5G、云計(jì)算、物聯(lián)網(wǎng)與邊緣計(jì)算之間是怎樣相互聯(lián)系的

2019年10月31日，工信部與三大運(yùn)營(yíng)商正式宣布啟動(dòng)5G業(yè)務(wù)，中國(guó)正式進(jìn)入了5G商用時(shí)代。5G跟云計(jì)算是什么關(guān)系？5G時(shí)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(jì)算在5G和云計(jì)算時(shí)代處地什么位置？本文試圖對(duì)這些問(wèn)題做一個(gè)梳理。

通過(guò)云計(jì)算實(shí)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(zhǎng)，需要更大規(guī)模的核心網(wǎng)絡(luò)與之相適應(yīng)。

在4G時(shí)代，核心網(wǎng)通常都使用專(zhuān)用硬件。進(jìn)入5G時(shí)代，就像企業(yè)網(wǎng)經(jīng)歷了從專(zhuān)用服務(wù)器向X86服務(wù)器虛擬化轉(zhuǎn)變、向云計(jì)算轉(zhuǎn)變一樣，數(shù)據(jù)通信的核心網(wǎng)也步入虛擬化時(shí)代，用X86服務(wù)器等通用設(shè)備替代專(zhuān)用的硬件。這種技術(shù)有一個(gè)專(zhuān)門(mén)的名稱(chēng)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(jì)算來(lái)構(gòu)建核心網(wǎng)，更加方便、快捷、低成本。因?yàn)槭澜缟弦呀?jīng)有相當(dāng)規(guī)模的云基礎(chǔ)設(shè)施，可以按需使用，規(guī)模可伸可縮。

在美國(guó)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(jiǎng)。Transatel是一家法國(guó)的移動(dòng)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(guó)、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(chē)和工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)多個(gè)領(lǐng)域。這家公司今年剛剛被NTT通信集團(tuán)收購(gòu)到旗下。Transatel公司首席執(zhí)行副官（Deputy CEO）Bertrand Salomon對(duì)Afirmed Networks公司的vEPC方案評(píng)價(jià)說(shuō)：“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(dòng)核心網(wǎng)解決方案，將改寫(xiě)行業(yè)規(guī)則?！?/p>

之所以說(shuō)改寫(xiě)行業(yè)規(guī)則，是因?yàn)橛辛诉@樣的方案。不需要傳統(tǒng)運(yùn)營(yíng)商那樣大規(guī)模的基礎(chǔ)設(shè)施投入，就可以組織運(yùn)營(yíng)商級(jí)別的核心網(wǎng)，而且可以根據(jù)用戶(hù)規(guī)模按需縮放。

通過(guò)5G和云計(jì)算組建邊緣網(wǎng)絡(luò)

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

Athonet邊緣節(jié)點(diǎn)是跟AWS云連接的，通過(guò)AWS云進(jìn)行管理。Athonet邊緣節(jié)點(diǎn)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(shí)，減少網(wǎng)絡(luò)抖動(dòng)（網(wǎng)絡(luò)不會(huì)忽快忽慢），安全性增加，更經(jīng)濟(jì)，支持苛刻的邊緣計(jì)算場(chǎng)景。邊緣網(wǎng)絡(luò)通過(guò)連接到AWS云，可以實(shí)現(xiàn)更復(fù)雜的功能，例如身份驗(yàn)證、移動(dòng)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(wèn)題，或者在運(yùn)營(yíng)商沒(méi)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(wèn)題，也可以由持牌的運(yùn)營(yíng)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(hù)可以按使用量付費(fèi)。

通過(guò)5G和云服務(wù)實(shí)現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)

通過(guò)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(lái)說(shuō)，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(hù)體驗(yàn)，又可以將計(jì)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。

5G網(wǎng)絡(luò)之外云端和邊緣通過(guò)多種方式協(xié)同

任何一種網(wǎng)絡(luò)都不是萬(wàn)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(chǎng)合，可能5G也無(wú)能為力，可能需要考慮專(zhuān)門(mén)的邊緣計(jì)算。邊緣計(jì)算跟物聯(lián)網(wǎng)的類(lèi)似之處在于，在網(wǎng)絡(luò)連接方面都有可能不是實(shí)時(shí)的，需要先在端側(cè)進(jìn)行一些計(jì)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(jì)算的時(shí)候，其計(jì)算能力通常比物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備更強(qiáng)大。但是廣義地說(shuō)，物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備所進(jìn)行的計(jì)算處理，或許也可以稱(chēng)作邊緣計(jì)算。

從AWS來(lái)看，目前主要有三種支撐邊緣計(jì)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(gè)便攜式的設(shè)備，配置數(shù)十TB的存儲(chǔ)能力和較強(qiáng)的計(jì)算能力，支持存儲(chǔ)和計(jì)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(duì)船舶、風(fēng)車(chē)和遠(yuǎn)程工廠等沒(méi)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(lèi)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(méi)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(dú)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(guò)衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)接收特定客戶(hù)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。

通過(guò)云計(jì)算分析5G時(shí)代的大量數(shù)據(jù)

5G時(shí)代會(huì)產(chǎn)生大量的數(shù)據(jù)。根據(jù)麥肯錫的報(bào)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)44ZB的數(shù)據(jù)。這些數(shù)據(jù)，只有通過(guò)基于云計(jì)算的大數(shù)據(jù)存儲(chǔ)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(shí)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(yíng)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(yíng)策略，優(yōu)化和自動(dòng)化業(yè)務(wù)流程，為產(chǎn)品和服務(wù)創(chuàng)建更好的客戶(hù)體驗(yàn)。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(kāi)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(mén)檻，提高了工作效率。

以上分析了5G、云計(jì)算、物聯(lián)網(wǎng)與邊緣計(jì)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(shí)代的創(chuàng)新應(yīng)用?？傮w來(lái)說(shuō)，5G技術(shù)將基于云計(jì)算和邊緣計(jì)算，通過(guò)萬(wàn)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(shí)現(xiàn)云時(shí)代的移動(dòng)智能物聯(lián)。通過(guò)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(huì)服務(wù)等多個(gè)領(lǐng)域，構(gòu)建高效率的公共服務(wù)和社會(huì)運(yùn)作體系，對(duì)人們生活的方方面面加以改善。

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