5G时代的边缘计算

Copyright©2020GSMAssociation5G时代的边缘计算：中国的技术和市场发展GSMA代表全球移动运营商的共同权益。GSMA在更广泛的全球移动生态系统中连结着750多家移动运营商和将近400家企业，其中包括手机与终端制造商、软件公司、设备供应商、互联网企业，以及相关行业组织。GSMA每年在巴塞罗那、洛杉矶和上海举办业界领先的MWC大会，以及Mobile360系列区域会议。更多有关GSMA信息，请阅览：@GSMA，微信公众号：GSMA_MWCS边缘计算产业联盟（EdgeComputingConsortium，英文缩写ECC），成立于2016年11月30日，由华为技术有限公司、中国科学院沈阳自动化研究所、中国信息通信研究院、Intel、软通动力信息技术（集团）有限公司、ARM六家单位联合发起成立，在自愿、平等、互利、合作的基础上，汇集国内外边缘计算产业相关的企、事业单位、社团组织、高等院校、科研院所等，自愿结成的跨行业、开放性、非营利性的社会组织。旨在汇聚产业界力量，促进相关主体之间的交流和深度合作，促进供需对接和知识共享，共建边缘计算产业生态，面向商业成功，有效推进边缘计算产业发展。截止2019年底，成员单位共254家。详细章程等请见：。ECC贡献者石红芳 边缘计算产业联盟秘书长翁志强 边缘计算产业联盟副秘书长吕明 边缘计算产业联盟专家委员会郎巍峰 边缘计算产业联盟专家委员会孙凝 边缘计算产业联盟秘书处GSMA智库（GSMAIntelligence）是全球通信移动运营商获取数据、分析和预测结果的权威来源，也是权威行业报告和研究的发行机构。从阿富汗到津巴布韦，GSMA智库的数据覆盖了全球各个国家的所有运营商集团、网络和移动虚拟网络运营商，是目前最准确、最完整的行业指标集，内容包括每天更新的数以万计的数据点。GSMA智库提供的数据被各大运营商、供应商、监管机构、金融机构和第三方行业参与者用于指导战略决策和长期投资规划，被视作业界参考指标，并作为权威口径在传媒发布。GSMA智库的分析师和专家团队围绕一系列行业主题，定期发布前瞻性的研究报告。官网：联系我们：[e-mail]作者PabloIacopinoGSMA智库生态研究总监DavidGeorgeGSMA智库咨询业务负责人YiruZhongGSMA智库物联网及企业业务首席分析师贡献者庞策 GSMA大中华区战略合作总经理关舟 GSMA大中华区公共政策总经理吕晶晶GSMA大中华区助理项目经理本报告分别从技术、应用、市场前景、机会、商业模式、政策法规多个角度，剖析了边缘计算生态的现状和未来发展。在重点关注中国之前，本报告将先从全球角度出发进行概述。虽然边缘技术可以部署在任何移动网络或固定网络上（并与之集成），但5G才是推动绝大多数边缘计算应用的网络接入技术。因此，本报告聚焦5G网络中的边缘计算，旨在为中国边缘技术利益相关方解决面临的关键问题。为更好地了解中国生态圈对于边缘计算发展及机遇的看法，我们针对中国边缘计算开展了一次专项调查。为此我们收集了这一新兴生态中关键企业的最新洞察和观点，其中包括中国三大运营商、网络设备供应商、云和边缘技术专家、技术人士以及来自多个垂直行业的公司。调查结果和公司意见汇总如下。GSMA对以下各方提供的重要洞察表示感谢：九州云白山云中国信息通信研究院中国移动（成都）产业研究院中移物联网有限公司中国移动研究院中国电信中国联通大唐移动爱立信海尔工业智能研究院和利时地平线华为爱奇艺东软诺基亚中国科学院沈阳自动化研究所新松机器人舜宇智能科技网宿科技中兴通讯边缘计算的定义本报告所指“边缘计算”为一系列边缘计算技术（包括硬件和软件），相比完全基于云的传统模型，边缘计算技术能让存储、计算、处理和网络更接近生成或使用数据的设备。这些技术包括边缘节点、本地边缘、云边缘、边缘云、边缘网关、边缘负载和边缘应用。