2021中國邊緣計算產業研究報告重磅發布!
發布時間:2022-01-26 10:51:18 閱讀量:2827
邊緣計算隨著5G、IOT、AI等相關技術演進越來引人矚目,關于邊緣計算的討論也越來越多,但是涉及邊緣計算的定義、邊緣市場的規模、邊緣技術的成熟度和邊緣玩家的分布的系統性介紹卻比較少,本文希望通過一系列的多角度分析,從邊緣計算的定義、市場預測、技術架構和玩家分類,系統性的盤點邊緣計算的不同維度,盤點中國邊緣計算現狀和未來。邊緣計算隨著5G、IOT、AI等相關技術演進越來引人矚目,關于邊緣計算的討論也越來越多,但是涉及邊緣計算的定義、邊緣市場的規模、邊緣技術的成熟度和邊緣玩家的分布的系統性介紹卻比較少,本文希望通過一系列的多角度分析,從邊緣計算的定義、市場預測、技術架構和玩家分類,系統性的盤點邊緣計算的不同維度,盤點中國邊緣計算現狀和未來。
系列回顧
2020年邊緣計算中文社區發表了《2020中國邊緣計算產業研究》,通過一系列的多角度分析,從邊緣計算的定義、市場預測、技術架構和玩家分類,系統性的盤點2020年邊緣計算的不同維度,從定義、技術、市場三個角度盤點邊緣計算現狀和未來。第一章“邊緣定義的真與假”主要從邊緣計算的概念提出、完善和演進出發,分析不同機構對邊緣計算的定義闡述,并總結出對邊計算的定義。第二章 “邊緣技術的重與輕”主要從邊緣計算的實現出發,根據WAN和PAN網絡的不同,對于“重邊緣”和“輕邊緣”進行分解,同時根據不同邊緣垂直行業的技術成熟度,對于技術所處階段進行了剖析。第三章 “邊緣市場的大與小”,分析相關的國際預測數據,并針對一直缺少的中國市場規模,根據相關模型進行了一定程度的預測和展望,進而分析了華為、阿里巴巴、九州云、航天云網、海康威視、亮風臺等在不同領域的典型的玩家。
在2021年,我們將從三大邊緣交付模式分析出發,回顧2021年的產業玩家布局、國家引導趨勢、行業落地進展、業務成本動向,展望2022年的趨勢。
2021年邊緣計算發展概述
從2014年邊緣計算的首次提出,雖然邊緣計算已經將近發展了7年的時間,但是一直處于概念演進、標準演進和落地形式探索的階段。2021年,邊緣計算的發展形態已經逐漸明朗,傳統巨頭和新興企業沿著物聯網、4G/5G、CDN的既有熟悉領域,逐步升級和跨越到了邊緣設備(IoT輕邊緣)、邊緣云(5G MEC重邊緣)和云邊緣(CDN升級的重邊緣)三大領域的競爭。
邊緣計算發展回顧:
1、2014年
2014年,高通工程總裁(Qualcomm VP of engineering)Karim Arabi 在IEEE DAC 2014 Keynote 中,以及2015年的MIT的MTL Seminar的受邀演講中,寬泛的定義邊緣計算為云之外的在網絡的邊緣側的所有計算,更具體的定義是云之外的需要實時數據處理的應用程序(Instant Data )。
2、2015年
ETSI第一次提出了MEC 的驗證框架(Proof of Concept Framework) ,經過近5年的演進,相關標準體系也逐漸清晰
3、2016年
Forrester對邊緣的定義包含了對WAN和PAN的理解,它對邊緣計算的定義是”邊緣計算和IOT是一種將泛在連接擴展到物理世界的革命性技術”
4、2017年
Gartner的提升了對Edge Computing這一領域的重視,Gartner VP Thomas J. Bittman發表博客,認為”邊緣將吃掉云” 。
