5G商用時代，邊緣計算＋工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)打破發(fā)展瓶頸

前言：

工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)等方向?qū)吘売嬎阌兄鴺O大的需求，而邊緣計算是個大的生態(tài)系統(tǒng)，包括軟件、硬件、工業(yè)廠商，重要的發(fā)展趨勢邊緣計算與工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)等有機融合。

5G＋AI需求推動邊緣計算不斷向前

①當(dāng)5G來臨，消費互聯(lián)網(wǎng)逐漸向產(chǎn)業(yè)互聯(lián)網(wǎng)延伸，物聯(lián)網(wǎng)、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、車聯(lián)網(wǎng)、醫(yī)療健康、在線教育、企業(yè)遠(yuǎn)程視頻會議等大帶寬、低時延、大流量的場景被激活。

②5G的一個關(guān)鍵特性是允許在基站或者網(wǎng)絡(luò)中的任何位置進(jìn)行分流，所以5G也為邊緣計算提供了技術(shù)上的可行性。

以上兩點，是邊緣計算在5G時代走上風(fēng)口的最核心原因。

5G助燃工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)

目前建5G基站并不是要替代4G的業(yè)務(wù)，我國進(jìn)入4G的時間不是很長，當(dāng)前的問題不是簡單區(qū)分4G和5G，更重要的是把移動通信和互聯(lián)網(wǎng)聯(lián)系起來。

4G在消費領(lǐng)域并沒有到消亡的階段，還有很多業(yè)務(wù)沒有完善，甚至還有很多業(yè)務(wù)有待開發(fā)。至于為何要研發(fā)5G，是因為物與物之間的互聯(lián)在連接層面提出了更大的挑戰(zhàn)，這需要5G去解決。

5G的重點是要下沉到工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)，解決物和物之間的互聯(lián)，即物和物之間信息的處理。

工業(yè)為邊緣計算落地提供土壤

而2020年是從消費互聯(lián)網(wǎng)走向產(chǎn)業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的轉(zhuǎn)折之年，也是邊緣計算領(lǐng)域真正乘風(fēng)而行的一年。

根據(jù)邊緣計算產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟（ECC）與工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟（AII）聯(lián)合發(fā)布的《邊緣計算參考架構(gòu)3．0》報告，邊緣計算是在靠近物或數(shù)據(jù)源頭的網(wǎng)絡(luò)邊緣側(cè)，融合網(wǎng)絡(luò)、計算、存儲、應(yīng)用核心能力的分布式開放平臺，就近提供邊緣智能服務(wù)，滿足行業(yè)數(shù)字化在敏捷連接、實時業(yè)務(wù)、數(shù)據(jù)優(yōu)化、應(yīng)用智能、安全與隱私保護(hù)等方面的關(guān)鍵需求。

工業(yè)領(lǐng)域或許將為邊緣計算的落地提供優(yōu)渥的“土壤”，很多典型的工業(yè)場景對邊緣計算存在天然的需求。

工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的傳統(tǒng)架構(gòu)受到挑戰(zhàn)

隨著可穿戴設(shè)備、智能電表、智能家居、車聯(lián)網(wǎng)和大規(guī)模無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展，工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)被視為是工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的未來，工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備和傳感器的數(shù)量大大增加，對工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)提出了挑戰(zhàn)。

由于接入網(wǎng)絡(luò)的工業(yè)智能設(shè)備越來越多，不僅會占用大量網(wǎng)絡(luò)帶寬，而且會加重工業(yè)云數(shù)據(jù)中心的負(fù)擔(dān)，數(shù)據(jù)傳輸和信息獲取的情況將越來越糟，由此引發(fā)的服務(wù)中斷、網(wǎng)絡(luò)延遲等問題將嚴(yán)重制約我國工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用和發(fā)展。

工業(yè)網(wǎng)絡(luò)中的反饋閉環(huán)控制流從傳感器到邊緣控制節(jié)點，最后到執(zhí)行器，在此閉環(huán)中的傳感器會生成周期性的數(shù)據(jù)包，在網(wǎng)絡(luò)上產(chǎn)生大量實時感知的數(shù)據(jù)流業(yè)務(wù)。

同時，網(wǎng)絡(luò)中運行著多個非常重要的控制流，每個控制流的關(guān)鍵性和優(yōu)先級也不同。在云端協(xié)同、管控一體化的工業(yè)異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)中，管理層面獲取的現(xiàn)場生產(chǎn)信息、下達(dá)的排產(chǎn)計劃和調(diào)度以交互流的形式在網(wǎng)絡(luò)上傳輸。

