5G與云計算物聯(lián)網(wǎng)和邊緣計算之間的關(guān)系是什么

2019年10月31日，工信部與三大運(yùn)營商正式宣布啟動5G業(yè)務(wù)，中國正式進(jìn)入了5G商用時代。5G跟云計算是什么關(guān)系？5G時代商業(yè)創(chuàng)新可能有哪些新的模式？物聯(lián)網(wǎng)和邊緣計算在5G和云計算時代處地什么位置？本文試圖對這些問題做一個梳理。

1.?通過云計算實現(xiàn)5G核心網(wǎng)絡(luò)的創(chuàng)新。

5G技術(shù)提高數(shù)據(jù)傳輸帶寬和速度，提高了設(shè)備接入的規(guī)模，這就意味著更大的系統(tǒng)容量，意味著數(shù)據(jù)流量的驚人增長，需要更大規(guī)模的核心網(wǎng)絡(luò)與之相適應(yīng)。

在4G時代，核心網(wǎng)通常都使用專用硬件。進(jìn)入5G時代，就像企業(yè)網(wǎng)經(jīng)歷了從專用服務(wù)器向X86服務(wù)器虛擬化轉(zhuǎn)變、向云計算轉(zhuǎn)變一樣，數(shù)據(jù)通信的核心網(wǎng)也步入虛擬化時代，用X86服務(wù)器等通用設(shè)備替代專用的硬件。這種技術(shù)有一個專門的名稱叫vEPC (Virtualized Evolved Packet Core，虛擬演進(jìn)的分組核)。

進(jìn)一步，直接利用云計算來構(gòu)建核心網(wǎng)，更加方便、快捷、低成本。因為世界上已經(jīng)有相當(dāng)規(guī)模的云基礎(chǔ)設(shè)施，可以按需使用，規(guī)?？缮炜煽s。

在美國有一家叫Afirmed Networks的公司，提供了在AWS上搭建核心網(wǎng)的解決方案，贏得了產(chǎn)品創(chuàng)新大獎。Transatel是一家法國的移動虛擬網(wǎng)絡(luò)提供商/集成商，在物聯(lián)網(wǎng)連接技術(shù)方面非常領(lǐng)先，已經(jīng)在美國、西歐和日本提供商業(yè)化的物聯(lián)網(wǎng)連接技術(shù)，覆蓋消費(fèi)電子物聯(lián)網(wǎng)、網(wǎng)聯(lián)汽車和工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)多個領(lǐng)域。這家公司今年剛剛被NTT通信集團(tuán)收購到旗下。Transatel公司首席執(zhí)行副官(Deputy CEO)?Bertrand Salomon對Afirmed Networks公司的vEPC方案評價說：“利用Affirmed Networks公司業(yè)界領(lǐng)先的、基于AWS的、互聯(lián)網(wǎng)規(guī)模的移動核心網(wǎng)解決方案，將改寫行業(yè)規(guī)則?！?/p>

之所以說改寫行業(yè)規(guī)則，是因為有了這樣的方案。不需要傳統(tǒng)運(yùn)營商那樣大規(guī)模的基礎(chǔ)設(shè)施投入，就可以組織運(yùn)營商級別的核心網(wǎng)，而且可以根據(jù)用戶規(guī)模按需縮放。

2.?通過5G和云計算組建邊緣網(wǎng)絡(luò)。

另一家叫Athonet的公司。它基于5G和云計算組建邊緣網(wǎng)絡(luò)，可以說是另一個顛覆性的創(chuàng)新。Athonet為用戶提供本地部署的 Athonet 邊緣節(jié)點。用戶可以利用Athonet邊緣結(jié)點，基于5G網(wǎng)絡(luò)組建自己的邊緣網(wǎng)絡(luò)。

Athonet邊緣節(jié)點是跟AWS云連接的，通過AWS云進(jìn)行管理。Athonet 邊緣節(jié)點為本地 LTE 基站群供電，并允許邊緣網(wǎng)絡(luò)內(nèi)所有的流量在本地、在防火墻之內(nèi)路由，這樣可以縮短延時，減少網(wǎng)絡(luò)抖動（網(wǎng)絡(luò)不會忽快忽慢），安全性增加，更經(jīng)濟(jì)，支持苛刻的邊緣計算場景。邊緣網(wǎng)絡(luò)通過連接到AWS云，可以實現(xiàn)更復(fù)雜的功能，例如身份驗證、移動性和漫游等等。

以上兩種技術(shù)的顛覆性在于，如果不考慮準(zhǔn)入問題，或者在運(yùn)營商沒有覆蓋的地方，企業(yè)可以組織自己的網(wǎng)絡(luò)。如果有準(zhǔn)入的問題，也可以由持牌的運(yùn)營商為企業(yè)提供這樣的業(yè)務(wù)。

Athonet已經(jīng)在AWS Marketplace推出了名為BubbleCloud（氣泡云）的SaaS服務(wù)，用戶可以按使用量付費(fèi)。

3.?通過5G和云服務(wù)實現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)。

通過5G可以連接大量的設(shè)備，因此5G網(wǎng)絡(luò)成為物聯(lián)網(wǎng)的重要連接技術(shù)。而以AWS為代表的云服務(wù)商，推出了一系列適用于物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的云服務(wù)。舉例來說，像AWS IoT Core、AWS IoT Device Management 、AWS IoT Events、AWS IoT Device Defender 、AWS IoT Greengrass、?AWS IoT Analytics、AWS IoT Greengrass ML Inference at Edge等等這些云服務(wù)，提供了物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備組網(wǎng)、設(shè)備管理、設(shè)備控制、安全保護(hù)、數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)分析、機(jī)器學(xué)習(xí)推理等功能。將這些物聯(lián)網(wǎng)服務(wù)部署在設(shè)備端，既可以節(jié)省帶寬資源，改善用戶體驗，又可以將計算能力安排到網(wǎng)絡(luò)邊緣位置，為第三方應(yīng)用集成創(chuàng)造了新的空間。

