隨著(zhù)5G時(shí)代的到來(lái)，為更好地支撐高密度、大帶寬和低時(shí)延業(yè)務(wù)場(chǎng)景，業(yè)界提出從“核心計算”模式轉化為邊緣計算模式，就近解決網(wǎng)絡(luò )傳輸問(wèn)題。而推廣邊緣計算模式迫切需要基礎設施層面的變革——邊緣數據中心成為有效解決方案。目前，邊緣數據中心處于發(fā)展初期，但發(fā)展勢頭迅猛，我國基礎運營(yíng)商、互聯(lián)網(wǎng)行業(yè)巨頭及有實(shí)力的IDC服務(wù)商紛紛開(kāi)始技術(shù)布局。未來(lái)幾年，是邊緣數據中心發(fā)展的關(guān)鍵時(shí)期，迫切需要產(chǎn)業(yè)界進(jìn)行深入研究與產(chǎn)業(yè)合作，共同推進(jìn)我國邊緣數據中心產(chǎn)業(yè)發(fā)展。

一、引言

（1）5G時(shí)代邊緣計算取代“核心計算”

近年來(lái)，我國移動(dòng)網(wǎng)絡(luò )通信技術(shù)發(fā)展迅猛，尤其是物聯(lián)網(wǎng)（IoT）的發(fā)展對網(wǎng)絡(luò )通信技術(shù)提出新的需求，我國從4G時(shí)代進(jìn)入5G時(shí)代。5G的傳輸速率大大提升，網(wǎng)絡(luò )時(shí)延大大降低。未來(lái)5G將廣泛應用于生活的各個(gè)方面，如自動(dòng)駕駛汽車(chē)、無(wú)人機飛行、VR/AR、移動(dòng)醫療等。這些業(yè)務(wù)場(chǎng)景不僅需要非常低的、確定的網(wǎng)絡(luò )時(shí)延而且需要海量、異構、多樣性數據接入。在此背景下，集中式的計算處理模式將面臨難解的瓶頸和壓力，邊緣計算模式成為有效解決方案。邊緣計算模式是在靠近物或數據源頭的網(wǎng)絡(luò )邊緣側，構建分布式開(kāi)放平臺，就近提供邊緣智能服務(wù)，滿(mǎn)足行業(yè)數字化在敏捷鏈接、實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)、數據優(yōu)化、應用智能、安全與隱私保護等方面的關(guān)鍵需求。

（2）邊緣計算模式下基礎設施層面需要新的技術(shù)支撐——邊緣數據中心

在各種新興信息技術(shù)發(fā)展歷程中，其最終落地都需要基礎設施層面的支撐，通過(guò)數據中心領(lǐng)域的變革真正實(shí)現推廣應用。隨著(zhù)云計算技術(shù)的推廣，數據中心云化，實(shí)現了計算、存儲、網(wǎng)絡(luò )虛擬化，促使數據中心集約化、高密度發(fā)展，資源利用率大大提高。隨著(zhù)大數據技術(shù)的推廣，數據中心指數級提高計算能力，進(jìn)一步集約化、高密度發(fā)展對大數據業(yè)務(wù)實(shí)現基礎設施支撐。隨著(zhù)邊緣計算模式的推廣，又將對數據中心提出怎樣的技術(shù)需求呢？

在邊緣計算模式下，為更好地支撐高密度、大帶寬和低時(shí)延業(yè)務(wù)場(chǎng)景，唯一有效的方式為在靠近用戶(hù)的網(wǎng)絡(luò )邊緣側構建業(yè)務(wù)平臺，提供存儲、計算、網(wǎng)絡(luò )等資源，將部分關(guān)鍵業(yè)務(wù)應用下沉到接入網(wǎng)絡(luò )邊緣，以減少網(wǎng)絡(luò )傳輸和多級轉發(fā)帶來(lái)的帶寬與時(shí)延損耗。

這種在網(wǎng)絡(luò )邊緣側構建的新型基礎設施區別于集中化的云數據中心，具有以下技術(shù)特點(diǎn)：

●在網(wǎng)絡(luò )傳輸方面：海量的數據不再需要上傳至云端進(jìn)行處理，大大降低了網(wǎng)絡(luò )延時(shí)；同時(shí)，核心網(wǎng)傳輸壓力下降，避免了網(wǎng)絡(luò )堵塞，網(wǎng)絡(luò )傳輸速率大大增加。

●在可靠性方面：邊緣數據中心成為數據的第一入口，應具備對海量業(yè)務(wù)數據的實(shí)時(shí)分析處理能力，以及高性能的數據處理及傳輸可靠性。

●在部署特點(diǎn)方面：邊緣數據中心部署非?？拷畔⒃?，具有屬地化（地級市及以下）部署特點(diǎn)，分布極為廣泛，只滿(mǎn)足屬地用戶(hù)需求，具有規模小、數量多、分散部署等特點(diǎn)。

