什么是邊緣計算？應用場景有哪些？

1 什么是邊緣計算

邊緣計算是在靠近終端的網絡邊緣側提供IT(Information Technology)服務環境與云計算功能的新的計算范式。邊緣計算通過在靠近用戶側的網絡邊緣提供存儲、計算與通信資源，不僅可以減小用戶端的請求響應時延，改善用戶服務體驗，而且能夠有效緩解核心網的負載。作為5G中的關鍵技術，邊緣計算是目前各個行業研究的熱點。

邊緣計算系統架構主要包括核心網、宏基站(MacroBaseStation,MBS)、MEC服務器和終端用戶設備等。MEC服務器部署在宏基站上，當終端用戶設備無法處理自身的計算任務時，則通過無線網絡上傳至靠近終端用戶的MEC服務器進行處理，而無需向遠端的核心網發送任務請求。

2 邊緣計算參考架構

2016年，邊緣計算產業聯盟首次出版了國內《邊緣計算參考架構》1.0版本，如圖所示，邊緣計算參考架構1.0主要是包含應用域、數據域、網絡域和設備域的分層結構。其中，應用域主要實現對于邊緣行業應用的全生命周期管理與邊緣業務的高效運營;數據域主要用于提供各項數據優化服務，保證數據安全性；網絡域為系統互聯與數據處理提供實時聯接服務;設備域實現設備的智能互聯與智能應用。

2020年12月，邊緣計算產業聯盟(ECC)與工業互聯網產業聯盟(AII)聯合發布了《邊緣計算與云計算協同白皮書2.0》——邊緣計算2.0版本：邊緣計算主要包括云邊緣、邊緣云和邊緣網關三類落地形態;以“邊云協同”和“邊緣智能”為核心能力發展方向;軟件平臺需要考慮導入云理念、云架構、云技術，提供端到端實時、協同式智能、可信賴、可動態重置等能力;硬件平臺需要考慮異構計算能力，如鯤鵬、ARM、X86、GPU、NPU、FPGA等。

3 邊緣計算應用場景

2019年，我國三大運營商正式宣布5G商用，而5G的規模商用，應用才是關鍵。MEC憑借自身具有的低時延、高帶寬可用性和高計算能力優勢，成為解決這類需求的必然選擇，推動各類新型應用的發展。主要有以下三種典型的邊緣計算應用場景。

(1)車聯網

車聯網是實現車輛與周圍事物通信的技術，通過車輛與周圍車輛、路側單元、智能手機等終端之間的數據信息交換提高道路服務安全。同時可以為車輛提供多樣的增值服務，例如空閑停車位查找、道路行駛狀況共享和各種娛樂服務。隨著汽車的大量普及，接入網絡的車輛不斷增加，網絡中產生了大量的通信數據，傳統的云計算處理方式無法滿足車聯網的低時延需求。在此背景下，將邊緣計算與車聯網融合，利用車載傳感器感知周圍環境，通過部署在靠近車輛的路側單元上的MEC服務器處理并分析收集到的數據，以廣播方式告知給周圍的其他車輛，降低車輛服務響應時延，實現車輛之間的高效互聯與信息共享，提高用戶體驗質量。

(2)視頻數據處理

視頻流量占移動數據流量的絕大部分，用戶通過直播方式進行視頻觀看時，基于傳輸控制協議(TransmissionControlProtocol,TCP)和超文本傳輸協議(HyperTextTransferProtocol,HTTP)的傳統內容下載方式無法適應無線接入網絡的變化，網絡中終端設備數量的變化會引起鏈路容量變化。此外，長距離的數據傳輸會造成很大的時延，導致用戶體驗不佳。通過基于內容分發網絡(ContentDeliveryNetwork,CDN)的分發機制來解決上述問題，但是CDN分發機制仍然無法滿足用戶視頻請求的實時性和流暢性需求。于是進一步引入了移動邊緣計算，用戶從距離自身較近的MEC服務器獲取視頻數據，可以減少視頻傳輸時延。另外，通過移動邊緣計算緩存技術可以將一些熱點內容緩存至MEC服務器，減少內容的重復傳輸，節約回程鏈路帶寬。移動邊緣計算的引進使得視頻數據的處理更加快速高效。

(3)工業物聯網

工業物聯網是通過各類傳感器與各學科領域先進技術融合實現智能化工業操作的技術。在工業物聯網的應用過程中，對于操作的準確性和安全性要求都非常高，此外，還要求對于整個工業操作過程能夠進行實時監控與控制。因此，將移動邊緣計算應用在工業物聯網成了必然選擇。通過在MEC服務器處理工業生產中出現的報警、故障分析等情況可以更快的完成數據處理，作出決策，改善系統性能，增加邊緣處理的彈性。在靠近數據生產者的MEC服務器處理數據，減少了與云中心的通信，不僅節約了邊緣設備到數據中心的傳輸帶寬，還避免了遠距離傳輸過程中數據暴露的風險。因此邊緣計算對于工業物聯網的發展具有重要的價值。

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