4.?5G網(wǎng)絡(luò)之外云端和邊緣通過多種方式協(xié)同。

任何一種網(wǎng)絡(luò)都不是萬能的，5G也不例外。在一些數(shù)據(jù)非常大、或者網(wǎng)絡(luò)覆蓋不到的場合，可能5G也無能為力，可能需要考慮專門的邊緣計算。邊緣計算跟物聯(lián)網(wǎng)的類似之處在于，在網(wǎng)絡(luò)連接方面都有可能不是實時的，需要先在端側(cè)進(jìn)行一些計算處理，然后將處理的結(jié)果同步到云端。它們的不同在于，在談到邊緣計算的時候，其計算能力通常比物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備更強(qiáng)大。但是廣義地說，物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備所進(jìn)行的計算處理，或許也可以稱作邊緣計算。

從AWS來看，目前主要有三種支撐邊緣計算的云服務(wù)。一是AWS的數(shù)據(jù)遷移設(shè)備Amazon Snowball Edge。它是一個便攜式的設(shè)備，配置數(shù)十TB的存儲能力和較強(qiáng)的計算能力，支持存儲和計算等方面的云服務(wù)。使用它可以將大量的數(shù)據(jù)高效地遷移到云上。例如針對船舶、風(fēng)車和遠(yuǎn)程工廠等沒有網(wǎng)絡(luò)連接的環(huán)境，可以將數(shù)十TB的數(shù)據(jù)高效地傳輸?shù)紸mazon Snowball Edge，再將Amazon Snowball Edge設(shè)備運(yùn)輸?shù)紸WS云數(shù)據(jù)中心區(qū)域，向云端傳輸數(shù)據(jù)。二是AWS Outpost。它跟Amazon Snowball Edge類似，不同之處在于，AWS Outpost支持的云服務(wù)更多，它支持AWS絕大多數(shù)的云服務(wù)。AWS Outpost可以部署在企業(yè)自己的數(shù)據(jù)中心或托管機(jī)房，當(dāng)然也可以部署在沒有網(wǎng)絡(luò)連接的地方，例如礦山、遠(yuǎn)程工廠。在企業(yè)本地使用AWS?Outpost，就像使用AWS云一樣，運(yùn)行應(yīng)用，處理數(shù)據(jù)，然后以適當(dāng)?shù)念l率將AWS Outpost的處理結(jié)果與云端同步。三是AWS獨特的衛(wèi)星地面站服務(wù)Amazon Ground Station。它可以在AWS云數(shù)據(jù)中心的位置、也就是AWS全球骨干網(wǎng)的邊緣，通過衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)接收特定客戶的數(shù)據(jù)，就近傳輸?shù)紸WS的云數(shù)據(jù)中心進(jìn)行處理。

5.?通過云計算分析5G時代的大量數(shù)據(jù)。

5G時代會產(chǎn)生大量的數(shù)據(jù)。根據(jù)麥肯錫的報告，到2020年，通信服務(wù)提供商將為5G和物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用產(chǎn)生多達(dá)44 ZB的數(shù)據(jù)。這些數(shù)據(jù)，只有通過基于云計算的大數(shù)據(jù)存儲和分析、使用人工智能深度學(xué)習(xí)的數(shù)據(jù)分析手段，才能夠得到及時有效的處理。

麥肯錫還指出，使用基于人工智能的電子客服，將為電信運(yùn)營商節(jié)約30%的成本。人工智能、機(jī)器學(xué)習(xí)將幫助電信企業(yè)分析數(shù)據(jù)，確定更好的運(yùn)營策略，優(yōu)化和自動化業(yè)務(wù)流程，為產(chǎn)品和服務(wù)創(chuàng)建更好的客戶體驗。以AWS為代表的云服務(wù)，在大數(shù)據(jù)分析、機(jī)器學(xué)習(xí)方面開發(fā)了大量的云服務(wù)，極大地降低了大數(shù)據(jù)分析和機(jī)器學(xué)習(xí)的技術(shù)門檻，提高了工作效率。

以上分析了5G、云計算、物聯(lián)網(wǎng)與邊緣計算的關(guān)系，搞清楚這些關(guān)系，有利于我們進(jìn)一步思索、探求5G時代的創(chuàng)新應(yīng)用。總體來說，5G技術(shù)將基于云計算和邊緣計算，通過萬物互聯(lián)，把智能感應(yīng)、數(shù)據(jù)分析和深度學(xué)習(xí)的能力整合在一起，全面實現(xiàn)云時代的移動智能物聯(lián)。通過將這些新技術(shù)應(yīng)用到智能交通、智能家居、智能生產(chǎn)、工業(yè)管理物聯(lián)網(wǎng)、智慧農(nóng)業(yè)、智慧醫(yī)療、智慧物流、智慧社會服務(wù)等多個領(lǐng)域，構(gòu)建高效率的公共服務(wù)和社會運(yùn)作體系，對人們生活的方方面面加以改善。
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