5G對于雲邊協同發展前景的影響

邊緣計算的特點和作用

邊緣計算作為目前蓬勃發展的領域在産業網際網路中具有重要地位，從物聯網四層結構即感覺層、網絡層、平台層和應用層分析，邊緣計算的資料來源是感覺層，而由于邊緣計算裝置同時具有一定計算能力是以往往将其劃入平台層考慮，既包含前端節點的特征又具備計算能力的特點使邊緣計算在整個技術體系中顯得非常獨特。總結其典型特點由以下幾方面：

（1）部署位置接近感覺層

部署位置接近感覺層代表感覺層衆多的傳感元件能夠被直接接入邊緣計算終端，由于感覺層裝置的種類較多并且原理各不相同，是以邊緣計算終端的首要任務是信号預處理，理想狀況下是所有的輸入信号都是數字信号，但實際由于産業網際網路本身生産工藝的繁多使部分模拟量信号的接入成為必然。是以信号預處理在資料預處理之前成為邊緣計算終端面臨的第一個挑戰，在信号預處理的基礎上各類工藝過程的測量結果才能被數字化進而形成結構化資料，結合以日志資訊為代表的半結構化資料和圖像視訊為代表的非結構化資料，統一作為邊緣計算終端資料預處理的源頭甚至不采用邊緣計算而直接送入雲端。

（2）具有一定計算能力

擁有一定的計算能力是邊緣計算終端的最重要特征，邊緣計算力越強則雲端的計算壓力越輕。物聯網和産業網際網路相比傳統的人人資訊互動和人機資訊互動其感覺層裝置數量接近無限，并且各類資料結構不一、資料采集周期不一、傳輸速度要求不一、傳輸周期不一，如所有的裝置都直接接入雲端則會導緻雲端的大量計算力被用于資料預處理。在這種情況下使用者隻有兩個選擇，将有限的計算力分出一部分來進行資料預處理工作，或是單獨配置新的計算節點來滿足資料預處理要求，前者降低了雲平台的利用效率而後者提高了使用者使用雲計算的成本。邊緣計算作為感覺層裝置與平台層的中間過渡計算力很好的解決了這個問題，對于傳感器的接入資料由邊緣計算終端進行信号預處理和資料預處理後傳輸至雲端，大幅度降低了雲端資料預處理的計算量，是以可以将計算力資源集中用于資料分析、資料挖掘特别是會消耗大量計算力的異構資料計算工作上。

（3）部署靈活

由于邊緣計算終端是以硬體形式作為傳感器和雲平台之間的中間過渡層，是以其部署靈活的特點能夠使資料采集的工作更為規範統一。針對産業網際網路和物聯網系統資料采集較為複雜多樣的情況，各類結構化資料、半結構化資料和非結構化資料有同時接入和傳輸的需求，并且資料的采集周期和傳送周期各不相同。邊緣計算終端可以有效結合不同資料的特點進行部署，盡量将同類型的資料接入同一邊緣計算終端，在確定接入資料在計算和傳輸上的要求接近的同時也可以避開其計算力較弱的特點防止因資料種類過多和傳輸需求不一而使計算能力超出了終端的計算能力範圍。

5G對雲邊協同的促進

由于邊緣計算節點靠近感覺層，與平台層之間的資料交換需要通過網絡層的通信手段進行，是以網絡層的通信效率直接影響雲端和邊緣計算終端的協同效果。雲端的典型特征是計算力強大但是距離感覺層裝置較遠，邊緣計算的典型特征則是計算力較弱但是部署接近感覺層，中間的傳輸瓶頸成為了提高雲邊協同效率的突破口。

（1）5G的四大特征高速度、泛在網、低功耗、低延遲時間

5G高速度、泛在網、低功耗、低延遲時間的四大特征目前網絡介紹資料已經非常齊全。聚焦于對雲邊協同的促進方面，目前邊緣計算終端在物聯網體系中所處的位置相對還是靠近感覺層，對于在傳輸速度要求上較高的資料特别是如無人駕駛、監控視訊處理等實時性要求極高的異構資料處理因為網絡層在傳輸速度和實時性上的限制而無法通過無線公網從邊緣端被實時送到雲端處理。這個短闆造成了很多在平台層已經成熟的應用因為傳輸網絡的瓶頸限制而落地受限，同時造成了邊緣計算終端在邊緣異構資料處理方面被旁路化和管道化。5G的應用将會突破這個限制，解決了雲端和邊緣端通信的速度瓶頸，使邊緣計算終端在無人駕駛、視訊監控等異構資料集中的場景中能夠實作前端計算節點所應該具有的內建作用，5G低延遲時間的特征更是使邊緣計算從靠近感覺層往平台層的方向北向移動，以傳輸速度和低延遲時間來增加雲邊協同的效率，雙向的克服雲平台與邊緣裝置距離較遠的弱點和邊緣計算終端計算力較弱的短闆，真正實作雲邊實時協同，将邊緣計算節點的計算力不但能夠作為前置節點發揮作用，也能和雲平台的計算力統籌考慮。不用再考慮通道在傳輸速度上的限制和傳輸實時性上的限制。

（2）5G網絡切片的作用

5G網絡切片技術是指将一個實體網絡切割成多個虛拟網絡，實作對5G網絡資料進行分流管理，并保持每個虛拟網絡間邏輯獨立性的技術，可在不增設網絡架構的基礎上滿足不同場景的差異化需求。網絡切片的作用使邊緣計算在解決物聯網和産業網際網路接入資料多樣化的背景下能夠多了一種手段。除了針對感覺層不同類型的裝置在實體上分類進行接入外使用5G網絡切片還可以讓不同采集周期和傳輸速度的資料分流。使資料的分類在實體裝置之外在網絡層也有了隔離手段，對于邊緣計算的意義在于采用5G網絡切片技術後，感覺層裝置接入邊緣計算終端的架構方案考慮可以以裝置實體地域為中心而不必再考慮不同裝置的接入資料在采集周期、傳輸周期和資料包大小上的差異。