業(yè)界將這種在網(wǎng)絡(luò )邊緣側部署的新型基礎設施稱(chēng)為邊緣數據中心，即邊緣數據中心位于用戶(hù)端和集中化的云數據中心之間，提供小型化、分布式、貼近用戶(hù)的數據中心環(huán)境。因此，網(wǎng)絡(luò )支撐層次由原來(lái)的兩層（集中式云數據中心：用戶(hù)端）轉變?yōu)?層（集中式云數據中心：邊緣數據中心：用戶(hù)端）。

二、主要技術(shù)應用場(chǎng)景

邊緣數據中心是為支撐更低延遲的5G新業(yè)務(wù)開(kāi)展而生。由于5G所支持的終端密度非常大，其帶來(lái)的數據量也會(huì )非常驚人。通過(guò)邊緣數據中心，把云數據中心的IT資源遷移到靠近用戶(hù)側，將更加靠近此類(lèi)數據，方便數據的處理。同時(shí)，邊緣數據中心可有效促進(jìn)5G、人工智能、物聯(lián)網(wǎng)等新興技術(shù)的落地，加速新興技術(shù)在各傳統領(lǐng)域中的推廣應用，促使新業(yè)務(wù)形態(tài)產(chǎn)生。例如，在交通領(lǐng)域中與5G、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)融合發(fā)展，促進(jìn)智能駕駛汽車(chē)業(yè)務(wù)規?；l(fā)展；在醫療領(lǐng)域中與5G、AR/VR技術(shù)融合發(fā)展，促使遠程醫療（包括遠程手術(shù)、遠程監護等）業(yè)務(wù)規?；l(fā)展。

（1）5G移動(dòng)通信技術(shù)

邊緣數據中心的建設有助于支持更低延遲的5G新業(yè)務(wù)開(kāi)展。通過(guò)把中心局的IT資源遷移到基站側，將更加靠近用戶(hù)，可以有效減少延遲。邊緣數據中心與5G通信、物聯(lián)網(wǎng)、人工智能等新興技術(shù)融合發(fā)展，加速走向規?；?，將促使新的業(yè)務(wù)形態(tài)產(chǎn)生，如智慧交通（如無(wú)人駕駛汽車(chē)）、智能金融（如無(wú)人值守金融網(wǎng)點(diǎn)）、智慧教育（如未來(lái)教室）、智能安防（如平安城市）等。

基礎運營(yíng)商將借助NFV及MEC技術(shù)，將CDN網(wǎng)元云化并下沉到靠近終端用戶(hù)側的邊緣節點(diǎn)，部署到下一代端局中的邊緣數據中心里，可以確保資源的彈性和最大化利用，一定程度上將有效緩解網(wǎng)絡(luò )壓力，為用戶(hù)提供更優(yōu)良的體驗感。

（2）車(chē)聯(lián)網(wǎng)

邊緣數據中心可以很好地助力車(chē)聯(lián)網(wǎng)，通過(guò)把車(chē)聯(lián)網(wǎng)云“下沉”至邊緣數據中心，如通信基站、小基站、匯聚站點(diǎn)的邊緣計算節點(diǎn)，為車(chē)聯(lián)網(wǎng)平臺提供網(wǎng)絡(luò )、計算、存儲、應用的核心能力，解決延時(shí)、帶寬和計算性能的問(wèn)題。通過(guò)運行移動(dòng)邊緣計算應用，可以就近提供各種車(chē)聯(lián)網(wǎng)功能，實(shí)現安全避讓、速度引導、路徑優(yōu)化、區域交通流量分析等，為最終實(shí)現自動(dòng)駕駛提供服務(wù)。

（3）CDN

CDN與生俱來(lái)的邊緣節點(diǎn)屬性令其在邊緣計算市場(chǎng)具備先發(fā)優(yōu)勢，CDN本身就是邊緣計算的雛形。未來(lái)的CDN需要大量的邊緣設備，無(wú)論是從CDN轉向邊緣計算，還是在原有的CDN體系中加入邊緣計算的概念，利用邊緣計算來(lái)提升CDN自身競爭力都是不錯的選擇，邊緣計算模式能夠助力CDN更智能、高效和穩定。構建邊緣數據中心，借助NFV及MEC技術(shù)，將CDN網(wǎng)元云化并下沉到靠近終端用戶(hù)側的邊緣節點(diǎn)，可以確保資源的彈性和最大化利用，一定程度上將有效緩解網(wǎng)絡(luò )壓力，為用戶(hù)提供更優(yōu)良的體驗感。

