運營商发挥5G新能力 邊緣計算是“老大”

作者:特约撰稿人 云晴 責任編輯:耿鵬飛 2019.09.23 08:17 來源:通信世界全媒體

通信世界網消息(CWW)在网络能力、网络架构、設備处理能力、应用发展等方面的共同作用下,通信行业的数字化转型呈现出欣欣向荣的态势。在未来几年内,移动5G、固定無線应用和邊緣計算将成運營商5G战略主要支柱。尤其是邊緣計算方面的发展,对充分发挥5G能力形成新的産業应用,具有非常重要的意义。

在全球范围内,不少運營商已经开始在邊緣計算的业务领域内开展了相关布局。讨论運營商在该方向上的机会和挑战,具有一定的实际意义。

集中化業務架構

需著重考慮業務風險分擔

随着物聯網和雲計算産業的发展,一些对时延、传输成本比较敏感的应用场景——尤其是工业控制领域开始浮出水面。例如在智能驾驶这样的场景中,物聯網終端設備的控制对时延的要求非常高。又例如针对AR/VR技術在移动終端上的应用,尽可能将数据控制在网络边缘,就有可能在提升用户感知的同时,节省数据传输的损耗。

与此同时,在类似德国“工业4.0”等工控信息智能化的发展中,信息物理融合系统(CPS)——也称虚拟实体融合系统在靠近物或数据源头的网络边缘侧实现,并对网络、计算、存储、应用等核心能力进行融合逐渐成为趋势。在这样的情况下,“移动邊緣計算(MEC)”逐渐成为业界关注的熱點。

MEC指在靠近物或数据源头的网络边缘侧就近提供边缘智能服务,通过这样的网络架构满足信息系统实时、安全、隐私等方面的需求。雲計算适合非实时、长周期数据的分析,而MEC则主要完成实时、短周期数据的分析,更适合本地业务的实时处理与执行。

雲架構的重要作用,在于資源的共享和IT服務的專業化,同時實現了資源的彈性、按需獲取。但雲架構存在的問題,在于其對網絡能力提出了更高的要求,尤其是對一些數據量、敏感度和安全性要求高的情景,雲架構的實現方式存在一定的限制。並且“雲端”一旦發生故障,有可能給客戶的業務帶來很大的威脅。

2018年6月,阿里云曾出现技術故障,阿里云最终将其定义为S1级别事故——即核心业务重要功能不可用,从而影响了部分用户,造成了一定损失;2019年3月3日,阿里云发布公告,称华北2地域可用区C部分的ECS服务器(云服务器)等实例出现IO HANG(IO不响应)。

在雲計算服务市场,无论是Amazon的AWS,还是Microsoft的Azure,都曾经因为数据中心硬件问题、運營和硬盘故障或是自动化失效等问题导致服务受到影响。因此,在云服务架构下,故障率即便是在服务提供商所承诺提供的0.01%以下,并且云服务商在故障出现时也都有相应的容灾方案,在不少应用场景下,业务的終端还是会给客户带来巨大的损失——因此业务架构在集中化的同时也需要着重考慮業務風險分擔的问题。

MEC使“端”開始智能

MEC改变了只有云端是“大脑”,而“管道”和“端系统”均没有智能的状况。“端”变成了辅助“大脑”工作的“智能神经网络”。这样一来,边缘服务在終端設備上运行,反馈更迅速,解决了时延问题,使得一些工业场景应用成为可能。

另一方面,MEC將內容與計算能力下沈,提供了智能化的流量調度,業務實現了本地化,內容尤其是熱門內容實現本地緩存,解決方案的效率得到了顯著的提升。

除此之外,MEC还有着丰富的应用场景设计,其所定义的七大应用场景包括:智能移动视频加速场景(主要解决移动内容分发效率低下的问题);监控视频流分析场景(主要实现视频流分析的本地化,用户无须从云端下载数据);增强现实场景(边缘侧对增强现实信息进行本地化分析,减小时延,提高数据的处理精度);密集计算辅助场景(将传感器的密集计算和决策工作分流);企业专网移动场景(为各种企业应用场景提供差异化服务);车联网场景(减轻车联网云端的计算决策压力);物聯網网关服务场景(在边缘提供低时延的汇集节点实现消息分发、协议管理和分析处理等功能)。

