泛在电力物联网边缘计算是什么?

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我们在讲泛在电力物联网,人工智能的时候,常常会跟大数据,云计算相关联,但我们却忽略了边缘计算。
什么是边缘计算呢?边缘计算是指在靠近物或数据源头的一侧,采用网络、计算、存储、应用核心能力为一体的开放平台,就近提供最近端服务。其应用程序在边缘侧发起,产生更快的网络服务响应,满足行业在实时业务、应用智能、安全与隐私保护等方面的基本需求。边缘计算处于物理实体和工业连接之间,或处于物理实体的顶端。
那么边缘计算有什么好处呢?对于物联网而言,边缘计算技术的应用意味着许多控制将通过本地设备实现而无需交由云端,处理过程将在本地边缘计算层完成。可以大大提升处理效率,减轻云端的负荷。由于更加靠近用户,还可为用户提供更快的响应,将需求在边缘端解决。
边缘计算还可以根据现场进行个性化定制,针对不同的用户需求进行功能设计,针对用户的 *** 作习惯制定流程。可以让每一个物联网应用更加切合实际!边缘计算的数据还可以上传到云端,进行大数据整合,更好的分析决策!
在泛在电力物联网领域,边缘计算的应用,可以针对不同场所进行个性化定制功能。在遇到一些情况需要处理的时候可以快速的在现场进行处理,而不是先上传到云端,云端再返回处理,这样可以大大减少反应时间。在一些重大故障需要紧急处理的时候,反应快慢变得尤为重要!

经过长时间的积累,边缘计算终于迎来了瓜熟蒂落的时刻。随着底层技术的进步和应用的不断丰富,国内外运营商和产业企业均进入到MEC商用落地阶段。进入2019年,国内三大运营商开展了积极的边缘计算试点和部署工作。例如,中国移动发布边缘计算“Pioneer300”先锋行动;中国电信打造边缘计算开放平台ECOP,构建边缘云网融合的网络服务平台及应用使能环境;中国联通展示业界首个“MEC智慧水利”案例。

运营商和企业特点各异

进入2019年以来,边缘计算呈现出了突飞猛进的发展势头,那么边缘计算何时将进入大规模部署阶段?

李开认为,要解答上述问题,首先需要理清边缘计算部署的位置。九州云认为,边缘计算是一个业务驱动的技术,失去了业务驱动,边缘也就失去了意义,因此需要解答的第一个核心问题是边缘计算的驱动力从何而来?

在李开看来,边缘计算主要有运营商和企业两大驱动来源,其中前者来自于对5G场景的落地,后者来自于自身借助5G提升的落地,它们的差别如下。

第一,前者是必然要推动的,后者是可以选择的。第二,前者的边缘架构是相对聚焦的,而且有ETSI MEC标准等可以参考,有StarlingX、Tacker、Airship等开源框架作为起点;后者是相对长尾的,要跟随业务场景摸索,开源框架作为起点只能解决平台问题,不能解决应用问题。第三,前者是从上而下的布局,后者是自下而上的驱动。第四,前者覆盖所有边缘应用,注重边缘分发平台的打造甚于单个应用场景的优化;后者注重实际单个应用的落地,更加能够轻装上阵。第五,前者的时间能够降维并为企业边缘架构所复用,后者的实践无法升级成为前者的架构。

由于运营商市场和企业市场特点相异,因此其进入大规模部署阶段的时间点也不会相同。

李开表示,运营商边缘计算的大规模部署与5G息息相关。受5G牌照、技术、采购和场景选择等多种因素影响,各大运营商的时间点各不相同,但是边缘平台肯定优先于5G至少1年进行试点和局部部署。“这个时间点大概会在2019年下半年和2020上半年到来。”李开认为。

就企业市场而言,其受零售、物流、医疗等企业需求的推动,虽然现在基于4G的边缘网络相较于5G在边缘适配上有一定的天然劣势,但是作为试点却是在一定条件下可以实现的。李开认为,企业的边缘框架和运营商框架相类似,只是在网络延时等条件上有一定折扣,在应用丰富程度上有一定收敛,在空间覆盖上相对局限,但在与企业内设备通信更加复杂。“即使现在企业有独自实现边缘框架的可能性,但是在边缘网络尚不规模具备、需求还需要磨合的情况下,可能要等到2020年下半年才真正具备大规模部署的能力。”李开认为。

物联网成边缘计算最强劲驱动力

物联网是边缘计算的主要应用场景,也是驱动边缘计算的主要动力所在。正因为如此,人们往往把边缘计算和物联网混在一起,但实际上两者虽有联系却并非完全重叠。

在李开看来,物联网和边缘计算有相同之处。例如,海量设备数据的导入可能导致数据爆炸问题需要解决;海量设备所在的物理世界需要在数字世界产生一个“数字孪生(Digital Twins)”,如IoT Shadow、VR对真实世界的复原、自动驾驶对驾驶环境的模拟等,用来模拟物理世界的运行模式。