（4）AR/VR

增強現實(shí)（Augmented Reality，AR）技術(shù)包含了多媒體、三維建模、實(shí)時(shí)視頻顯示及控制、多傳感器融合、實(shí)時(shí)跟蹤及注冊、場(chǎng)景融合等新技術(shù)與新手段。虛擬現實(shí)技術(shù)（Virtual Reality，VR）也是多種技術(shù)的綜合，包括實(shí)時(shí)三維計算機圖形技術(shù)、廣角（寬視野）立體顯示技術(shù)、對觀(guān)察者頭眼和手的跟蹤技術(shù)，以及觸覺(jué)/力覺(jué)反饋、立體聲、網(wǎng)絡(luò )傳輸、語(yǔ)音輸入/輸出技術(shù)等。AR/VR體驗是資源密集型的，需要快速的響應時(shí)間?，F有的網(wǎng)絡(luò )基礎架構限制了AR/VR的發(fā)展，未來(lái)邊緣數據中心技術(shù)架構增強了AR/VR的運算能力，大大降低了網(wǎng)絡(luò )時(shí)延，對用戶(hù)體驗有很大的提升。

三、技術(shù)發(fā)展趨勢

（1）我國邊緣數據中心發(fā)展現狀

目前，邊緣數據中心處于發(fā)展初期，但其應用前景廣闊，我國通信、互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)紛紛開(kāi)始布局。從ODCC 2018年度峰會(huì )上看，業(yè)內各科研機構、運營(yíng)商及設備廠(chǎng)商等均在關(guān)注邊緣計算、邊緣數據中心。在峰會(huì )上，ODCC發(fā)布的研究成果《邊緣數據中心應用場(chǎng)景白皮書(shū)》受到行業(yè)極大關(guān)注?；A運營(yíng)商分別開(kāi)始在全國范圍內大規模啟動(dòng)邊緣數據中心規劃建設工作；華為搭建邊緣計算開(kāi)發(fā)測試平臺，并在工業(yè)無(wú)線(xiàn)、數據集成、SDN、安全等關(guān)鍵領(lǐng)域展開(kāi)技術(shù)研究；阿里等互聯(lián)網(wǎng)巨頭開(kāi)始推廣針對不同的計算場(chǎng)景的邊緣計算產(chǎn)品；部分有實(shí)力的IDC服務(wù)商也開(kāi)始與基礎運營(yíng)商合建邊緣數據中心。

（2）邊緣數據中心技術(shù)發(fā)展趨勢

未來(lái)數據中心產(chǎn)業(yè)將呈現“邊緣數據中心+云數據中心”兩極化發(fā)展模式。一方面，受云計算、新型運維等技術(shù)推動(dòng)及市場(chǎng)競爭影響，云數據中心資源逐步整合，呈現規?；?、高密度發(fā)展趨勢；另一方面，將涌現大量小型、微型邊緣數據中心，以保障邊緣側的時(shí)延敏感型業(yè)務(wù)。

邊緣數據中心將采用分布式架構。物理分散的邊緣數據中心在邏輯上形成一個(gè)整體，它們之間將會(huì )通過(guò)更大帶寬的網(wǎng)絡(luò )實(shí)現互聯(lián)，需要有綜合調度平臺將不同地理位置的邊緣數據中心進(jìn)行統一管理、動(dòng)態(tài)調度。

未來(lái)幾年甚至更長(cháng)時(shí)間內，集中化的云數據中心不會(huì )消失。集中存儲、數據挖掘分析等業(yè)務(wù)數據量和計算量巨大，仍然需要強大的云平臺對相關(guān)業(yè)務(wù)進(jìn)行集中高效處理，將所有計算轉移到邊緣處理會(huì )引發(fā)分布的、無(wú)擔保的混亂情況出現。

用戶(hù)端的能力有限，為更好地支撐業(yè)務(wù)推廣，邊緣數據中心更勝一籌。以自動(dòng)駕駛汽車(chē)為例，如果不引入邊緣數據中心，而是給單一汽車(chē)配置足夠的傳感設備、大計算力及大容量的車(chē)載計算單元使其具備足夠的處理各種環(huán)境數據、及時(shí)與其他車(chē)輛通信的能力，將面臨大量的車(chē)輛軟硬改造及安規監測費用，耗費更多的電力，大大增加機器故障概率，不適合產(chǎn)業(yè)化推廣。

邊緣數據中心不僅僅是小型數據中心。未來(lái)，邊緣數據中心是數據的第一入口，且部署環(huán)境往往開(kāi)放、復雜、惡劣，需要先進(jìn)制冷、高安全可靠性解決方案、無(wú)人值守、自動(dòng)化運維、分布式架構、指數級提高的計算能力等技術(shù)支撐。

四、我國存在問(wèn)題分析

五、未來(lái)產(chǎn)業(yè)發(fā)展建議

來(lái)源：中國信通院