【灼识咨询5G专题一】5G时代布局核心技术-边缘计算

由于能够以低时延，高速率，低能耗提供5G无线网络中多样化的业务场景，边缘计算正成为5G时代最重要的核心技术之一。本文旨在介绍边缘计算产生的背景、应用需求、技术特性、应用场景，以及一直以来关注并深度了解5G行业的灼识咨询对于未来边缘计算的使用需求的市场规模估算与市场玩家分析。

5G应用场景中的低时延，高速率的数据传输需求催生了边缘计算

根据国际电信联盟（International Telecommunication Union）对5G的标准要求，5G将包括三大应用场景：eMBB（增强型移动宽带），mMTC（海量机器类通信，主要指物联网）和 uRLLC（超可靠低时延通信）。下图展示了5G时代的三大应用场景以及各自的代表应用：

这些广泛的运用均存在共同的需求：对于网络的传输速度，处理速度以及回馈速度均有严格的要求。例如在未来的车联网应用中（既属于mMTC，也属于URLLC），车内及车身传感器收集到的数据能否低时延地传输到云端，核心云能否将指令再低时延地回馈给行驶中的车辆，将很大程度上决定了车联网系统的安全性；同样的，除了远程医疗，智能工厂等URLLC应用，物联网及eMBB等应用均存在对于数据高速传输及低时延的需求。

虽然5G时代数据传输速度已经是毫秒级别，但从物理终端到核心云端再返回的数据传输时间还是会受限于两者之间的物理距离以及核心云端的负载情况等因素，因此，将所有计算需求堆积在远端的核心云计算服务器上并不是满足低时延，高速率的最优解决方案。

边缘计算应运而生。

边缘计算部署于网络边缘，就近处理终端数据需求，大大降低通讯时延

边缘计算是一种有别于云计算的全新部署方案，通过将小型数据中心或带有缓存，计算处理能力的节点部署在网络边缘，与移动设备，传感器和用户紧密相连，从而大幅减少核心网络负载，降低数据传输时延。

例如，在远程医疗中，远程控制和数据传输对通讯的实时性要求很高，如果数据分析和控制全部都集中在较远的核心云端完成，则难以满足业务的实时性需要。边缘计算恰恰可以解决这一问题：边缘计算可以实现流量卸载，远程终端（如医疗机械臂）的微型处理器可以根据当前应用对时延的容忍程度，自身处理能力以及能耗等因素判断是否需要流量卸载；如果需要进行流量卸载，如计算密集型和时延敏感型应用可以先在边缘计算平台上进行第一步处理；等待时延和回程链路负载允许的情况下，计算密集型应用也可以进一步卸载到核心网络上以获得更充足和强大的计算资源。

下图展示了在云计算实现的过程中，边缘计算如何在网络边缘快速收集应用信息，并作出反应：

边缘计算已经实现在数个应用中助力实现高速率，低时延的通信需求

边缘计算作为未来5G世界中连接物理世界与数字世界的节点，在诸多应用中已经落地实施。目前最主流的一些应用主要包括视频优化加速，监控视频流分析，车联网，企业信息服务，物联网应用，辅助敏感计算以及AR与VR的增强技术。

下图展示了边缘计算在如今的全球市场中实现的部分应用及其作用机理：

未来，随着边缘计算进入越来越多的行业，其能够实现的优化作用将逐渐加强，尤其是在优化现有传统的产业方面，将为边缘计算带来无穷的想象空间。据灼识咨询预测，到2025年，在全球范围内，边缘计算的需求将会扩大到约2100亿美元，体量巨大的可触及市场主要由交通物流（占比约19%），交叉垂直领域应用（占比约18%），零售行业（占比约12%），媒体与娱乐行业（占比约10%），公共服务行业（占比约10%），能源与材料行业（占比约7%），先进制造行业（占比约5%）及医疗健康行业（占比约5%）组成。

下图展示了预计到2025年，全球边缘计算市场，以不同行业的需求量计，将达到的市场规模：

全球边缘计算市场规模预测及主要推动力分析

全球边缘计算市场从2015年开始出现，以需求量计的整体市场规模从17.8亿美元增长到2018年的163.2亿美元，持年均复合增长率109.3%，到2025年将达到约2,069.3亿美元，在未来6年间将持复合增长率约39.2%。

灼识咨询认为，支持全球边缘计算市场快速增长的增长推动力主要来自以下五个方面：

➤ 多样化连接与数据移动性需求的增长：随着5G时代的到来，由于通信频率的变高，波长变短，信号穿透墙体或者障碍物的能力在下降；虽然5G运营商在努力增加其微基站的数量以提供稳定的信号，但是信号的稳定性的确是5G时代的一个重要问题，尤其是处于对可靠性有极高要求的应用环境中。边缘计算可以在存在网络限制或只能间歇性连接到云的地方运行，实现数据的计算，存储，备份和分析等服务，因此对于连接稳定性有需求的应用场景对于边缘计算的需求会不断增长。

➤ 实时决策需求的增长：在边缘计算的案例中，通常需要云端立即处理数据；例如，用于自动驾驶汽车或自动拣选机器，这些设备和平台需要能够在本地进行分析，而无需先将数据发送到云，从而快速做出决策，而随着工业智能化以及车联网未来的快速发展，对于边缘计算的需求也将快速增长。

➤ 本地化计算能力需求的增长：在传统的本地化计算转化为云计算的过程中，我们不可否认本地计算的重要性，而边缘计算正是融合了云计算与本地计算的产物，既有云计算的处理速度快，数据存储量大，多端联动的优点，也具备了与实体距离近，反馈速度快，量级轻等本地计算的优点；而且边缘计算节点多是轻量级设备，可以在不支持更大计算能力的情况下快速，安全地做出决策。

➤ 新的存储和安全需求的增长：随着在远程设备和移动设备上传感器产生的数据的爆发式增长，尤其是物联网的到来带来的数据指数级增长，对可以在各种环境中有效保护数据，存储数据的需求也在快速增长，边缘计算可以阶段式收集传感器数据，进行自我甄别，筛选，选择性地报告给核心云，有效降低核心云的数据存储压力；同时，实时同步物理世界的特性也可以大大降低数据丢失或被破坏的风险；因此，边缘计算在数据存储和保护方面的优异性能将带来需求的快速增长。

➤ 低能耗计算需求的增长：物理环境与网络边缘处的功率和能耗在未来将会尤为重要，当所有人和物均被连入网络之后，稳定的能源供应变得不那么可靠了，基础设施变化正在推动边缘解决方案的性能和功能的界限。特别是在工业应用中，边缘计算机需要能够在并不稳定的能源供应的情况下工作，因此，低能耗的云计算设备将会成为未来的核心需求之一。

国际巨头及国内厂商均积极布局边缘计算

从2012年开始，国际巨头如IBM, Intel, Cisco, Google, Amazon等已经纷纷提出自己的边缘计算解决方案或平台，下图展示了来自Intel的边缘计算平台的业务模式：

在国内，BATH等科技巨头都积极在边缘计算领域展开布局。其中以华为的涉猎最广，布局最深。下图展示了来自华为的边缘计算平台的业务模式：