1.背景：

邊緣計算(suàn)是爲應用(yòng)開發者和(hé)服務提供商在網絡的(de)邊緣側提供雲服務和(hé) IT 環境服務，“邊緣”指的(de)是位于管理(lǐ)域的(de)邊緣，盡可(kě)能地靠近數據源或用(yòng)戶。其目标是在靠近數據輸入或用(yòng)戶的(de)地方提供計算(suàn)、存儲和(hé)網絡帶寬。但不同的(de)行業對(duì)應邊緣計算(suàn)的(de)定義可(kě)能不同。基于物(wù)聯網技術的(de)行業更多(duō)的(de)邊緣側旨在設備端。

邊緣計算(suàn)與 IoT 雲平台，邊緣計算(suàn)與雲計算(suàn)平台将是共生互補。邊緣計算(suàn)并不會取代雲計算(suàn)，而是通(tōng)過邊緣側的(de)算(suàn)力，讓傳統的(de)雲計算(suàn)框架進一步去中心化(huà)，在邊緣側完成部分(fēn)計算(suàn)工作，然後将結果彙聚到雲端進行統一處理(lǐ)。雲端也(yě)可(kě)以通(tōng)過 OTA，模型的(de)訓練後的(de)下(xià)放與邊緣端集成到一起。雲端仍舊(jiù)可(kě)以處理(lǐ)時(shí)間不敏感的(de)應用(yòng)場(chǎng)景，通(tōng)過數據的(de)彙聚以及雲端的(de)大(dà)數據分(fēn)析進一步爲業務的(de)決策提供數據支撐。

2.邊緣計算(suàn)落地應用(yòng)：

（1）分(fēn)類标準：

正如邊緣計算(suàn)定義不唯一，不同企業和(hé)機構對(duì)于邊緣計算(suàn)應用(yòng)場(chǎng)景的(de)分(fēn)類也(yě)是不唯一的(de)。

根據不同評價維度，有多(duō)種分(fēn)類方法：

開放數據中心标準促進委員(yuán)會根據技術特性匹配度劃分(fēn)七大(dà)技術應用(yòng)場(chǎng)景（5G、物(wù)聯網、人(rén)工智能、工業互聯網、車聯網、内容分(fēn)發網絡和(hé)AR/VR）和(hé)十五大(dà)業務應用(yòng)場(chǎng)景（醫療、交通(tōng)、金融、工業、教育、物(wù)流、城(chéng)市、電力、安防、家居、樓宇、娛樂(yuè)、餐飲、會展與農業）；

工業互聯網産業聯盟根據細分(fēn)價值市場(chǎng)的(de)維度分(fēn)爲電信運營商邊緣計算(suàn)、企業與物(wù)聯網邊緣計算(suàn)和(hé)工業邊緣計算(suàn)；根據業務形态分(fēn)爲物(wù)聯網、工業、智慧家庭、廣域接入網絡、邊緣雲和(hé)多(duō)接入邊緣計算(suàn)MEC；

阿裏和(hé)電子技術标準化(huà)研究院根據覆蓋範圍分(fēn)爲全網覆蓋類和(hé)本地覆蓋。

（2）垂直領域：

在衆多(duō)垂直行業新興業務中，對(duì)邊緣計算(suàn)的(de)需求主要體現在時(shí)延、帶寬和(hé)安全三個(gè)方面。中國移動分(fēn)析，目前智能制造、智慧城(chéng)市、直播遊戲和(hé)車聯網4個(gè)垂直領域對(duì)邊緣計算(suàn)的(de)需求最爲明(míng)确。

智能制造

在智能制造領域，工廠利用(yòng)邊緣計算(suàn)智能網關進行本地數據采集，并進行數據過濾、清洗等實時(shí)處理(lǐ)。同時(shí)邊緣計算(suàn)還(hái)可(kě)以提供跨層協議(yì)轉換的(de)能力，實現碎片化(huà)工業網絡的(de)統一接入。一些工廠還(hái)在嘗試利用(yòng)虛拟化(huà)技術軟件實現工業控制器，對(duì)産線機械臂進行集中協同控制，這(zhè)是一種類似于通(tōng)信領域軟件定義網絡中實現轉控分(fēn)離的(de)機制，通(tōng)過軟件定義機械的(de)方式實現了(le)機控分(fēn)離。

