什么是边缘计算？应用场景有哪些？

1 什么是边缘计算

边缘计算是在靠近终端的网络边缘侧提供IT(Information Technology)服务环境与云计算功能的新的计算范式。边缘计算通过在靠近用户侧的网络边缘提供存储、计算与通信资源，不仅可以减小用户端的请求响应时延，改善用户服务体验，而且能够有效缓解核心网的负载。作为5G中的关键技术，边缘计算是目前各个行业研究的热点。

边缘计算系统架构主要包括核心网、宏基站(MacroBaseStation,MBS)、MEC服务器和终端用户设备等。MEC服务器部署在宏基站上，当终端用户设备无法处理自身的计算任务时，则通过无线网络上传至靠近终端用户的MEC服务器进行处理，而无需向远端的核心网发送任务请求。

2 边缘计算参考架构

2016年，边缘计算产业联盟首次出版了国内《边缘计算参考架构》1.0版本，如图所示，边缘计算参考架构1.0主要是包含应用域、数据域、网络域和设备域的分层结构。其中，应用域主要实现对于边缘行业应用的全生命周期管理与边缘业务的高效运营;数据域主要用于提供各项数据优化服务，保证数据安全性；网络域为系统互联与数据处理提供实时联接服务;设备域实现设备的智能互联与智能应用。

2020年12月，边缘计算产业联盟(ECC)与工业互联网产业联盟(AII)联合发布了《边缘计算与云计算协同白皮书2.0》——边缘计算2.0版本：边缘计算主要包括云边缘、边缘云和边缘网关三类落地形态;以“边云协同”和“边缘智能”为核心能力发展方向;软件平台需要考虑导入云理念、云架构、云技术，提供端到端实时、协同式智能、可信赖、可动态重置等能力;硬件平台需要考虑异构计算能力，如鲲鹏、ARM、X86、GPU、NPU、FPGA等。

3 边缘计算应用场景

2019年，我国三大运营商正式宣布5G商用，而5G的规模商用，应用才是关键。MEC凭借自身具有的低时延、高带宽可用性和高计算能力优势，成为解决这类需求的必然选择，推动各类新型应用的发展。主要有以下三种典型的边缘计算应用场景。

(1)车联网

车联网是实现车辆与周围事物通信的技术，通过车辆与周围车辆、路侧单元、智能手机等终端之间的数据信息交换提高道路服务安全。同时可以为车辆提供多样的增值服务，例如空闲停车位查找、道路行驶状况共享和各种娱乐服务。随着汽车的大量普及，接入网络的车辆不断增加，网络中产生了大量的通信数据，传统的云计算处理方式无法满足车联网的低时延需求。在此背景下，将边缘计算与车联网融合，利用车载传感器感知周围环境，通过部署在靠近车辆的路侧单元上的MEC服务器处理并分析收集到的数据，以广播方式告知给周围的其他车辆，降低车辆服务响应时延，实现车辆之间的高效互联与信息共享，提高用户体验质量。

(2)视频数据处理

视频流量占移动数据流量的绝大部分，用户通过直播方式进行视频观看时，基于传输控制协议(TransmissionControlProtocol,TCP)和超文本传输协议(HyperTextTransferProtocol,HTTP)的传统内容下载方式无法适应无线接入网络的变化，网络中终端设备数量的变化会引起链路容量变化。此外，长距离的数据传输会造成很大的时延，导致用户体验不佳。通过基于内容分发网络(ContentDeliveryNetwork,CDN)的分发机制来解决上述问题，但是CDN分发机制仍然无法满足用户视频请求的实时性和流畅性需求。于是进一步引入了移动边缘计算，用户从距离自身较近的MEC服务器获取视频数据，可以减少视频传输时延。另外，通过移动边缘计算缓存技术可以将一些热点内容缓存至MEC服务器，减少内容的重复传输，节约回程链路带宽。移动边缘计算的引进使得视频数据的处理更加快速高效。

(3)工业物联网

工业物联网是通过各类传感器与各学科领域先进技术融合实现智能化工业操作的技术。在工业物联网的应用过程中，对于操作的准确性和安全性要求都非常高，此外，还要求对于整个工业操作过程能够进行实时监控与控制。因此，将移动边缘计算应用在工业物联网成了必然选择。通过在MEC服务器处理工业生产中出现的报警、故障分析等情况可以更快的完成数据处理，作出决策，改善系统性能，增加边缘处理的弹性。在靠近数据生产者的MEC服务器处理数据，减少了与云中心的通信，不仅节约了边缘设备到数据中心的传输带宽，还避免了远距离传输过程中数据暴露的风险。因此边缘计算对于工业物联网的发展具有重要的价值。

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