3.6　5G 边缘云计算的发展机遇

5G 边缘云计算在产业互联网中带来的优越性，促使相关产业蓬勃发展。5G 的增强型移动宽带（eMBB）、大规模机器类型通信（mMTC）、超高可靠和低时延通信（uRLLC）三大特征，几乎覆盖了当前各行各业，譬如新媒体、智能制造、智慧医疗等。这些都离不开5G 与云计算、大数据、人工智能等技术的深度融合。体现出“云就是网，网就是云，云网一体”的云联网格局。Sun 公司倡导的经典“The Network is the computer”又回来了。5G 是在边缘侧无线通信技术的进步，更是对传输网和核心网的挑战，从而倒逼传输网和核心网升级改造。

5G 边缘云计算是云计算服务的自然延伸和全新升级。5G 业务已经不再限于简单的语音、上网服务，而是面向移动用户提供超高清视频、AR/VR 等新媒体服务，面向物联网用户提供工业互联网、无人驾驶、智能家居、智慧医疗等服务。为了充分发挥5G 的优势，云服务必然要进行服务升级以满足下一代业务的需求。5G 推动世界进入万物互联时代，无人驾驶的兴起、工业互联网的场景应用需求，也将为边缘计算的广泛使用带来发展机会。在5G 大规模机器类型通信场景下，既要为百亿级设备提供网络连接，又要满足实时运算及毫秒级传输时延的需求。边缘计算的引入则为实现该目标提供了必要的技术支撑。采用云、边、端的协同计算框架，能够满足不同场景下的计算需求，为物联网应用提供更实时的响应和效率。

在新媒体领域，由于不同于传统的语音和常规数据业务，新媒体要求通信运营商能够提供大带宽、低时延、“动中通”的移动网络。新媒体领域超高清视频数据量巨大，通过将视频服务器部署到5G 移动网络的边缘，将使资源更加贴近客户侧，就近提供服务。这将避免大量数据进入核心网传输，能够大大缓解传统网络的压力，并且降低响应时间，提升用户对赛事直播、超高清视频等业务的应用体验。在2019年两会期间，利用5G 网络和边缘计算技术，完成了画质更清晰、互动更流畅的会议报道。首次使用专业级8K 超高清视频直播，终端单机下载速率实测超过800Mbps，确保满足码率为 300Mbps 的8K超高清视频信号的传输要求。新的技术不仅可以让收视人员回传采访的超高清视频，还可以在云平台进行节目内容直接编排与制作。

在智能制造领域，工业互联网需要将传感器、大数据、云计算等新一代信息技术与制造业进行深度的融合。5G 网络与边缘云计算的融合，在工业领域实现多样化服务，包括无线工厂、工业精准控制等，能够大大提升企业的生产效率。通过在边缘环境中安装部署计算、存储、智能设备，能够实现对时延敏感数据的就近处理，避免将所有数据传输到云端，大大缓解了云端数据处理的响应时间。在工业环境下，中心云与边缘云实现云边协同工作，利用边缘云进行初步的数据处理，自主判断问题，快速检测异常状况，及时响应应用服务，实现更好的预测性监控，提升工控效率及故障响应效率。例如，潍柴集团搭建的数字工厂，在工厂内部将生产设备、物品直接连接到IT 网络中，实现了对生产现场的实时数据采集。5G 边缘云计算技术非常适用于这种大体量、毫秒级的延时处理。与此同时，5G 边缘云计算技术促进了生产系统、供应链系统、客户关系管理系统、企业资源计划系统等的重新分工与协同。可见，5G 边缘云计算系统与其他的信息系统的接口显得尤为重要，对上述系统的架构及部署需要重新进行审视。

在智慧医疗领域，医疗云实现了医院的IT 基础架构云化，支撑医院信息系统的部署。5G 网络的大带宽、低时延、实时通信等特性，增强了医疗领域高清图像、视频的传输能力，可以支持高清医疗影像的快速传输，实现了5G 技术在医疗行业的众多创新应用，包括远程手术示教、远程重症监护、智能阅片等。5G 技术满足这些应用对可靠性、安全性等要求，促进医疗云进一步发展。例如，中国联通借助5G 技术，成功实现了心脏介入手术的跨国展示，让远在巴勒斯坦的医疗工作者在大屏幕上实时观看青岛阜外医院进行的心血管手术，直播画面清晰无卡顿。

通过简单介绍这些应用场景，可以领略到，边缘云其实就是中心云将其服务伸展到包括IoT 器件和其他设备的客户侧（On Premise），也就是边缘。不同服务商的边缘云基本上都是对图3-1所示分层架构的细化，并且基本上没有超出欧盟标准组织（ETSI）的参考架构（见图3-5）。该架构中主要分为体系层和主机层。体系层作为边缘云的OSS（Operation Support System，运营支撑系统），通常部署在中心云上，其中最重要的是移动边缘编排器（Mobile Edge Orchestrator），由它来实现边缘云的协同治理。

图3-5　ETSI 边缘云的参考架构

主机层主要由两部分组成：边缘平台（Mobile Edge Platform）和边缘平台管理者（Mobile Edge Platform Manager），一个是应用的承载主体，一个是控制中心。承载主体有多个，相应的基础设施统称为虚拟基础设施（Virtualization Infrastructure），可以是服务器，也可以是虚拟机、容器或有一定计算能力的其他设备。既然边缘云是以云的范式（Cloud Fashion）来进行边缘计算的，服务就成了核心内涵。因而，服务的注册、发现、编排、安全的整体考虑等，其中所涉及的API 要远比中心云复杂。

离开应用场景谈技术，那是没有意义的，并且把一个技术应用在很局限的个例上，也很难称其为一个时代。事实上，类似上述的案例有很多，但必须指出，今天的这些应用还是比较初级的，5G 边缘云计算的商业模式需要我们进一步地认真探索，其技术潜能尚有待释放。技术促生新的应用场景，新应用场景产生新的需求，新需求对技术提出更高的要求，倒逼着技术进一步的发展，由此可见，技术和应用像是一对孪生姐妹，两者手拉手，相互促进。

5G 的毫米级波长的电磁波在介质中的衰减加剧，波的绕射能力变差，这样一来，现存的4G 天线将不再适用。为了获得比较好的覆盖和连接，5G 的基站将越来越密集，这意味着大量的资金投入，这正应了那句话，“天下没有免费的午餐”（Good stuff comes with a great price）。国内要建设完整的5G 网络需要数百万个5G 宏站及上千万个小基站，即便将来5G 基站的价格会下降，投资成本也要在万亿元级规模。为了达到端到端的效果，5G 网络部署中的传输网折合到单个基站上的成本也在万元级。相同覆盖面积的5G 基站的能耗是4G 的2.5～3.5倍。面对如此巨大的投资，非常需要对5G 边缘云计算的应用场景进行细致分析，明确哪些可以用，哪些不可以用，哪些没必要用。另外，5G 边缘云既要建得好，更要用得好，例如，现代企业需要更多有用的信息来快速应对市场、竞争对手及商业环境的变化。又如，以前不被足够重视的生产过程信息，对企业的重要性越来越高。在这种情况下，为了让企业的运作变得更快（Faster）、更好（Better）、更经济（Cheaper），需要成为技术的聪明消费者，合理地将5G 边缘云计算技术运用到生产过程与运营过程中。