李开表示,边缘计算和物联网的不同之处也很明显:第一,物联网产生的数据爆炸不一定会产生海量数据,如NB-IoT和LoRa也可以适配物联网,而边缘的主要能力是海量数据的传输;第二,物联网不一定需要低延时,而边缘计算必然强调低延时;第三,物联网大部分基于Internet(核心网),而边缘计算是独立于Internet(核心网)的网络切片,边缘网络安全性更高;第四,物联网未必产生数字视觉,而数字视觉造成的数据则是边缘的一个核心能力。

因此在李开看来,边缘网络落地的行业必然是在和“物”打交道的场景中,同时具备海量数据、低延时、高安全等需求的场景,如工业生产执行系统、工业缺陷识别系统、自动驾驶、AR/VR、远程医疗等。李开表示,九州云所接触到的客户则主要集中在工业制造领域,他们对于工业生产执行系统、工业缺陷识别系统的需求比较强烈。

开放架构加速边缘计算落地

在边缘计算落地过程中,运营商侧重于解决平台问题,打造边缘应用的承载商店和网络,因此非常重视平台的打造和开放。

李开表示,多种开放框架可以支持边缘平台的打造,如StarlingX(OpenStack + K8S)支持边缘基础架构(Edge-IaaS),Tacker、Airship等支持边缘编排(Edge MANO)等,基于这些技术可以打造符合ETSI MEC参考架构的边缘管理平台。九州云在这几个领域都积极参与,是StarlingX/Airship的中国发起单位之一,并在StarlingX拥有全球技术委员会的席位,在Tacker等编排技术上,九州云是全球第一的上有源码贡献厂商。

李开认为,开放边缘平台能力给垂直行业企业,必将产生很好的商用效果。因为开放架构有利于自主的边缘核心能力,提升竞争力。在边缘计算领域,运营商在“硬管道”(边缘基础网络)上具备无可替代的优势,由于边缘网络并不暴露在Internet上,这一优势无法被互联网企业在OTT方面利用,边缘为运营商造就了一个可以直接将触角延伸到最终用户,并重新发现价值的能力。而边缘平台则是“软管道”,运营商必然需要掌控核心能力,基于开放架构而不是商业架构,为运营商带来更好的控制力,加速平台的成形。

此外,开放架构有利于更好地复用运营商原有技术积累,加速落地边缘的编排、边缘云的优化、边缘接口的标准化等技术。事实上运营商在已经完成的NFV架构改造中已经积累了很多,如基于TOSCA的网元编排,适配OSS的接口对接,基于GPU、DPDK的性能加速等,运营商都是基于OpenStack的架构进行优化的,因此在边缘领域坚持开放架构,有利于运营商技术上的继承和复用,加速落地。

切忌“为了边缘而边缘”

边缘计算目前已经到了规模应用的前夕,而要实现规模部署,李开认为边缘计算还需要克服如下挑战:第一,边缘的部署位置,以及与边缘VNF/PNF的整合;第二,边缘机房的改造(直流、空间、制冷)、容量估算(基站接入数、带宽)和安全防护升级;第三,边缘的高可用如何解决;第四,边缘的接入模式(专线、LTE、IOT)和终端的位置(以企业为单一终端还是以设备为单一终端);第五,边缘运维模式和现有网络运维、业务运维、云运维模式的整合,云边协同如何落地。

对于落地垂直行业,李开认为前景虽然明朗,但是也存在一些担忧,主要是“为了边缘而边缘”,即没有商业驱动、只是为了和热点结合引入的边缘计算。“技术问题其实都能够通过积累解决,应用刚需是无法通过技术刚需创造的。”李开认为。而要解决这些担忧,则需要审慎识别客户需求,即是否与“物”打交道的场景,是否具备海量数据、低延时、高安全等需求的场景。

此外,安全也是运营商边缘的优势之一,边缘网络通过网络切片模式实现,是不暴露在互联网上的网络,相对来说更加安全,当然边缘网络自身的安全防护也需要加强,这个模式与核心网的安全加固在技术上有相同之处,新的威胁是针对边缘应用的访问模式,对边缘机房(汇聚或者接入)安全防护能力的升级。

九州云:边缘计算弄潮儿

李开介绍,九州云成立于2012年,是中国第一家从事OpenStack和相关开源服务的专业公司。作为边缘计算的积极探路者,九州云在边缘计算领域积极布局。九州云为运营商打造符合ETSI MEC标准规范的、基于开放架构的边缘平台,九州云在2018年6月成为“中国联通边缘生态合作伙伴”,在2018年10月成为“中国移动边缘开放实验室”的成员,面对运营商客户,九州云主要提供全面解决方案和服务,主要涵盖“边缘应用调度管理平台”“边缘基础架构平台”两大领域。

李开表示,九州云对于边缘计算的商业模式 探索 ,主要集中在工业领域,依托开放框架、低延时边缘网络、大数据处理能力,为客户提供工业数字孪生(Digital Twins)能力,客户包含西格数据、海德控制、格力电器(和中国联通合作)等工业领域客户,其“工业智能管理边缘云平台”获得了2018年度制造业信息化优秀智能制造解决推荐方案,“基于OpenStack的刀具检测于寿命预测管理边缘计算平台”也获得了中国自动化学会“CAA智慧系统创新解决方案”等荣誉。

