為什么說邊緣計算潛力巨大
隨著大數(shù)據(jù)、云計算、物聯(lián)網(wǎng)、人工智能等技術(shù)的快速發(fā)展,萬物互聯(lián)時代加速到來,網(wǎng)絡邊緣的設備數(shù)量和數(shù)據(jù)量都呈現(xiàn)快速增長態(tài)勢。在此趨勢下,邊緣計算應運而生。經(jīng)過幾年發(fā)展,邊緣計算優(yōu)勢逐漸凸顯,有望成為5G時代的新風口。
什么是邊緣計算
? ? ? ?在萬物互聯(lián)的大背景下,網(wǎng)絡邊緣設備數(shù)量和數(shù)據(jù)量大量增加。根據(jù)國際知名數(shù)據(jù)分析公司Statista發(fā)布的數(shù)據(jù),2018年有大約230億個連接的物聯(lián)網(wǎng)設備;這個數(shù)字預計2020年將達到310億,2025年達到750億?!端伎迫蚰甓仍浦笖?shù)報告(2016~2021)》指出,2021年全球產(chǎn)生的數(shù)據(jù)總量將達到每年847 ZB(十萬億億字節(jié))。
作為一種集中式的處理模式,云計算是將全部數(shù)據(jù)通過網(wǎng)絡傳輸?shù)皆朴嬎阒行奶幚怼_@種模式無法高效、快速地處理邊緣設備產(chǎn)生的海量數(shù)據(jù),數(shù)據(jù)處理實時性、網(wǎng)絡帶寬、能耗等問題逐漸顯露。為了彌補云計算的不足,在邊緣設備海量數(shù)據(jù)計算方面具有獨特優(yōu)勢的邊緣計算被人們關(guān)注。
2015~2017年,邊緣計算開始被業(yè)內(nèi)熟知,進入快速發(fā)展期。關(guān)于什么是邊緣計算,業(yè)界在核心概念上已經(jīng)形成共識——邊緣計算是指在網(wǎng)絡邊緣執(zhí)行計算的一種新型計算模型,操作對象包括來自于云服務的下行數(shù)據(jù)和來自于萬物互聯(lián)服務的上行數(shù)據(jù)。簡單來講,邊緣計算就是將數(shù)據(jù)處理、應用程序運行等功能,由云計算中心下放到網(wǎng)絡邊緣節(jié)點上。
以無人駕駛汽車為例,無人駕駛需要系統(tǒng)有實時反應能力,如將數(shù)據(jù)傳輸?shù)皆朴嬎阒行募杏嬎?,響應速度將無法滿足需求。同時,無人駕駛也會產(chǎn)生大量數(shù)據(jù),這些數(shù)據(jù)中包含很多無用數(shù)據(jù)。如將這些數(shù)據(jù)傳輸?shù)皆朴嬎阒行挠嬎?,會給網(wǎng)絡傳輸造成很大壓力,實際價值也并不大。
邊緣計算恰好解決了這個痛點。通過將計算任務下放到本地,邊緣計算實現(xiàn)了數(shù)據(jù)本地化處理和存儲,大大削減了數(shù)據(jù)傳輸數(shù)量,減少了請求響應時間,同時也保障了數(shù)據(jù)的安全性、私密性。邊緣計算與云計算不是取代關(guān)系,而是一個邏輯整體。
如果把云計算比作統(tǒng)籌的大腦,邊緣計算就是具有計算能力的神經(jīng)觸角。云計算負責長周期數(shù)據(jù)的大數(shù)據(jù)分析,邊緣計算著眼于本地、實時、短周期的數(shù)據(jù)分析;邊緣計算在云計算中心的統(tǒng)一管控下處理和存儲數(shù)據(jù),云計算中心則為邊緣計算提供強大的計算、存儲能力支持。
邊緣計算行業(yè)應用前景廣闊? ? ? ? 國內(nèi)邊緣計算市場目前尚處于培育期。隨著5G、物聯(lián)網(wǎng)、人工智能等新興技術(shù)的不斷發(fā)展,其應用場景可涉及消費互聯(lián)網(wǎng)、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、能源互聯(lián)網(wǎng)、智慧城市等社會發(fā)展的方方面面。當前,邊緣計算核心理念及技術(shù)架構(gòu)已落地。
依據(jù)不同行業(yè)的特點和需求,邊緣計算構(gòu)建了各類垂直行業(yè)解決方案。電信運營商、互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)中心(IDC)服務商、設備廠商及互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)已紛紛布局,邊緣計算藍海市場開始顯現(xiàn)。5G的發(fā)展將推動邊緣計算大規(guī)模部署。傳統(tǒng)的集中式IDC已無法滿足5G時代計算節(jié)點的高密度部署需要,必須通過分布廣、密度高、靠近用戶側(cè)和數(shù)據(jù)源的邊緣計算節(jié)點匹配,解決集中處理時延過長、匯聚流量過大等問題。已有電信運營商開展邊緣站址資源儲備,以支撐5G商用部署,為實時性和帶寬密集型業(yè)務提供更好的支持。
