终于有人把5G和边缘计算的关系说清楚了

今年特别火的5G是什么?边缘计算和5G有什么关系?也许之前你有点搞不清,看完这篇文章相信您会对边缘计算和5G有新的认识。

5G来了

随着经济的发展和人们生活水平的提高,人们对生活质量的要求进一步提升,在这种情况下,移动通信技术在人们日常生活和社会发展中的地位进一步突出。此前,4G的普及改变了生活,满足了人们对视频通话,高清视频播放等基本要求,但是面向未来,每个人平均将拥有数十台智能终端,每平方公里将有百万级智能设备接入,加之人们对超高速传输速率的渴望,4G技术远远无法胜任。因此,5G的研发已成为各大国家和组织、各电信运营商及设备商的重要工作项目。那么什么是5G呢?

5G的G是英文 Generation 的缩写,也就是“世代”的意思。简单说,5G就是第五代移动通信系统,它和大哥大变成智能手机,绿皮火车变成和谐号,doc系统变win10系统一样,都是一种大幅度的技术升级。与4G相比,5G将作为一种全新的网络架构,提供10Gbps以上的峰值速率、更佳的移动性能、毫秒级时延和超高密度连接。5G的速度有多快呢?把世界上最快的4G网速(挪威,63.13Mbps)和最快的宽带网速(新加坡,189Mbps)加一起,也没有它快。2019年1月24日,华为发布业界标杆5G多模终端芯片巴龙5000,如图2-1所示,巴龙5000芯片在5G峰值下载速率是4G LTE可体验速率的10倍。

图:华为5G多模终端芯片巴龙5000  

国际电信联盟无线电通信局(ITU-R)定义了5G的三大典型应用场景为:增强型移动宽带(eMBB)、超可靠低时延通信(uRLLC)和海量大规模连接物联网(mMTC)。其中,eMBB主要面向虚拟现实(VR)/增强现实(AR)、在线4K视频等高带宽需求业务;mMTC主要面向智慧城市、智能交通等高连接密度需求的业务;最后uRLLC主要面向车联网、无人驾驶、无人机等时延敏感的业务。5G通信网络更加去中心化,需要在网络边缘部署小规模或者便携式数据中心,进行终端请求的本地化处理,以满足URLLC和mMTC的超低延时需求,因此边缘计是5G核心技术之一。

5G核心技术——边缘计算

5G的三大典型应用场景对网络性能的要求有显著差异,但为控制成本,运营商必然选择一张承载网+网络切片/边缘计算技术,实现在最少的资本投入下最丰富的网络功能。在5G时代,承载网的带宽瓶颈、时延抖动等性能瓶颈难以突破,引入边缘计算后将大量业务在网络边缘终结。

5G拓展三大应用场景,在无线侧通过硬件/软件技术的大幅提升,契合不同应用场景的网络性能需求,但在传输侧,由于硬件技术升级空间有限,必须通过网络结构的优化满足5G时代新应用对网络性能的要求。5G面向大带宽(eMBB)、大规模连接(mMTC)、超低时延高可靠(uRLLC)三大应用场景,需要提供不同的网络性能。在无线侧有大量新技术实现对不同应用场景的支撑,但传输网络侧,硬件技术提升有限的情况下,需要对网络架构进行革新。

图:5G承载整体要求

资料来源:IMT-20205G推进组 《5G承载需求白皮书》

5G承载网引入资源池云化、控制平面/用户平面分离等新架构,解决传输侧对5G不同应用场景的支撑问题,其中边缘计算是最核心的新技术之一。传统网络结构中,网元具备完整的功能,每个网元需要单独进行配置,网元间关系相对刚性。5G三大应用场景对网络性能要求各不相同,因此5G时代网元功能解耦,控制平面保留在核心网层面,城域网、回传网和接入侧前传网的网元只进行用户平面数据的转发和处理,网元之间资源可以灵活调配,实现不同的网络功能。

图:5G承载组网架构

资料来源:IMT-20205G推进组 《5G承载需求白皮书》

随着网络底层技术的不断革新,新的应用和商业模式推陈出新,5G面向的三大应用场景,未来将催生大量不同应用,对网络性能产生更高要求。随着这些应用的成熟,对网络能力又提出更高的要求,必须通过新的网络技术才能满足大量不同应用的需求。

图:底层网络进步带来应用和商业模式的升级

资料来源:IMT-20205G推进组 《5G愿景与需求白皮书》

边缘计算技术就是解决不同应用带来的多样化网络需求的核心技术之一,在靠近接入网的机房增加计算能力,将能够1)大幅降低业务时延、2)减少对传输网的带宽压力降低传输成本、3)进一步提高内容分发效率提升用户体验。传统网络结构中,信息的处理主要位于核心网的数据中心机房内,所有信息必须从网络边缘传输到核心网进行处理之后再返回网络边缘。5G时代,传输网架构中引入边缘计算技术,在靠近接入侧的边缘机房部署网关、服务器等设备,增加计算能力,将低时延业务、局域性数据、低价值量数据等数据在边缘机房进行处理和传输,不需要通过传输网返回核心网,进而降低时延、减少回传压力、提升用户体验。

图:边缘计算在网络中的位置

资料来源:中国移动 《中国移动边缘计算技术白皮书》

为实现边缘计算,需要在更底层的网络节点增加计算和转发能力,运营商组网结构将逐步演进,边缘计算能力持续提升。

图:边缘计算节点部署方式

资料来源:中国联通 《中国联通边缘计算技术白皮书》

边缘计算是5G时代的核心技术之一,但其架构开放,也可以部署应用于4G LTE网络。运营商将在现有网络结构上平滑演进,最终实现低层网络节点计算能力的全面覆盖,边缘计算能力持续提升。


边缘计算社区,

和您一起促进边缘计算领域知识传播。

您的转发分享是对我们最大的支持。

推荐阅读更多精彩内容