5、2018年
Gartner認為”從云到邊緣”是被列為十大戰略性科技發展趨勢之一
6、2019年
邊緣計算再一次登上Gartner的趨勢榜單
7、2019年
阿里云發布CDN進化的ENS分布式云平臺,騰訊發布邊緣計算基礎設施 ECM,中國聯通MEC正式商用,中國移動、中國電信相繼在MEC產業進行布局
8、2020年
中國聯通5G MEC 正式商用,成為全球第一家商用5G MEC邊緣平臺
9、2020年
騰訊發布邊緣接入和加速平臺(TSEC)、邊緣計算機器(ECM)、物聯網邊緣計算平臺(IECP)
10、2020年
由中國信息通信研究院、中國移動、中國聯通、華為、騰訊、紫金山實驗室、九州云和安恒信息等八家發起業界首個 5G 邊緣計算開源平臺 EdgeGallery
11、2021年
中國電信、中國聯通、阿里云、百度云、騰訊云、京東云、UCloud、九州云、字節跳動、Intel、浪潮、聯想等單位發布了《“邊緣計算+”技術白皮書
2021年邊緣計算的發展,我們將從交付形態、模式困境、攻守布局、行業落地和產業合圍五個方面進行分析。
(一) 三分天下,三種邊緣計算模式的定型
(二) 破繭前夜,邊緣升華關鍵難點的突破
(三) 內外有別,CDN和5G MEC的邊緣攻守
(四) 能否綻放,行業落地1到N的挑戰
( 五) 分進合擊,產業鏈條逐漸合圍
一、三分天下:邊緣計算模式的定型
在《2020中國邊緣計算產業研究報告》的總結中,我們將邊緣計算劃分成了重邊緣和輕邊緣。在重邊緣領域,還存在兩種細分形態的交付模式:一種是運營商從5G演進角度發展的MEC邊緣云模式,另外一種是CDN服務延伸出來的云邊緣模式。2021年是CDN云邊緣、5G MEC邊緣云、邊緣網關這三種交付形態的定型之年。
三種交付模式中,核心的區別在于形態的大小和網絡的類型,以及由此導致的性能、覆蓋性、易用性等方面的區別。
三種模式的優劣分析
CDN云邊緣基于互聯網訪問,資源規模相對較大;5G MEC邊緣云依賴特殊5G UPF的分流方式,中等規模資源;而邊緣網關則更多通過工業協議、有線或者NB-IoT的方式進行管理或者通信,資源一般按照一臺或者多臺PC機級別硬件組成。三種模式更多的區別如下表所示:
三種模式的實現方式比較
CDN云邊緣、5G MEC邊緣云和邊緣網關三種模式不同特性,在具體落地場景上存在一定領域的重疊,CDN云邊緣優勢在于跨城市的加速,5G MEC邊緣云優勢在于城市內加速和一定的空間覆蓋性,但是需要進一步優化終端訪問的成本和普適性(如人網的開通);邊緣網關的優勢在于制造領域的近端采集,但是在帶寬和空間覆蓋性上導致無法覆蓋某些場景。
典型業務場景下三種模式的適配分布(●最優方式 ○次優方式)
二、破繭前夜,邊緣升華關鍵難點的突破
雖然三種邊緣交付模式逐漸成熟,但是每種模式也存在各自的挑戰,需要產業界面進一步在技術和生態上進行突破。
CDN云邊緣的困局,在于機房“近在眼前”和網絡“遠在天邊”的問題,在移動模式下物理距離近但是無法轉成為網絡距近,在延時、SLA確定性和帶寬成本上無法達到5G MEC模式的能力。MEC邊緣云的挑戰在于如何提供更便捷的用戶體驗,同時又能夠符合5G的安全管理要求,以及面向2C領域、城市百萬級別的手機(人網而非物網)的邊緣訪問開通。邊緣網關的困局主要集中在解耦性和品牌分散。
三種模式的挑戰
