今年特別火的5G是什麼？邊緣計算和5G有什麼關係？也許之前你有點搞不清，看完這篇文章相信您會對邊緣計算和5G有新的認識。
5G來了
隨着經濟的發展和人們生活水平的提高，人們對生活質量的要求進一步提升，在這種情況下，移動通信技術在人們日常生活和社會發展中的地位進一步突出。此前，4G的普及改變了生活，滿足了人們對視頻通話，高清視頻播放等基本要求，但是面向未來，每個人平均將擁有數十臺智能終端，每平方公里將有百萬級智能設備接入，加之人們對超高速傳輸速率的渴望，4G技術遠遠無法勝任。因此，5G的研發已成爲各大國家和組織、各電信運營商及設備商的重要工作項目。那麼什麼是5G呢？
5G的G是英文 Generation 的縮寫，也就是“世代”的意思。簡單說，5G就是第五代移動通信系統，它和大哥大變成智能手機，綠皮火車變成和諧號，doc系統變win10系統一樣，都是一種大幅度的技術升級。與4G相比，5G將作爲一種全新的網絡架構，提供10Gbps以上的峯值速率、更佳的移動性能、毫秒級時延和超高密度連接。5G的速度有多快呢？把世界上最快的4G網速（挪威，63.13Mbps）和最快的寬帶網速（新加坡，189Mbps）加一起，也沒有它快。2019年1月24日，華爲發佈業界標杆5G多模終端芯片巴龍5000，如圖2-1所示，巴龍5000芯片在5G峯值下載速率是4G LTE可體驗速率的10倍。
圖：華爲5G多模終端芯片巴龍5000
國際電信聯盟無線電通信局（ITU-R）定義了5G的三大典型應用場景爲：增強型移動寬帶（eMBB）、超可靠低時延通信（uRLLC）和海量大規模連接物聯網（mMTC）。其中，eMBB主要面向虛擬現實（VR）/增強現實（AR）、在線4K視頻等高帶寬需求業務；mMTC主要面向智慧城市、智能交通等高連接密度需求的業務；最後uRLLC主要面向車聯網、無人駕駛、無人機等時延敏感的業務。5G通信網絡更加去中心化，需要在網絡邊緣部署小規模或者便攜式數據中心，進行終端請求的本地化處理，以滿足URLLC和mMTC的超低延時需求，因此邊緣計是5G核心技術之一。
5G核心技術——邊緣計算
5G的三大典型應用場景對網絡性能的要求有顯著差異，但爲控制成本，運營商必然選擇一張承載網+網絡切片/邊緣計算技術，實現在最少的資本投入下最豐富的網絡功能。在5G時代，承載網的帶寬瓶頸、時延抖動等性能瓶頸難以突破，引入邊緣計算後將大量業務在網絡邊緣終結。
5G拓展三大應用場景，在無線側通過硬件/軟件技術的大幅提升，契合不同應用場景的網絡性能需求，但在傳輸側，由於硬件技術升級空間有限，必須通過網絡結構的優化滿足5G時代新應用對網絡性能的要求。5G面向大帶寬（eMBB）、大規模連接（mMTC）、超低時延高可靠（uRLLC）三大應用場景，需要提供不同的網絡性能。在無線側有大量新技術實現對不同應用場景的支撐，但傳輸網絡側，硬件技術提升有限的情況下，需要對網絡架構進行革新。
圖：5G承載整體要求
資料來源：IMT-20205G推進組 《5G承載需求白皮書》
5G承載網引入資源池雲化、控制平面/用戶平面分離等新架構，解決傳輸側對5G不同應用場景的支撐問題，其中邊緣計算是最核心的新技術之一。傳統網絡結構中，網元具備完整的功能，每個網元需要單獨進行配置，網元間關係相對剛性。5G三大應用場景對網絡性能要求各不相同，因此5G時代網元功能解耦，控制平面保留在覈心網層面，城域網、回傳網和接入側前傳網的網元只進行用戶平面數據的轉發和處理，網元之間資源可以靈活調配，實現不同的網絡功能。
圖：5G承載組網架構
資料來源：IMT-20205G推進組 《5G承載需求白皮書》
隨着網絡底層技術的不斷革新，新的應用和商業模式推陳出新，5G面向的三大應用場景，未來將催生大量不同應用，對網絡性能產生更高要求。隨着這些應用的成熟，對網絡能力又提出更高的要求，必須通過新的網絡技術才能滿足大量不同應用的需求。
圖：底層網絡進步帶來應用和商業模式的升級
資料來源：IMT-20205G推進組 《5G願景與需求白皮書》
邊緣計算技術就是解決不同應用帶來的多樣化網絡需求的核心技術之一，在靠近接入網的機房增加計算能力，將能夠1）大幅降低業務時延、2）減少對傳輸網的帶寬壓力降低傳輸成本、3）進一步提高內容分發效率提升用戶體驗。傳統網絡結構中，信息的處理主要位於核心網的數據中心機房內，所有信息必須從網絡邊緣傳輸到核心網進行處理之後再返回網絡邊緣。5G時代，傳輸網架構中引入邊緣計算技術，在靠近接入側的邊緣機房部署網關、服務器等設備，增加計算能力，將低時延業務、局域性數據、低價值量數據等數據在邊緣機房進行處理和傳輸，不需要通過傳輸網返回核心網，進而降低時延、減少回傳壓力、提升用戶體驗。
圖：邊緣計算在網絡中的位置
資料來源：中國移動 《中國移動邊緣計算技術白皮書》
爲實現邊緣計算，需要在更底層的網絡節點增加計算和轉發能力，運營商組網結構將逐步演進，邊緣計算能力持續提升。
圖：邊緣計算節點部署方式
資料來源：中國聯通 《中國聯通邊緣計算技術白皮書》
邊緣計算是5G時代的核心技術之一，但其架構開放，也可以部署應用於4G LTE網絡。運營商將在現有網絡結構上平滑演進，最終實現低層網絡節點計算能力的全面覆蓋，邊緣計算能力持續提升。
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作者：邊緣計算社區
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