对于移动网络来说，“接近”是一个相对概念，它可以是比较近的位置（即在传输网中），也可以是客户所处的位置（无论在用户设备内部还是在用户驻地）。目录1报告摘要22推动边缘计算发展的背景和全球趋势82.1边缘技术的驱动因素92.2边缘计算的定义112.3全球新兴边缘计算生态132.4全球挑战：从商业模式到物理位置193中国边缘计算：为全球领先地位奠定基础203.1边缘计算发展势头在中国生态中日渐强劲213.2中国边缘计算的独特背景233.3推动中国边缘计算发展的关键角色263.4技术视角：在移动网络中部署边缘计算的关键问题343.5边缘计算在中国的应用：主要应用场景和初具商用规模时间表423.6中国边缘计算生态面临的机遇和挑战563.7中国运营商边缘计算的商业模式623.8物联网边缘计算：为数字化添砖加瓦654政策法规：为中国边缘部署创造有利环境705未来愿景推动中国边缘计算大规模发展722 5G时代的边缘计算1报告摘要5G时代的边缘计算 3随着全球移动产业迈向5G，边缘计算在全球获得空前关注相比完全基于云的传统模型，新的场景需要更为去中心化的计算和组网方式，这推动了边缘计算从概念阶段向早期部署过渡。美国、欧洲、中国和亚太发达市场的电信运营商、网络供应商和云服务公司正在试点并发行早期商用产品。目前，边缘技术试点大多在4G或早期5G网络上进行，但移动生态圈希望借助5G的逐步部署，推动更大规模的边缘部署。部分算力从云端迁移到边缘，很大程度上可以视为以运营商为中心的技术转移，这种技术转移基于以往网络软件化和虚拟化等的发展成果，并在5G部署中发挥作用。继协力定义移动边缘计算（MEC）及相关标准之后，业界开始大力探索MEC技术在各种行业应用中的价值，并希望通过MEC和5G技术进一步加深连接和计算的融合。尽管边缘计算各项试点持续有所进展，但围绕最佳边缘位置、边缘投资规模以及实际商业模式，仍有一些关键问题亟待解决。中国的独特前景：在边缘计算、5G和物联网领域均处于领先地位根据实验网和早期商用部署的速度，显然，中国产业生态力求在边缘计算发展中发挥主导作用。众多公司正全力推动边缘计算的发展，其中三大电信运营商以及华为、中兴、诺基亚、爱立信等主要网络供应商发力最大。边缘计算生态的合作也在本地产业组织（ECC、CAICT、CCSA、5GDNA）和国际组织（ETSI、3GPP、GSMA）的推动下不断扩大。中国政府致力于将中国打造为新型技术强国，而工业4.0是推动数字化进程的主要驱动力，为5G和物联网的发展提供支撑。中国拥有全球最大、最发达的物联网市场，三大运营商制定了宏大的5G规划，包括计划从2020年推出的5GSA网络。中国在5G和物联网领域的领先地位为边缘计算产业发展创造了良好的产业环境，运营商处于该产业的核心地位。中国的技术视角：5G的确定性和边缘位置的不确定性尽管各方一致认为5G将是推动中国边缘计算部署的关键接入技术，但就边缘的具体位置以及不同行业场景所需的边缘技术看法不一。许多受访公司表示，针对智能工厂、智慧港口和智慧园区等，应就近部署边缘技术以支撑关键应用，为其提供超低时延、实时处理分析、安全可靠网络等一体的最优运行环境。如果需要覆盖更广范围的应用场景，包括智慧城市、自动驾驶、云/边缘沉浸式游戏以及通过移动终端接入和使用的其他服务，那么以区或市为颗粒度来部署边缘基础设施将更加经济有效，在这些场景下，中国运营商通过快速部署5G并结合网络切片技术，可以提供所需的网络能力。关于边缘位置并没有统一的答案。边缘位置的确定取决于多种因素，诸如各种边缘计算应用的具体要求（时延、带宽、实时分析能力、传输数据量、安全性）、技术（边缘配置、云和设备之间的距离等）以及业务需求（实际需求、经济性）。4 5G时代的边缘计算中国边缘计算应用：自动驾驶、智能制造、游戏将引领潮流边缘计算最适用的场景需至少满足以下一项（或全部）：超低时延（通常小于10毫秒的往返时间），实时计算、渲染和分析的实时处理，大容量数据传输，确定性组网。