面對這些挑戰,三種模式也在2022年突破瓶頸可能的方式,CDN云邊緣在移動模式難以突破的現實條件下,可以基于固網做更多優化。MEC邊緣云可以通過多種方式提升用戶體驗,并在2C端進行園區、學校、廠區級別(非城市級別)的人網開通嘗試。IoT邊緣網關在5G模組成本逐漸降低情況下,可以通過集成5G終端模組提升空間覆蓋性,同時提升上層應用和底層硬件的解耦性。
2022年三種模式可能的突破模式
三、內外有別,CDN和5G MEC的邊緣攻守
在2021年,隨著一批原CDN廠商借著邊緣計算炒作的降溫,以及5G的發展,越來越多分析機構、公有云廠商意識到利用5G網絡通道和分流能力方面的優勢,給于更多的關注和布局。同時,在5G MEC邊緣云布局的運營商,也通過優化自身自助服務、開放接口能力,打造類似公有云的開放性、便捷性和按需使用的模式。
CDN云邊緣的優勢在于城市間的加速,但是單個城市內區域性大流量和低延時問題無法有效解決,特別是在提供確定性的業務訪問能力。CDN云邊緣的代表模式,具體演進方式上,國內外廠商有一定區別。
Forrester的邊緣報告,一直以CDN廠商為主,Fastly是領導者象限廠商之一。不過近期《Forester Now, The Four Edges Of Edge Computing》(Forrester , Hopkins Brian, 2021)的報告中,Forrester也將邊緣擴展到了包含5G MEC 的Provider Edge和邊緣網關的Operations Edge。我們選取Fastly和國內阿里云ENS的模式做一個對比,來說明CDN延伸的云邊緣模式在體驗上還處于初步發展階段。
國外廠商(如Fastly)的交付模式和國內廠商(如阿里ENS)有所差異。Fastly Edge Serverless Computer提供SDK和CLI,只提供Serverless的實例,不提供相關的實例操作界面。
和Fastly不同,阿里ENS不提供SDK,在實例上更加豐富,支持Serverless 和虛擬機模式,提供和公有云ECS類似的管理界面。
簡單的說,阿里的模式相當于把公有云的ECS/ECI 服務移植到了邊緣,而Fastly沒有公有云的束縛,直接封裝了云原生的發布方式。
我們從以上兩個典型廠商的分析可以得出,CDN云邊緣的服務還處于初步發展階段,阿里云ENS提供的城市集中或者城市分散模式,具備一定體驗上的創新性,但是歸根結底,這一模式還只是代表了跨城市之間的邊緣加速。
CDN云邊緣更大的問題在于,物理距離的縮短,沒有形成網絡距離(進而導致網絡時延)的必然縮短,在車聯網、手機等移動場景下,離確定性能、低延時和大帶寬的城市內移動的邊緣服務存在一定差距。
CDN云邊緣:物理距離的縮短沒有形成網絡距離的必然縮短
CDN云邊緣要利用5G的邊緣性能,技術上是可以行的,一種實現方式是將5G UPF的分流以LBO(Local Break Out)模式、通過虛擬專線或者物理專線拉到CDN所在的IDC機房,但是這種模式的產生兩方面挑戰:
? 安全挑戰:5G網絡管理上的挑戰,運營商如何防止流量變相流失、5G暴露到公網如何安全如何防護等問題
? 商業博弈:更為根本性的挑戰在于商業上的沖突,在這種模式下CDN將對運營商的5G的商業規劃沖突。運營商一直想擺脫 “啞管道”模式,一旦這種分流模式開通,運營希望通過5G技術改變格局的策略將落空,可能重蹈4G模式下遠離業務的“純管道”、增量不增收的困局。
