5G、云計算、物聯(lián)網(wǎng)與邊緣計算的相輔相承

近日，工信部與三大運營商正式宣布啟動5G業(yè)務，中國正式進入了5G商用時代。5G跟云計算是什么關系？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)絡的創(chuàng)新。

5G技術提高數(shù)據(jù)傳輸帶寬和速度，提高了設備接入的規(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)絡與之相適應。

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

進一步，直接利用云計算來構建核心網(wǎng)，更加方便、快捷、低成本。因為世界上已經(jīng)有相當規(guī)模的云基礎設施，可以按需使用，規(guī)模可伸可縮。

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)絡提供商/集成商，在物聯(lián)網(wǎng)連接技術方面非常，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，覆蓋消費電子物聯(lián)網(wǎng)、網(wǎng)聯(lián)汽車和工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)多個領域。這家公司今年剛剛被NTT通信集團收購到旗下。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)運營商那樣大規(guī)模的基礎設施投入，就可以組織運營商級別的核心網(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。

另一家叫Athonet的公司。它基于5G和云計算組建邊緣網(wǎng)絡，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邊緣結點，基于5G網(wǎng)絡組建自己的邊緣網(wǎng)絡。

Athonet邊緣節(jié)點是跟AWS云連接的，通過AWS云進行管理。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)絡抖動（網(wǎng)絡不會忽快忽慢），安全性增加，更經(jīng)濟，支持苛刻的邊緣計算場景。邊緣網(wǎng)絡通過連接到AWS云，可以實現(xiàn)更復雜的功能，例如身份驗證、移動性和漫游等等。

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

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

通過5G可以連接大量的設備，因此5G網(wǎng)絡成為物聯(lián)網(wǎng)的重要連接技術。而以AWS為代表的云服務商，推出了一系列適用于物聯(lián)網(wǎng)設備的云服務。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，提供了物聯(lián)網(wǎng)設備組網(wǎng)、設備管理、設備控制、安全保護、數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)分析、機器學習推理等功能。將這些物聯(lián)網(wǎng)服務部署在設備端，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)絡邊緣位置，為第三方應用集成創(chuàng)造了新的空間。

4.5G網(wǎng)絡之外云端和邊緣通過多種方式協(xié)同。

任何一種網(wǎng)絡都不是萬能的，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)絡連接方面都有可能不是實時的，需要先在端側進行一些計算處理，然后將處理的結果同步到云端。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)設備更強大。但是廣義地說，物聯(lián)網(wǎng)設備所進行的計算處理，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。一是AWS的數(shù)據(jù)遷移設備Amazon Snowball Edge。它是一個便攜式的設備，配置數(shù)十TB的存儲能力和較強的計算能力，支持存儲和計算等方面的云服務。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、風車和遠程工廠等沒有網(wǎng)絡連接的環(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設備運輸?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支持的云服務更多，它支持AWS絕大多數(shù)的云服務。AWS Outpost可以部署在企業(yè)自己的數(shù)據(jù)中心或托管機房，當然也可以部署在沒有網(wǎng)絡連接的地方，例如礦山、遠程工廠。在企業(yè)本地使用AWS Outpost，就像使用AWS云一樣，運行應用，處理數(shù)據(jù)，然后以適當?shù)念l率將AWS Outpost的處理結果與云端同步。三是AWS獨特的衛(wèi)星地面站服務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，通信服務提供商將為5G和物聯(lián)網(wǎng)的應用產(chǎn)生多達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習的數(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，將為電信運營商節(jié)約30%的成本。人工智能、機器學習將幫助電信企業(yè)分析數(shù)據(jù)，確定更好的運營策略，優(yōu)化和自動化業(yè)務流程，為產(chǎn)品和服務創(chuàng)建更好的客戶體驗。以AWS為代表的云服務，在大數(shù)據(jù)分析、機器學習方面開發(fā)了大量的云服務，極大地降低了大數(shù)據(jù)分析和機器學習的技術門檻，提高了工作效率。

以上分析了5G、云計算、物聯(lián)網(wǎng)與邊緣計算的關系，搞清楚這些關系，有利于我們進一步思索、探求5G時代的創(chuàng)新應用?？傮w來說，5G技術將基于云計算和邊緣計算，通過萬物互聯(lián)，把智能感應、數(shù)據(jù)分析和深度學習的能力整合在一起，全面實現(xiàn)云時代的移動智能物聯(lián)。通過將這些新技術應用到智能交通、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、智慧社會服務等多個領域，構建高效率的公共服務和社會運作體系，對人們生活的方方面面加以改善。

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