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【通信】深入浅出解析5G核心黑科技之边缘计算

来源:国泰君安 2015-11-27 09:50:00打印

01

边缘计算是什么?


我们可以借助章鱼的生活习性来理解什么是边缘计算(MEC)。


章鱼是无脊椎动物中智商最高的,在捕猎时它们动作非常灵巧迅速,腕足之间高度配合,从来不会缠绕和打结。这是因为,章鱼巨量的神经元有60%分布在章鱼的八条腿上,脑部只有40%,是“多个小脑+一个大脑”的构造,类似于分布式计算。


边缘计算也是一种分布式计算,将数据资料的处理、应用程序的运行甚至一些功能服务的实现,由网络中心下放到网络边缘的节点上。


5G时代,连接设备数量会大量增加,网络边缘侧会产生庞大的数据量。如果这些数据都由核心管理平台来处理,则在敏捷性、实时性、安全和隐私等方面都会出现问题。但采用边缘计算,就可以就近处理海量数据,大量设备可以实现高效协同工作,诸多问题迎刃而解。


边缘计算联盟ECC针对边缘计算,定义的了四个领域:


  • 设备域(感知与控制层)

  • 网络域(连接和网络层)

  • 数据域(存储和服务层)

  • 应用域(业务和智能层)



数据来源:边缘计算联盟,国泰君安证券研究


这四个“层域”就是边缘计算的计算对象。其应用程序在边缘侧(章鱼脚)发起,产生更快的网络服务响应,满足行业在实时业务、应用智能、安全与隐私保护等方面的基本需求。


5G从架构设计之初就本源支持边缘计算,并对网络会话管理机制进行详细设计。CCSA早在2017年9月通过了边缘计算行标和研究报告的立项,边缘计算行业规范即进入标准阶段。



02 

边缘计算哪里好?



边缘计算是在靠近数据源或用户的地方提供计算、存储等基础设施,并为边缘应用提供云服务和 IT 环境服务。


相比于集中部署,边缘计算解决了时延过长、汇聚流量过大等问题,为实时性和带宽密集型业务提供更好的支持。


边缘计算可以实现应用本地化,园区、企业、场馆等自己的应用在本地闭环,可以有效降低成本,实现智慧工厂、智慧办公和智慧城市。


新型超低时延业务也只有在边缘才能满足业务诉求,例如自动驾驶、机器人协作和远程医疗诊断。


1. 低成本

边缘计算支持数据本地处理,大流量业务本地卸载可以减轻回传压力,有效降低成本。


我们可以通过两个场景实例进行理解:


  • 场景一:企业园区专网 

通过边缘计算,企业数据直接本地分流,无需绕行大网。流量可以采取打包销售的方式,吸引企业客户使用。



数据来源:中国移动技术资料,国泰君安证券研究



  • 场景二:博物馆高清视频体验和AR业务

通过边缘计算可以进行本地业务控制及分流计费,可实现用户更低成本使用流量。



数据来源:中国移动技术资料,国泰君安证券研究



2. 低时延


移动网络数据传输时延是由空口时延和网络侧传输时延组成;

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    • 空口时延主要指的是基站到终端之间的传输时延;

    • 网络侧传输时延指的是基站到核心网中间部分的传输时延。


时延的降低依赖于空口性能提升网络侧传输距离缩短



5G时代,业务处理功能依托边缘计算下沉到基站,数据传输时延可达0.5ms;下沉到传输汇聚层可达5.5ms以内。



数据来源:5G白皮书,国泰君安证券研究


3. 大带宽

边缘计算平台为企业提供“私有云”托管服务,充分利用运营商网络云化特性,进一步满足大带宽需求,可通过接入运营商的优质网络,为企业提供优质的网络资源和大带宽服务。



03

边缘计算在哪里?



随着边缘计算加速发展,各种新的商业机会逐步涌现。


边缘计算场景具有多样化特点,根据部署位置及数据特征,可总结为本地数据处理和网络信息开放两个基本能力:


  • 中国移动与华为在北京南站火车站部署 MEC,可以更快速视频观看和网络访问;

  • 中国电信与华为合作在浙江工厂部署MEC,进行摄像头视频采集本地处理;

  • 沃达丰IPTV商用计划,计费采用包月方式;

  • 阿里园区试点MEC,验证本地分流时延和速率提升效果,结果显示均有较大幅度提升等。

  

数据来源:5G白皮书,国泰君安证券研究


浙江移动

应用MEC创新技术提升业务体验


应用MEC创新技术后,网络初始等待时间由21.657s降到了4.476s,在线视频平均下载速率由1562kbps提升到了3256kbps,效果明显。


数据来源:华为技术资料,国泰君安证券研究


国家博物馆

智能导览


在国家博物馆的项目中,用户可以通过二维码,实时订购套餐和发放业务,高清视频和AR/VR游戏体验得到了保障。对接了场馆内的本地服务器,提供低时延、低卡顿的超高清业务体验。


在该项目中,运营商提供基础设施和网络建设、机房供电、硬件(可选),设备商输出部署实施方案,并提供MEC的基础设施和软件功能。



数据来源:华为技术资料,国泰君安证券研究




04

5G时代的有为青年



在《5G究竟将如何改变我们的生活》中,我们曾经畅想了多个5G将为我们生活带来的改变。边缘计算在这其中都扮演着不可或缺的角色:


  • 在车联网的应用中,边缘计算应用可以分析车及路侧传感器的数据,将危险警告及其他时延敏感信息发送给周边车辆;

  • 智能机器人方面,边缘应用可以提供高性能计算能力,执行时间敏感的数据处理,并将结果反馈给端设备;

  • 在自动驾驶和远程医疗方面,边缘计算可以实现超低时延,提高业务的安全性;

  • 借助边缘计算,超高清视频的用户体验也得以提升,在超高清视频方面,边缘计算可以优化用户体验,视频观看时卡顿更少,时延更低,初始等待时间可以降为原来的五分之一,视频下载速率也可以提升为原来的三倍。


由此可见,边缘计算正在逐步深入各种新的商业机会,5G时代大有可为。


以上内容节选自国泰君安证券已经发布的证券研究报告《5G最火黑科技,边缘计算大有可为,具体分析内容(包括风险提示等)请详见完整版报告。若因对报告的摘编产生歧义,应以完整版报告内容为准。


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