MEC將率先在制造業、能源和交通運輸行業落地

将物聯網和雲計算作为转型关键的部分運營商同样对MEC表现出很大的热情。例如AT&T就对MEC的尝试显得非常重视。在不同的场合,AT&T都表达了重塑雲計算、在MEC领域发力的愿望。同时,AT&T也开始陆续在自动驾驶、AR/VR等5G应用方面开始测试。

2017年11月,AT&T開始基于4G網絡建設測試外場,並與合作夥伴開始對自動駕駛汽車等時延敏感場景進行測試。由于多個攝像頭及其他傳感器同時制造數據,一輛自動駕駛汽車每個小時將會産生高達3.6TB的數據。盡管刹車、轉彎、加速等駕駛操作會在本地完成,但大量的數據仍需要傳送到雲端分析和學習。這其中包括了系統更新、導航地圖更新,與交通控制系統和其他智慧城市基礎設施的連接控制等。因此選擇這樣的應用場景作爲開始比較合適。

2018年2月,AT&T和GridRaster在帕羅奧多市一起啓動了針對AR/VR用戶體驗的測試項目。通過這一項目,AT&T期望能夠通過MEC實現移動用戶在5G網絡環境下提供更好的AR/VR體驗。

在這種用戶場景下,MEC通過網絡數據確定用戶位置並將數據流實時提供給用戶,本地增強現實服務器提供內容匹配計算和推送,實現本地實景和增強現實內容頻道的高度聚合,爲不在現場的用戶提供更多選擇,或者爲用戶帶來獨特的視覺體驗。

2019年1月AT&T公布其5G商用业务的三大支柱,其中之一就是邊緣計算,AT&T多路邊緣計算解决方案使用自身的软件定义网络,可以处理低时延、高带宽应用,通过AT&T MEC运行的数据可以路由到企业云或保留在企业的私有环境中,安全性更高。

在垂直行业应用领域,AT&T也在尝试拓展AT&T MEC。例如2019年AT&T与拉什大学医学中心合作,尝试将第一个基于标准的5G医院引入美国。AT&T MEC让客户能够通过其本地网络和广域网管理其蜂窝流量。在这一场景中,数据的网络通信和应用程序处理需求得到满足,系统中的各种用例得到更多实现的可能。

AT&T長期以來把“軟件化”“IT架構雲化”等方向作爲轉型的重要方向。MEC在這一架構調整過程中創造出更多應用場景的可能性。另一方面,MEC作爲一種開放的IT體系架構,能夠向第三方提供開放接口,引入外部專業力量來開發功能和服務。這種模式有可能會對新的商業模式帶來刺激和促進作用。

邊緣計算可以看作是雲計算的补充和新业务场景的架构调整,从AT&T的实践方向和物聯網行业发展成熟度来看邊緣計算和雲計算,MEC有可能会率先在制造业、能源和交通运输行业乃至公共服务事业领域落地。

安全管理成爲熱點

随着MEC的发展,安全管理、設備管理等问题的讨论也将成为新的熱點,在这些方面,研究机构和一些标准化组织也在做一些持续推进的工作。例如Linux基金会就曾经发起过一个名为EdgeX Foundry的新项目。该项目期望为IoT计算和可互操作的组件构建一套开放的框架。基于开源的思路,该项目提供了包括安全、管理、設備和服务4个核心领域的API以构成框架。

该架构简言之就是在系统边缘部署运行着EdgeX核心程序的网关設備,辅以安全、管理等服务,形成一个边缘侧强大的处理节点。IOT前端的設備(传感器)在与云端进行交互时会在这一个节点完成规划中的一些交互处理工作。而在这一处理节点运行的程序是采用开源的方式来提供的,并在运行过程中不断丰富与个性化。同时EdgeX Foundry社区也期望能够实现对开源成果进行优化,使得标准向产品化的方向靠近。通过这样的方式,EdgeX Foundry期望能够吸引更多的産業合作对象,不断逼近産業现实。

在传统IT架构向云架构的转换过程中,有一段不算短的时间整个行业对云的概念的理解、尝试直至规模化形成産業经历了较长的一段时间。MEC作为一种带着相对成熟应用而来的架构转换,预期能够在更短的时间内形成规模。


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