回顧2021年,我們看到了更多的公有云廠商在5G上的不同的節奏,既有進攻,也有停滯。國外廠商我們看到的更多的是進攻。12月1日 在AWS re:Invent 會議上,亞馬遜宣布以預覽版的形式推出“AWS Private 5G”AWS推出的5G專網 (AWS, 2021)。
AWS 5G專網
但是在國內,我們看到的是一定程度的停滯。2021年阿里云的公開資料中,把重點轉移到了4個基于邊緣云ENS的核心商業應用場景(CDN on ENS、視圖計算 on ENS、云游戲 on ENS以及云智能終端on ENS)。然而回到兩年前的2019年3月,阿里ENS提出的1.0升級到2.0的規劃中,進化核心卻是就是引入5G MEC。簡單的說,經過兩年的演進,阿里云ENS往5G MEC演進遇到了一定的停滯,把重心轉移到了商業能力承載上。
運營商的借助5G專網模式MEC邊緣云獲得了一定的企業級市場之后,也開始著力解決5G MEC用戶體驗和生態的問題,主要包括邊緣應用生態的構建、獨有5G邊緣能力顯示暴露(邊緣分流、終端黑白名單、邊緣API網關)、類似公有云ECSVPCEBS的自助能力優化等,對標公有云用戶體驗提升MEC的交付。
運營商2021年,也基于自身公有云產品線,進軍以CDN廠商主導的云邊緣市場。不過這一領域運營商和公有云或者CDN廠商差異性不明顯,未來競爭格局還存在極大的不確定性。
2021年云邊緣(CDN)和邊緣云(5G MEC)廠商之間的攻守格局,有相互延伸、交錯競爭的趨勢。發展的核心在于,運營商” 5G帶邊(MEC)”的拒守,和互聯網廠商 “5G入邊(CDN)”的渴求。這一拉鋸目前局勢尚未明朗,雖然運營商高層有拒絕再次淪為“啞管道“的清醒戰略定力,以及在MEC交付體驗上持續優化,但互聯網廠商具備資本助力下敏銳嗅覺,同時利用三大運營商間隙實現各個擊破,或者借助各省諸侯業績壓力尋找區域性的局部破口,都是屢試不爽的突破方式。這一拉鋸最終勝敗的發展,還有待2022年的進一步觀察。
四、能否綻放,行業落地1到N的挑戰
2021年,中華人民共和國國民經濟和社會發展第十四個五年規劃和2035年遠景目標綱要》提出要“構建基于5G的應用場景和產業生態”。工業和信息化部聯合中央網信辦、國家發展和改革委等9部門印發《5G應用“揚帆”行動計劃(2021-2023年)》(工信部聯通信〔2021〕77號,下稱《行動計劃》)對邊緣產業的發展,對MEC邊緣云是個比較重要的利好信息。
《行動計劃》的主要目標,是在5G商用兩年來的規?;l展期,基于從0到1的突破的樣板間,持續推動5G實現從1到N的跨越,形成規?;纳唐贩?。賦能5G應用重點領域,包含15個5G應用的細分領域和3大行動:
1.新型信息消費升級行動包括了2個領域(5G+信息消費和 5G+融合媒體)
2.行業融合應用深化行動包括9個領域(5G+工業互聯網、 5G+車聯網、5G+智慧物流、5G+智慧港口、5G+智能采礦、5G+智慧電力、5G+智能油氣、5G+智慧農業、5G+智慧水利)
3.社會民生服務普惠行動包括4個領域(5G+智慧教育、5G+智慧醫療、5G+文化旅游、5G+智慧城市)。
在2021年“5G+工業互聯網”領域的實踐非常集中,相關案例也在過去幾年的綻放杯比賽中,在2022年,“5G+智能采礦”、“5G+車聯網”、“5G+智慧醫療”三個重點領域的突破值得關注。