除了技术要求之外，安全和数据保护也是推动边缘计算的关键因素。众多场景需要具备上述网络能力，但应用时间有所不同。•受访公司反映，真正的自动驾驶汽车对边缘计算的需求最大。然而，要达到4级或5级自动驾驶，需要进一步完善立法层面和提高车辆技术，并大量投资道路基础设施建设，因此预计在中国，自动驾驶相关的边缘计算会于2023~2025年才开始初具商用规模。•工业4.0提供了一系列有发展潜力的边缘应用场景。中国经济高度依赖工业领域发展（占GDP的41%），因此提高生产率至关重要。高度自动化的成功取决于能够满足高精确度阈值和实时分析的低时延网络连接。要实现这一目标，需要结合5G、切片以及部署在工厂附近（理想情况是部署在工厂内部）的边缘计算基础设施。目前，智能工厂和智慧港口已经初显发展势头。•基于边缘和AR/VR技术的游戏和电子竞技预计会在2021~2022年间得到强劲发展，但这需要更广泛地部署边缘计算基础设施。考虑到游戏的实时性，要保障固定用户体验所需的时延则需相应的5G技术和边缘计算能力。云对于一些沉浸体验要求更高的应用来说可能太远，另一方面从空间和设计的角度将所有计算能力内置在设备中也是不可行的。考虑到所涉及的内容，在边缘节点存储内容还会提升回传网的利用效率。现场活动直播（如智慧体育场）、现场电视制播也能从5G和边缘计算中受益，且不需要进行大范围的边缘侧部署。边缘计算为中国生态带来新的机遇和挑战近90%的受访公司认为边缘计算是5G时代创收的机会。但就边缘计算带来的机遇和挑战而言，各公司考虑的出发点不尽相同。•电信运营商——中国移动、中国电信和中国联通认为，边缘计算发挥了5G优势，是面向行业和企业数字化转型的下一个超越连接的市场机会。三大运营商的云市场份额比阿里、腾讯小，因此可通过网络切片来探索新的应用场景，以及发挥云、边缘、核心电信网络的集成优势从而为运营商提供更广阔的发展空间。此外，向第三方开发者开放5G网络也是一种商业机会，在网络边缘孵化5G业务生态。•网络设备供应商——随着边缘计算、人工智能（AI）等新技术与核心网和接入网的融合规模不断加大，复杂性不断增长，华为、中兴、诺基亚、爱立信等企业将日渐成为中国运营商和有意部署边缘计算的云服务公司的关键合作伙伴，特别是针对基于现有电信基础设施设计的符合3GPP标准的边缘计算基础设施。供应商面临的挑战在于，不仅要设计真正无缝的端到端网络转型解决方案，还要在更大范围内创造新的B2B2B市场模式（供应商-运营商-企业），促进ICT和垂直行业之间的联接。 55G时代的边缘计算•主要云服务提供商——对于阿里、腾讯和其他云服务公司而言，边缘计算是对其云能力和云服务产品的扩展。这些公司与中国各行各界企事业广泛建立了合作关系，并拥有丰富的云资源以供使用。然而，紧紧围绕5G技术构建的边缘计算架构也带来了新的挑战，将云服务企业带入一个分布式计算的新领域，特征包括大规模的移动互联设备以及需要边缘/云深度协同编排。与此同时，云服务提供商正在寻求将边缘计算技术应用到基于互联网的消费者业务中（例如云游戏）。中国运营商的商业模式：仍在探索中国运营商预计分三步部署边缘计算，这也反映了5G网络逐步部署的态势以及行业和企业的数字化速度。•第一波（2018~2020年）：实验网及定制化小规模部署。在这一阶段，边缘部署主要涉及专门的场景，旨在满足智慧港口、智慧园区和智能工厂的需求，边缘基础设施大多就近部署在现场。市场教育是吸引企业的关键。•第二波（2021~2023年）：初具商用规模。随着中国运营商大规模部署5G网络（GSMA智库预测，截止2023年底5G网络将覆盖中国60％的人口），自动驾驶、体育赛事和游戏等边缘计算应用也将进行更多探索，边缘基础设施部署在基站汇聚点附近、区县/市区、区域数据中心。•第三波（2024年以后）：成为主流。随着5G技术的成熟，5G设备成本的降低，以及移动行业和企业之间的