智慧城(chéng)市

智慧城(chéng)市，主要包括智慧樓宇、物(wù)流和(hé)視頻(pín)監控等多(duō)個(gè)方面。邊緣計算(suàn)可(kě)以實現對(duì)城(chéng)市中運行參數進行采集分(fēn)析。例如，在城(chéng)市路面檢測中，在道路兩側路燈上安裝傳感器收集城(chéng)市路面信息，檢測空氣質量、光(guāng)照(zhào)強度、噪音(yīn)水(shuǐ)平等環境數據，當路燈發生故障時(shí)能夠及時(shí)反饋至維護人(rén)員(yuán)。邊緣計算(suàn)還(hái)可(kě)以利用(yòng)本地部署的(de)GPU服務器，實現毫秒級的(de)人(rén)臉識别、物(wù)體識别等智能圖像分(fēn)析。

直播遊戲

在直播遊戲領域，邊緣計算(suàn)可(kě)以爲CDN提供豐富的(de)存儲資源，并在更加靠近用(yòng)戶的(de)位置提供音(yīn)視頻(pín)的(de)渲染能力，讓雲桌面，雲遊戲等新型業務模式成爲可(kě)能。特别在AR/VR場(chǎng)景中，邊緣計算(suàn)的(de)引入可(kě)以大(dà)幅降低AR/VR終端設備的(de)複雜(zá)度，從而降低成本，促進整體産業的(de)高(gāo)速發展。

車聯網

車聯網業務對(duì)時(shí)延的(de)需求非常苛刻，邊緣計算(suàn)可(kě)以爲防碰撞、編隊等自動/輔助駕駛業務提供毫秒級的(de)時(shí)延保證，同時(shí)可(kě)以在基站本地提供算(suàn)力，支撐高(gāo)精度地圖的(de)相關數據處理(lǐ)和(hé)分(fēn)析，更好地支持視線盲區(qū)的(de)預警業務。

除了(le)上述垂直行業的(de)應用(yòng)場(chǎng)景之外，邊緣計算(suàn)還(hái)存在一種較爲特殊的(de)需求——本地專網。很多(duō)企業用(yòng)戶都希望運營商在園區(qū)本地可(kě)以提供分(fēn)流能力，将企業自營業務的(de)流量直接分(fēn)流至企業本地的(de)數據中心進行相應的(de)業務處理(lǐ)。比如在校園實現内網本地通(tōng)信和(hé)課件共享，在企業園區(qū)分(fēn)流至私有雲實現本地 ERP 業務，在公共服務/政務園區(qū)提供醫療、圖書(shū)館等數據業務。在這(zhè)一類應用(yòng)場(chǎng)景中，運營商爲客戶的(de)本地邊緣計算(suàn)業務提供了(le)專線服務。

3.具體應用(yòng)實例：

邊緣計算(suàn)落地應用(yòng)實例衆多(duō)。2020年初，受新冠疫情影(yǐng)響，在校學生不能及時(shí)返回學校上課，使得(de)“遠(yuǎn)程授課和(hé)在線課堂”成爲熱(rè)點，又因互動課堂的(de)業務需求與邊緣計算(suàn)擅長(cháng)的(de)領域相吻合，顧以互動課堂場(chǎng)景爲例進行介紹：

阿裏雲互動課堂場(chǎng)景 

在線互動課堂場(chǎng)景具有大(dà)帶寬、長(cháng)鏈路傳輸、廣覆蓋的(de)業務特點，同時(shí)因爲教學的(de)實時(shí)性和(hé)互動性，對(duì)于網絡的(de)低延時(shí)和(hé)抗抖動能力也(yě)有較高(gāo)的(de)要求。

假設一個(gè)位于上海的(de)老師在給遍布全國各地的(de)學生講課，一旦中間網絡發生抖動，就會出現卡頓、音(yīn)畫(huà)不同步、互動延遲等問題，學生提的(de)問題老師沒有及時(shí)回答(dá)，學生的(de)積極性也(yě)會下(xià)降，授課效果必然會大(dà)打折扣。

在線互動課堂的(de)技術挑戰

第一，網絡延時(shí)是互動課堂的(de)核心影(yǐng)響因素之一，該業務場(chǎng)景對(duì)網絡丢包敏感，網絡丢包可(kě)能直接導緻用(yòng)戶掉線、視頻(pín)卡頓、推流失敗等。

第二，學生遍布各地，基于就近接入原則，平台需要在全國各主要城(chéng)市部署接入服務器，理(lǐ)論上城(chéng)市覆蓋數越多(duō)，接入效果越好，用(yòng)戶體驗提升越明(míng)顯，但是這(zhè)會面臨高(gāo)昂的(de)成本。