如果把云计算比作整个计算机智能系统的大脑。那么边缘计算就是这个系统的眼睛耳朵和手脚。核心服务器让智能系统具有很强的人工智能,但是如果这个人工智能是聋子瞎子,它也发挥不了太大的作用。
大数据应用中常常面对的一个痛点,就是没有采集到合适的数据。边缘计算可以为核心服务器的大数据算法提供最准确,最及时的数据来源。
边缘计算和云计算的结合让整个智能系统不但头脑清楚,而且耳聪目明,手脚灵便。完全依赖云计算的计算机系统就好比每一件事都要请示司令部的军队,在需要大量和外界互动的时候会显得僵化,反应迟缓,而且一旦网络有点问题就彻底歇菜。
另外一个方面是:边缘计算和云计算是两个截然不同的事情,其中一个不会取代另一个。但目前太多的内容混淆了IT专业人士,提出边缘计算将取代云计算,这就相当于说PC会取代数据中心。
所有公有云提供商都具有包含或将边缘计算的物联网战略和技术栈。边缘计算和云计算可以在一起工作,但边缘计算是用于特殊需求的专用系统。云计算是一种更通用的平台,也可以在旧的客户端/服务器模型中与专用系统配合使用。

边缘计算是由于物联网设备的大量增长而创建的。这些设备将连接到Internet以从云发送或接收数据。有时他们在 *** 作时需要传输大量数据。因此,物联网边缘是使用物联网网关使用户能够使用其物联网设备执行边缘计算的概念。边缘计算设备可以用作网关或数据处理单元。

工业40和工业物联网边缘。边缘计算设备将工业物联网设备整合在一起。例如,在生产车间的传送带上的工业物联网传感器可能将数据馈送到现场的边缘计算硬件。然后,边缘设备运行AI分析,任何ML算法或任何类型的数据处理来获取见解,而无需将数据发送到云。

一些边缘计算机用例的示例

智能工厂

如前所述,工业物联网边缘是工业物联网设备,其数据以及应用于该数据的边缘智能的结合。工业物联网边缘可以应用于智能工厂,包括最受欢迎的用例之一:制造工厂。智能工厂可以将其所有工业物联网传感器连接到边缘计算设备。工业物联网数据传输到其他分支机构或总部。

智慧城市

“ 智能城市 ”的一些品质是物联网传感器,网络,视频监控等的智能系统。这些系统可以使用边缘计算为城市的应用程序提供更快的响应和更高的安全性。边缘计算设备如何在智能城市中使用的真实案例范围可能包括:检测交通异常,不良驾驶员,不寻常的人群,通过面部识别罪犯,智能交通系统,水处理,垃圾管理等。

零售店

边缘计算设备还可以使零售商店受益。可以从边缘计算服务器虚拟化和集中管理(远程或本地)来自POS终端,库存服务器,支付控制器等的商店端点。运行计算密集型工作负载整合设备可确保许多VM同时运行。它还提供了一个连接可能存储设备外围设备的机会。

智能农场

边缘计算有助于处理从农场或农业环境收集的数据,而无需快速连接到云。农场通常是乡村环境,因此部署该技术可能会很困难。边缘计算设备可以在极端温度条件下运行,并在边缘处提供计算密集型工作负载处理。农村地区边缘智能的实际使用案例可能包括精准农业,无人机监控或农村视频监控,水流量监控等。

微数据中心和移动边缘计算机

微数据中心(MDC)有时与边缘计算可互换使用。但是实际上,MDC只是小型的模块化数据中心架构盒,几乎可以在任何环境中工作。边缘计算设备可以作为MDC中的核心计算元素运行。移动边缘计算机(MEC),是一样的MDC,但旨在为移动网络。MEC在移动网络的边缘(通常在RAN(无线访问网络)而不是核心)中处理,存储,流式传输并提供安全性。

边缘计算,是指在靠近物或数据源头的一侧,采用网络、计算、存储、应用核心能力为一体的开放平台,就近提供最近端服务。

其应用程序在边缘侧发起,产生更快的网络服务响应,满足行业在实时业务、应用智能、安全与隐私保护等方面的基本需求。边缘计算处于物理实体和工业连接之间,或处于物理实体的顶端。而云端计算,仍然可以访问边缘计算的历史数据。

从分布式开始

边缘计算并非是一个新鲜词。作为一家内容分发网络CDN和云服务的提供商AKAMAI,早在2003年就与IBM合作“边缘计算”。作为世界上最大的分布式计算服务商之一,当时它承担了全球15-30%的网络流量。在其一份内部研究项目中即提出“边缘计算”的目的和解决问题,并通过AKAMAI与IBM在其WebSphere上提供基于边缘Edge的服务。

对物联网而言,边缘计算技术取得突破,意味着许多控制将通过本地设备实现而无需交由云端,处理过程将在本地边缘计算层完成。这无疑将大大提升处理效率,减轻云端的负荷。由于更加靠近用户,还可为用户提供更快的响应,将需求在边缘端解决。


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