? 5G+智能采礦:井下井上存在3G、4G、Wifi、工業環網、UWB、VOIP甚至是小靈通等網絡技術,在某西部產煤市近百個煤礦企業的統計中,全市近百個煤礦15%左右使用4G技術,80%左右采用2G/3G/小靈通/Wifi等,5%左右大型煤礦在嘗試融合5G技術。通過這些網絡連接著瓦斯災害監控、水文監測、頂板監測、主運輸系統、排水自控、通風機、壓風機等不同作業系統。煤礦礦井的網絡的穩定性問題,容易造成煤礦系統的干擾、延遲、掉線等因素。5G邊緣云可以在巷道監控、綜采面監控、智能掘進面、機器人硐室自動巡檢和AI預警方面發揮作用, IoT邊緣網關可以掘進面無人作業、遠程控制等領域發揮能力。華為在2021年重點押注這一領域,任正非曾親自到山西考察“智慧礦山”,隨后華為成立了“煤礦軍團”,旨在對智慧礦山模式進行重點突破。這一領域的主要挑戰是包括井下特殊防爆配套的成熟、井下組網的穩定性和總體成本。
典型礦山場景圖
? 5G+車聯網:車聯網、V2X、無人駕駛等技術,這幾年在眾多領域獲得了發展,但是由于前幾年5G能力在路測覆蓋、車端預裝都還沒有成熟,因此大部分實踐都存在三大局限:單車智能、有線路測數據融合和“云-端”架構。隨著5G的普及和5G+MEC邊緣技術的成熟,能夠單車自動駕駛水平L2/L3級提升到具備車路協同的L4等級,將基于專線IoT邊緣網關的RSU改造成具備更大數據傳輸能力的5G RSU,將“云-端”架構進化成“云-邊-端”架構,在精準地圖、AI算力、OTA應用和車路協同上具備更好的體驗。這一領域的主要挑戰是車側的5G改造、車路數據的漫游同步和服務覆蓋性問題。
?5G+智慧醫療:2021年的第四屆“綻放杯”是最不同于往屆一次大賽,在大賽方向上,更強調方案可復制性和推廣性,也強調商業價值和社會價值。這次比賽中,醫療行業涌現眾多案例,基于5G的眼耳鼻喉疾病遠程診斷、疑難危重新生兒急救轉診、發熱人群監測、核酸檢測等項目都獲得了一等獎。這些標桿性項目除了利用5G大帶寬、低時延、移動性,5G的安全性和穩定性也在醫療領域的實踐中,得到了體現和發揮。這一領域未來的主要挑戰在于醫聯體跨域數據傳輸、醫療信息安全保障和醫療設備終端改造問題。
雖然有政策“人工催熟”重大利好,但是邊緣計算真正的價值回歸,還有賴于行業落地的“需求生長和深耕”。需求的挖掘、基于邊緣計算的創新和價值落地,在2021年雖有所進展,在2021年將會更加深入。
五、分進合擊,產業鏈逐漸合圍
產業鏈的成熟最終的目標是實現價值回歸,即符合落地客戶的實際需要,同時相關產出高于投入。要實現這一目標有三個方面要素,包括相關服務模式的成熟度、成本的合理性和業務落地的價值體現。產品和服務的演進是一個動態的過程,我們把相關的模式,按照發展和演進的時間長度做了歸類,大致可以看出不同模式的成熟程度。
? 發展超過3年或者3年以上的模式
1) 互聯網公有云和運營商基于優勢的布局:公有云基于優勢布局CDN云邊緣,面向 2C 的視頻、游戲行業拓展業務,運營商則基于5G抓手拓展MEC 邊緣云,更多面向2B企業的數字化轉型和升級。
2) 傳統通信設備廠商布局5G MEC :華為、中興、愛立信和諾基亞幾大主流核心網廠商根據自身核心網的優勢,基于自身5G核心網延伸到邊緣MEC場景。
3) 開放軟件商布局中立的5G MEC:如專注開放架構的云計算廠商九州云,將業務擴展到“云+邊”的模式,提供解耦、中立的5G MEC平臺和服務,以及積極拓展如智能亞運場館、天津智能車路協同等垂直行業領域。