第三，在暑期等業務高(gāo)峰期，流量大(dà)幅增長(cháng)，而傳統IDC機房(fáng)建設周期爲3-6個(gè)月(yuè)，無法及時(shí)響應平台在服務器資源、帶寬資源以及專線資源方面的(de)快(kuài)速擴容需求，同時(shí)大(dà)量的(de)資源建設在業務高(gāo)峰度過之後會面臨閑置，急需利用(yòng)雲的(de)彈性能力來(lái)解決難題。

邊緣計算(suàn)爲在線互動課堂帶來(lái)的(de)價值

大(dà)帶寬、廣覆蓋、強互動、低延時(shí)，在線互動課堂與邊緣計算(suàn)的(de)應用(yòng)場(chǎng)景天然契合。

首先，邊緣計算(suàn)可(kě)以在更靠近終端的(de)網絡邊緣上提供服務，全域覆蓋的(de)節點資源，仿佛打造了(le)一張覆蓋全國的(de)高(gāo)質量、低成本的(de)實時(shí)視頻(pín)轉發網絡。在K12在線輔導業務場(chǎng)景中，空間距離的(de)縮短可(kě)以減少複雜(zá)的(de)長(cháng)鏈路傳輸網絡中，各種路由轉發和(hé)網絡設備處理(lǐ)的(de)延時(shí)和(hé)傳輸時(shí)間，同時(shí)可(kě)以更好的(de)避免網絡抖動帶來(lái)的(de)掉線和(hé)卡頓問題，在互動課堂業務場(chǎng)景中整體低時(shí)延、強互動體驗提升明(míng)顯。

同時(shí)，視頻(pín)類大(dà)流量業務的(de)處理(lǐ)放到邊緣完成，在大(dà)型公開課、名師講堂直播等場(chǎng)景下(xià)會産生高(gāo)并發訪問，通(tōng)過分(fēn)布式的(de)架構分(fēn)散中心處理(lǐ)的(de)壓力，也(yě)能夠有效避免網絡擁塞，同時(shí)降低将數據傳回源站的(de)帶寬成本。

之前假設的(de)上海老師給全國學生授課的(de)場(chǎng)景中，上海的(de)老師授課媒體流會推到就近的(de)邊緣節點，在邊緣節點直接進行轉碼，轉碼後的(de)媒體流會分(fēn)發到CDN邊緣節點，當有用(yòng)戶訪問時(shí)直接就近返回内容。

對(duì)于常見的(de)跨國授課來(lái)說，阿裏雲邊緣計算(suàn)也(yě)能通(tōng)過國際高(gāo)速通(tōng)道将海外的(de)授課媒體流轉發回國内的(de)雲中心，再通(tōng)過邊緣雲智能選路系統以及遍布全國的(de)邊緣轉發網絡，将授課内容實時(shí)、高(gāo)質量的(de)呈現在學生面前。

4.未來(lái)趨勢：

Gartner公司^[8]于2019年發布報告，認爲邊緣計算(suàn)能夠解決數字業務場(chǎng)景下(xià)雲計算(suàn)的(de)延遲、帶寬、自主性和(hé)隐私需求問題，其具體應用(yòng)将由人(rén)、設備和(hé)業務之間的(de)數字業務交互來(lái)定義，在未來(lái)擁有十分(fēn)廣闊的(de)發展前景，超過90%的(de)企業都将開啓自身在邊緣計算(suàn)的(de)獨特應用(yòng)，并将在未來(lái)發展成爲一個(gè)頗具規模的(de)行業。

爲了(le)幫助企業制定具備價值的(de)長(cháng)期性邊緣計算(suàn)發展戰略，Gartner基于人(rén)、設備和(hé)業務之間的(de)交互結構和(hé)關系，定義了(le)12個(gè)邊緣計算(suàn)的(de)應用(yòng)場(chǎng)景。

根據圖上所示，由最頂端的(de)應用(yòng)依照(zhào)順時(shí)針方向，依次介紹：

1. 分(fēn)布式業務處理(lǐ)（Distributed Business Processing）

邊緣計算(suàn)能夠有效解決企業間交互（B2B），因位置和(hé)時(shí)間帶來(lái)的(de)安全和(hé)延時(shí)問題。

■合規監控
■财務交易分(fēn)析
■遠(yuǎn)程辦公/分(fēn)公司(ROBO)

2. 個(gè)人(rén)監測（Personal Monitoring）

邊緣計算(suàn)将爲用(yòng)戶提供選項來(lái)控制他(tā)們的(de)數據存儲在哪裏，如何使用(yòng)。

■可(kě)穿戴設備(包括健康監視器、健身設備、脈搏追蹤器)