低時延、大帶寬的互聯(lián)網(wǎng)新興業(yè)態(tài)也需要依靠邊緣計算實現(xiàn)。8K、VR、云游戲等大流量數(shù)據(jù)如回傳將占用極大帶寬,造成網(wǎng)絡擁堵甚至崩潰。車聯(lián)網(wǎng)、遠程醫(yī)療等行業(yè)應用需要毫秒級傳輸效率,從端到云距離過遠,技術(shù)上無法實現(xiàn)毫秒級響應速度。目前,國內(nèi)大型互聯(lián)網(wǎng)公司正大力尋找貼近用戶、分布密集、有可靠電力及通信資源供應的邊緣計算資源,以搶先發(fā)展新興互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務。
邊緣計算是工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺關(guān)鍵支撐技術(shù)。邊緣計算在服務實時性和可靠性上,能滿足工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展需求。邊緣計算能夠?qū)崿F(xiàn)現(xiàn)場多元異構(gòu)數(shù)據(jù)的實時接入與可靠傳輸,滿足部分工業(yè)控制應用計算處理時延小于10毫秒內(nèi)的實時性要求,并能保證生產(chǎn)中的計算能力具有不受網(wǎng)絡帶寬和負載影響的本地處理能力。
邊緣計算應用將成為智慧城市發(fā)展的必備要素。邊緣計算可滿足海量終端接入產(chǎn)生的大量并發(fā)數(shù)據(jù)及交互需求和高清視頻流就地分析處理需求,緩解帶寬擁堵及云端壓力,提高城市運轉(zhuǎn)效率。
這有助于進一步提升平安城市、智慧交通、智能環(huán)保等城市治理應用及智慧教育、智慧醫(yī)療等民生服務應用的實時及智能化水平,幫助解決交通擁堵、環(huán)境污染等帶來的城市問題。
? ? ? ? ?邊緣計算可廣泛應用于泛在電力物聯(lián)網(wǎng)建設? ? ? ?泛在電力物聯(lián)網(wǎng)建設要求實現(xiàn)狀態(tài)全面感知、信息高效處理、應用便捷靈活。
這必將造成終端及數(shù)據(jù)的指數(shù)級增長、數(shù)據(jù)獲取方式的改變及數(shù)據(jù)處理時效的提升。由此,在泛在電力物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展體系中,“云網(wǎng)邊端”中“邊”的重要性將迅速顯現(xiàn),成為泛在電力物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)處理鏈條中的關(guān)鍵一環(huán)。在泛在電力物聯(lián)網(wǎng)建設中,邊緣計算可廣泛應用于支撐智能分布式配電自動化、毫秒級精準負荷控制等超可靠低時延控制類業(yè)務,無人機遠程巡檢、移動式現(xiàn)場施工作業(yè)管控等超大帶寬視頻類業(yè)務,以及低壓用電信息采集、分布式電源等海量連接采集類業(yè)務。
以智能巡檢大視頻應用為例,當前,巡檢以人工巡檢為主、自動化手段為輔,巡檢效率較低,監(jiān)控范圍和監(jiān)控指標有待提升。在邊緣計算技術(shù)支撐下,電網(wǎng)企業(yè)可應用無人機、機器人、高清攝像頭、移動終端等自動化巡檢設備,并利用5G技術(shù)高帶寬、低延遲、支持大規(guī)模通信的特點,以自動化設備替代人工巡檢。
智能巡檢應用高清大視頻技術(shù),可實現(xiàn)多視角,全方位、智能化監(jiān)控預警;在邊緣預置AI算法,可實現(xiàn)高清監(jiān)控視頻、圖像的預處理,將故障隱患識別的時效性縮短至秒級。邊緣計算作用的發(fā)揮依賴于邊緣計算節(jié)點的廣泛部署。
目前,國網(wǎng)信息通信產(chǎn)業(yè)集團有限公司正依托光通信網(wǎng)、無線專網(wǎng)、衛(wèi)星通信等通信網(wǎng)絡和智能化終端,構(gòu)建邊緣計算能力,為邊緣計算裝置、分布式數(shù)據(jù)中心等部署做好儲備。未來,國家電網(wǎng)有限公司分布廣泛、數(shù)量眾多、密集深入商業(yè)樓宇和居民小區(qū)的變電站將成為邊緣計算節(jié)點部署的最佳選擇。依托富余的站內(nèi)空間、電力、網(wǎng)絡等資源,變電站可融合數(shù)據(jù)中心站、充換電(儲能)站、5G基站、北斗地面增強站、光伏站、綜合能源站等,實現(xiàn)“多站融合”。這既是“三型”的前沿節(jié)點,也是實現(xiàn)“兩網(wǎng)”融合的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。