4) 物聯網廠商/工控機向IoT邊緣網關進軍:如航天云網、研華科技、涂鴉等,推出具備一定應用推送的邊緣網關一體機。
? 發展2年左右的模式
1) CDN廠商的資源以主機和容器方式顯示化:如網宿、白山云科技和阿里ENS類似,基本把原來的CDN 機房的資源通過主機/容器方式顯式地暴露為服務。白山云也額外提供了類似Fastly的Function@Edge能力
2) 互聯網公有云和運營商的交錯演進:運營商發展分布式云,以及公有云發展5G MEC的能力。
? 發展1年左右的模式
1) 無線小基站廠商向MEC進軍:一些小基站/核心網廠商也從無線基站領域跨越到5G MEC邊緣領域,如4G/5G無線方案的佰才邦,和順為在pre-A輪投資了艾靈網絡,專注5G邊緣方案。
2) 開源發展和開放生態的導入:如EdgeGallery開源項目,具備應用導入、應用掃描、應用商店的開放能力,在運營商體系內作為5G MEC生態整合的平臺已經取得一定進展。
在邊緣計算的交付成本上,2021年主要進展在終端成本、管道成本和邊緣池成本也更為優化:
1) 終端-5G模組的成本持續降低:2019年,5G模組的價格大概是4G模組的9倍,2021年5G模組的價格大概是4G的5~6倍,預計到2023年5G模組的成本將會下降到2019年4G模組的成本水平 (搜狐, 2021)。2021年我國共有 463 款 5G 終端獲得進網許可,其中 354 款為手機,99 款為車載終端等其它終端。手機價格已經下探至 1000 元以下,5G 模組價格已經下探至500 元 (李雁爭, 2021)。5G模組的成本的降低,有利于相關產業整體的成本降低,5G的行業覆蓋和技術能力也能夠得到更大發揮。
2)管道-5G MEC邊緣分流成本低于互聯網帶寬成本:5G MEC的邊緣分流成本對比互聯網帶寬成本有明顯優勢,特別是在特大帶寬的邊際成本上。
? 邊緣帶寬單位成本優勢明顯,共享模式下單位成本在50~70元/月/Mbps左右,專供模式下單位成本在40~60元/月/Mbps左右,起點帶寬一般布局共享邊緣分流以100Mbps起步,典型獨享專網典型流量為5/10/15/20/30 Gbps,但是,隨著帶寬的增長,邊際成本也跟著降低(注:以上數據根據市場列表價格分析,非特殊渠道價格和大客戶價格);
? 公有云的帶寬起點較低(1Mbps起賣,一般最大帶寬超過2Gbps),但是隨著帶寬的增長,單位成本較高,小帶寬模式下價格在50~60元/月/Mbps左右,超過100M的帶寬基本在70~80元/月/Mbps左右,而且隨著帶寬增長,邊際成本也微幅增長(見下圖)。
? 邊緣云的成本接近公有云成本:在邊緣部署的邊緣云的成本,相較于公有云,雖然單數據中心的規模效益不大,但是也由于邊緣機房數量更多,在總體資源提供的成本上,也開始接近公有云。
總結
2021年是邊緣計算新興概念經歷炒作期頂點后由熱轉溫、價值回歸由虛變實的一年。這一年中,邊緣計算的交付模式逐漸清晰,產業鏈布局的演進方向趨于聚焦,邊緣計算的價值在行業落地更加務實。展望2022年,我們預測,邊緣計算作為一種區別于WAN和LAN的中間新型入口,補足云和端各自不足,結合AI、數據、終端等能力,一方面將持續在工業、民生、文娛等傳統領域推進數字化升級,另外一方面,也將會看到更多的業務形態催生和商業模式的拓展。關于中國邊緣計算的發展,我們將會在2022年底再次總結和回顧。
來源:慧聰通信網