边缘云接入网络包括用户现场设备接入边缘云平台的一系列网络基础设施。其根据应用场景的不同,大致可以分为园区网络、无线接入网、边界网关。其中园区网络包括企业的内部网、大学的校园网、厂区内的局域网等,常用网络技术有L2/L3局域网、Wi-Fi、时间敏感网络、现场总线等。无线接入网包括2G/3G/4G/5G、运营商Wi-Fi、光接入网络 PON,以及各类接入专线等。边界网关包括宽带网络网关、用户终端网关、物联网(IoT)接入网关等。
边缘云接入网络具有高融合性、大带宽、广连接等特性。首先,在众多边缘云场景下,如物联网、工业互联网,用户终端多种多样,其接口和协议种类存在较大差异,因此边缘云接入网络需要支持多种异构网络的融合接入。其次,边缘云应用,如视频点播、智能监控等,具有数据量大、带宽占用高等特点,为了满足这些应用的性能要求,边缘云接入网络需要引入大量新技术和协议,实现对大带宽特性的支持。另外,在物联网相关场景中,需要连接的设备数量是现有数量的数千倍,边缘云接入网络必须能够支持海量设备的接入。
边缘云接入网络中涉及的关键技术主要包括5G 网络、时间敏感网络、超级上行技术等。5G 网络的大带宽、低时延、泛连接特性能够提升边缘云接入网络的性能,提升用户体验。其中,SDN 技术的引入使得边缘云接入网络向智能灵活、可管可控的方向演进;NFV 技术解决了网络设备功能对专用硬件的依赖问题,使资源可以充分灵活共享,实现新业务的快速开发和部署。
时间敏感网络是IEEE 8021工作组正在开发的一套协议标准,定义了以太网数据传输的时间敏感机制,为标准以太网增加了确定性和可靠性,从而确保以太网能够为关键数据的传输提供稳定一致的服务级别,适用于工业、车联网等对确定性、可靠性要高的垂直领域。超级上行技术能够满足业务对上行带宽与时延的超高要求,通过将TDD 和FDD 协同、高频和低频互补、时域和频域聚合,能够充分发挥35G大带宽能力,以及FDD 低频段、穿透能力强的特点,在实现上行带宽及覆盖率提升同时,降低了网络时延。
1、延迟问题
延迟是指处理和分析捕获数据所需的时间。连接到互联网的设备必须在100毫秒内响应,有时甚至不到10毫秒。因此,计算过程必须尽可能本地化,以抵消远距离传输数据的固有延迟。
通过物联网中的边缘计算,计算将在源头附近完成,例如传感器,如果汽车上的传感器判断出将要发生碰撞,那么系统就必须具有足够的确定性,能够在一定的时间范围内部署安全气囊,如果在长距离传输数据方面有任何滞后,那就是根本不安全的。
2、带宽问题
运行软件和生成数据的大多数物联网设备需要链接到云以存储和进一步处理该数据。因此,需要大量的功率和带宽将IoT数据传输到云。
在物联网中使用边缘计算,组织可以减少互联网带宽的使用,因为可以在源附近处理大量数据。
例如,边缘计算相机可以通过分析警察仪表板的视频源来帮助执法机构减少带宽,相机摄像头可以实时生成大量的视频和音频记录,但只有在必要时才将相关数据发送到云端。
3、带宽成本问题
物联网应用程序生成大量相对低价值的时间序列数据。这意味着带宽成本,设备获得带宽的机会成本,存储和分析成本,以及云中这些低价值时间序列数据的计算成本。
有了边缘计算,这些数据就可以被捕获,如果有必要的话,在将数据发送到云或其他上游聚合点之前进行分析和汇总,这比通过WAN链路发送未经过滤的数据要便宜得多,后者通常非常昂贵。
4、传统系统连接问题
公司经常连接到物联网的传统系统具有非IP/以太网接口。因此,他们需要来自模拟或专有系统接口的物理转换,以便能够使用和分析数据。这只能在生成数据的原始设备旁边完成。
这是物联网中的边缘计算可以提供帮助的地方。边缘可以充当新旧之间的中介,为没有现代计算能力的传统资产添加智能功能。
5、物联网安全问题
尽管云服务提供商已经为终端客户的物联网产品开发了出色的安全性,但运营技术专业人员仍然担心他们的敏感数据一旦离开企业的墙壁就不会安全。
为了解决这个问题,可以在边缘添加更多智能来保护系统,使其更强大,可以抵御黑客攻击和入侵。因此,任何中断都将仅限于边缘计算设备和这些设备上的本地应用程序。
边缘计算在物联网中应用的领域非常广泛,特别适合具有低时延、高带宽、高可靠、海量连接、 异构汇聚和本地安全隐私保护等特殊业务要求的应用场景。为了打造更适合行业应用的物联网通讯终端产品,四信通信充分利用边缘计算技术,大力研发生产出了F-G200边缘计算网关,该系列产品可帮助用户快速接入高速互联网,实现安全可靠的数据传输。
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