此外，由于工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)設(shè)備和集中式的云計算數(shù)據(jù)中心的傳輸距離較遠(yuǎn)，工業(yè)領(lǐng)域一些需要移動支持、位置感知和低延遲的應(yīng)用的服務(wù)質(zhì)量也難以得到保證。

邊緣計算＋工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)可打破瓶頸

邊緣計算是將集中式的計算資源分散到數(shù)據(jù)產(chǎn)生源附近，并且將一部分計算任務(wù)分配到邊緣層計算資源中，以提高計算任務(wù)的實時性。

在工業(yè)控制系統(tǒng)中，位于底層、嵌于PLC、DCS等設(shè)備或者系統(tǒng)中的計算資源，即可圖1工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)處理架構(gòu)作為邊緣計算的資源。

這些紛雜、獨立的邊緣資源如能充分實現(xiàn)互聯(lián)、互通、互操作，并充分標(biāo)準(zhǔn)化和平臺化，將很好地滿足現(xiàn)代工業(yè)應(yīng)用場景在實時、安全、大容量、高速度、自適應(yīng)計算和通信等方面的要求。

為實際生產(chǎn)中的工業(yè)自動化金字塔，邊緣計算位于過程控制系統(tǒng)層和機器控制層之間，在離工業(yè)現(xiàn)場最近的地方，就近提供邊緣智能服務(wù)，在邊緣側(cè)直接采集、感知、分析、預(yù)測、優(yōu)化、決策，實現(xiàn)實際生產(chǎn)中的工業(yè)自動化，提高工業(yè)現(xiàn)場的確定性和業(yè)務(wù)實時性。

同時，邊緣計算可以同云計算進(jìn)行協(xié)同交互，并將生產(chǎn)數(shù)據(jù)分析結(jié)果反饋給ERP系統(tǒng)，滿足制造企業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型中在實時業(yè)務(wù)、數(shù)據(jù)優(yōu)化、應(yīng)用智能、安全保護(hù)等方面的需求。

工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)環(huán)境，從網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的角度來說，有兩個特殊需求，一個是極高的可靠性，另一個，就是極低的時延。

工業(yè)自動化技術(shù)的演進(jìn)，使得現(xiàn)在工業(yè)設(shè)備的運轉(zhuǎn)速度和工作精度遠(yuǎn)超以往。如果網(wǎng)絡(luò)不能實現(xiàn)實現(xiàn)低時延，將不能滿足很多工業(yè)場景的需求。為了降低時延，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)引入了邊緣計算。

不過，在邊緣計算應(yīng)用到工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的過程中，邊緣計算也為用戶帶來了一定的安全隱患。因此，在工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)與邊緣計算深度融合的過程中，解決安全問題帶來的痛點、難點勢在必行。

工業(yè)智能化的“最佳搭檔”

根據(jù)實驗網(wǎng)和早期商用部署的速度，顯然，我國產(chǎn)業(yè)生態(tài)力求在邊緣計算發(fā)展中發(fā)揮主導(dǎo)作用。眾多公司正全力推動邊緣計算的發(fā)展，其中三大電信運營商以及華為、中興、諾基亞、愛立信等主要網(wǎng)絡(luò)供應(yīng)商發(fā)力最大。

邊緣計算生態(tài)的合作也在本地產(chǎn)業(yè)組織（ECC、CAICT、CCSA、5G DNA）和國際組織（ETSI、3GPP、GSMA）的推動下不斷擴大。

我國政府致力于打造為新型技術(shù)強國，而工業(yè)4．0是推動數(shù)字化進(jìn)程的主要驅(qū)動力，為5G和物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展提供支撐。

我國擁有全球最大、最發(fā)達(dá)的物聯(lián)網(wǎng)市場，三大運營商制定了宏大的5G規(guī)劃，包括計劃從2020年推出的5G SA網(wǎng)絡(luò)。在5G和物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域的領(lǐng)先地位為邊緣計算產(chǎn)業(yè)發(fā)展創(chuàng)造了良好的產(chǎn)業(yè)環(huán)境。

結(jié)尾：

隨著5G技術(shù)正式商用，邊緣計算正重塑計算、存儲和網(wǎng)絡(luò)的形態(tài)，成為工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的標(biāo)配。

雖然邊緣計算能為工業(yè)企業(yè)帶來諸多受益，但是如果只把邊緣計算簡單看作一種技術(shù)，那可能還是低估了它的價值。從某種意義上來說，邊緣計算正在驅(qū)動整個產(chǎn)業(yè)鏈的變革。

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