得其在提供服務的可靠性、響應速度等方面要好于傳統的云計算中心，而 CDN 的服務節點正好可以充分復用這些邊緣計算處理節點，提供存儲和傳輸等主要服務。兩者之間的區別主要在于 CDN 提高節點傳輸數據的能力是通過緩存數據，主要依靠現有固定網絡資源實現，側重點在于傳輸能力。而邊緣計算的側重點在于計算能力，應用場景主要在移動業務方面，而且主要通過 5G 網絡 UPF 來實現在邊緣側提供服務，所以其應用實現主要是依托于移動網絡資源。CDN 主要應用在視頻直播、視頻點播和網站訪問加速等場景，關注點是“加速”，在智能化的應用場景中出現極少。

由于邊緣計算側重于計算能力，并且具有智能化、低時延的特點，所在在智慧醫療、車聯網等要求智能化的場景中應用較多。

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邊緣計算的應用

（一）VR/AR

在 VR/AR 方面邊緣計算的促進作用主要表現在隨著 5G 技術應用的日益深入，5G 的大帶寬、低時延、高可靠特性，以及邊緣計算的技術特點能使 VR/AR 在傳輸方面的瓶頸被克服，從而增強用戶的體驗效果。

（二）車聯網

隨著物聯網和 5G 技術的不斷發展，傳統交通技術迎來了新的變革，為了促進智慧交通體系建設，提高通行準備效率，可以通過車輛與車輛、人與車輛、車輛與交通設施之間的智能交互實現。邊緣計算目前在車聯網領域的應用主要集中在內容分發、資源調度、計算卸載、車載應用等方面。

（三）智慧城市

為了滿足交通運輸、醫療保健、環境保護和公共安全等各方面需求，智慧城市通過云計算、大數據和物聯網等技術來改變社會運作和人們的生活方式。邊緣計算將存儲和計算下沉到邊緣側的服務器上，使網絡的帶寬壓力和延遲更小，在實現智慧城市的過程中有著廣泛的應用范圍和獨特的優勢。如在智慧醫療方面，邊緣計算與其它技術協同可以實現醫療數據分析、健康監測等。

邊緣計算將是通信行業未來的重要發展方向之一，包括電信運營商、云服務提供商、設備商等都在積極布局，隨著 5G 時代的到來，邊緣計算有望與 5G 共同發展。

參考文獻

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原文標題：邊緣計算在5G中的應用研究

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責任編輯：haq