3. 沉浸式體驗（Immersive Experiences）

邊緣計算(suàn)将使更實時(shí)、更互動、更個(gè)人(rén)化(huà)的(de)人(rén)與企業的(de)交互成爲可(kě)能，這(zhè)種數字互動亦可(kě)以雙向的(de)。

■身臨其境的(de)電子商務
■虛拟現實(VR)互動娛樂(yuè)
■VR/MR工作區(qū)

4. 客戶端内容交付（Client Content Delivery）

邊緣計算(suàn)通(tōng)過緩存與用(yòng)戶更接近的(de)大(dà)量用(yòng)戶的(de)數據，可(kě)以減少計算(suàn)消耗的(de)帶寬和(hé)延遲問題。

■流媒體視頻(pín)
■存儲網關/緩存

5. 沉浸式協作（Immersive Collaboration）

■VR/MR會議(yì)室、教室、自習(xí)室
■多(duō)人(rén)遊戲

6. 沉浸式報告（Immersive Report）

設備可(kě)以用(yòng)更直觀、更沉浸式的(de)方式向人(rén)們提供額外的(de)數字信息。

邊緣計算(suàn)可(kě)以支持斷網後的(de)本地互聯。

■AR工業設備狀态和(hé)維護
■AR店(diàn)内購(gòu)物(wù)
■汽車顯示盤，顯示附近商店(diàn)和(hé)餐館的(de)詳細信息
■接近危險物(wù)體時(shí)手機振動（比如不安全地經過人(rén)行橫道）

7. 沉浸式交互（Immersive Interactions）

與人(rén)交互的(de)場(chǎng)景都對(duì)低延時(shí)和(hé)操作連續性有較高(gāo)的(de)需求。

■智能助手（根據需要提供信息）
■混合現實交互（Mixed reality interactions）
■觸覺互聯網（Tactile internet）

8. 沉浸式控制（Immersive Control）

随著(zhe)設備的(de)數字化(huà)與智能化(huà)，人(rén)們可(kě)以用(yòng)更加自然、沉浸的(de)方式控制設備。

邊緣計算(suàn)可(kě)以支持斷網後的(de)本地互聯。

■免提機器人(rén)手術（會話(huà)接口-語音(yīn)命令，邊緣計算(suàn)将可(kě)以讓智能設備通(tōng)過沒有連接互聯網的(de)APP實現自主控制和(hé)外部交互）

9. 系統自動化(huà)（System Automation）

邊緣計算(suàn)可(kě)以減少遠(yuǎn)程集中、分(fēn)析和(hé)決策的(de)需要，從而降低延遲，減少帶寬限制。

設備與設備之間的(de)交互定義了(le)邊緣計算(suàn)在系統自動化(huà)的(de)應用(yòng)。

■工業自動化(huà)（包括工控安全）
■自動駕駛汽車/無人(rén)機
■智能家居

10. 設備控制和(hé)維護（Device Control and Maintenance）

邊緣計算(suàn)可(kě)用(yòng)于将數據和(hé)軟件部署到多(duō)個(gè)對(duì)象，或者用(yòng)于維護一個(gè)被很多(duō)設備使用(yòng)的(de)本地集中式數據庫。

■基于業務規則的(de)遠(yuǎn)程控制
■軟件供應和(hé)補丁
■數據下(xià)載（如更新商品價格）

11. 業務自動化(huà)（Business Automation）

設備和(hé)業務之間的(de)交互可(kě)以是雙向的(de)，即通(tōng)過設備邊緣的(de)互聯計算(suàn)重新定義、産生新的(de)業務，以及呼應業務的(de)發展而建立邊緣計算(suàn)。

■業務控制回路
■根據事件和(hé)來(lái)自事件的(de)警報編排操作
■機器學習(xí)

12. 數據/事件報告（Data/Event Reporting）

邊緣計算(suàn)可(kě)以通(tōng)過過濾或預處理(lǐ)數據來(lái)減少帶寬，通(tōng)過将一些業務分(fēn)析和(hé)決策推到緩存數據的(de)邊緣來(lái)改進延遲或者保護隐私。

通(tōng)過對(duì)業務各個(gè)案例、環節的(de)數據進行的(de)聚合、處理(lǐ)和(hé)及時(shí)發送，以優化(huà)各種業務流程。

■定期更新資産狀态
■信号處理(lǐ)
■基于條件、預測性和(hé)規範性的(de)維護信息
■交通(tōng)/環境監測
■監控視頻(pín)流和(hé)分(fēn)析

智能邊緣計算(suàn)：