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物聯(lián)網為什么單憑云計算不行?邊緣智能強勢入局

2018-11-01 10:18 物聯(lián)網智庫

導讀:多接入邊緣計算是在靠近人、物或數(shù)據源頭的網絡邊緣側,通過融合了網絡、計算、存儲、應用等核心能力的開放平臺,就近提供邊緣智能服務,來滿足行業(yè)數(shù)字化在敏捷聯(lián)接、實時業(yè)務、數(shù)據優(yōu)化、應用智能、安全與隱私保護等方面的關鍵需求。電信領域也提出了移動邊緣計算(MEC)的概念,這里的邊緣指的是骨干網絡的邊緣,如基站等。

近幾年,隨著云計算、大數(shù)據、人工智能等技術的快速發(fā)展,以及各種應用場景的不斷成熟,越來越多的數(shù)據需要上傳到云端進行處理,給云計算帶來了更多的工作負載。同時,由于越來越多的應用需要更快的反應速度,邊緣智能應運而生。

歐洲電信標準協(xié)會(ETSI)對邊緣計算的定義是:多接入邊緣計算是在靠近人、物或數(shù)據源頭的網絡邊緣側,通過融合了網絡、計算、存儲、應用等核心能力的開放平臺,就近提供邊緣智能服務,來滿足行業(yè)數(shù)字化在敏捷聯(lián)接、實時業(yè)務、數(shù)據優(yōu)化、應用智能、安全與隱私保護等方面的關鍵需求。電信領域也提出了移動邊緣計算(MEC)的概念,這里的邊緣指的是骨干網絡的邊緣,如基站等。

我們可以把邊緣計算的特點歸納為以下幾個方面:

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(1)數(shù)據處理實時性

邊緣計算整合了數(shù)據采集、處理、執(zhí)行三大能力,避免了數(shù)據上傳下達所產生的時延弊端,提升了本地物聯(lián)網設備的處理能力和響應速度。

(2)業(yè)務數(shù)據可靠性

基于安全的數(shù)據才會有可靠的業(yè)務,邊緣計算本身不把數(shù)據傳向云端,在廣域網發(fā)生故障的情況下,也能夠實現(xiàn)局域范圍內的數(shù)據服務,進而實現(xiàn)本地業(yè)務的可靠運行。

(3)應用開發(fā)多樣化

我們知道,未來會有一半以上的數(shù)據在其源頭進行處理,也會有諸如工業(yè)制造、智能汽車、智能家居等多樣的應用場景。用戶可以根據自己的業(yè)務需求自定義物聯(lián)網應用,這就好比我們在安裝office過程中會有多種的安裝選項。

應用特征產生的場景

萬物互聯(lián)會產生多樣化、差異化的應用,不少應用本身具備的特征直接決定了需要采用邊緣智能的方式。而邊緣計算非常擅長解決易構網絡、網絡資源受限、端到端低時延等問題。

(1)專網類業(yè)務場景

大量行業(yè)、企業(yè)因為業(yè)務特殊性、數(shù)據保密等原因,采用專網方案,主要業(yè)務數(shù)據在其專用網絡中進行計算處理,不使用公共網絡服務。如政務、公安、民航、鐵路、交通、工業(yè)和家庭視頻設備等大量行業(yè)都采用物理隔離來保證數(shù)據安全。

(2)營銷提升業(yè)務場景

邊緣智能可以更為快速地對終端側數(shù)據進行用戶畫像刻畫,提升營銷效果。一些專門業(yè)務的體驗廳、營業(yè)廳等場所,在邊緣智能助力下給潛在用戶帶來耳目一新的體驗。

(3)體驗提升的場景

體驗提升場景是用戶采用邊緣智能方案最主要的考慮之一。在大量場合中,邊緣智能的采用會讓整體業(yè)務體驗提升到新的高度。物聯(lián)網各類碎片化場景中,新業(yè)務的層出不窮也讓基于互聯(lián)網業(yè)務的邊緣智能系統(tǒng)無法完全承載起來,如VR/AR,將相應服務器部署在網絡邊緣側,能有效分擔VR/AR圖像識別運算壓力,及時給終端反饋,增強用戶體驗。

邊緣智能產業(yè)生態(tài)主要組成部分

從傳統(tǒng)產業(yè)鏈角度看,邊緣智能產品、技術、平臺和方案部署在終端和網絡回傳設備之間,與邊緣智能相關的產業(yè)鏈只是位于這之間各種軟硬件企業(yè);不過,從物聯(lián)網產業(yè)視角看,邊緣智能作為物聯(lián)網的匯聚和控制節(jié)點,其涉及到的產業(yè)生態(tài)不僅僅只是產業(yè)鏈這一小段,而應擴展到對物聯(lián)網端到端解決方案形成影響的部分,涵蓋了硬件、軟件、設備、運營商、內容提供者、應用開發(fā)者等各個環(huán)節(jié)。以物聯(lián)網產業(yè)的視角,從這些參與者的角色分布來看,抽象出邊緣智能產業(yè)生態(tài)框架。

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邊緣載體供應商

包括相關硬件和軟件供應商,這一環(huán)節(jié)所有參與企業(yè)的成果是形成邊緣智能軟硬件平臺,這一平臺級的產品成為中下游邊緣智能業(yè)務開展的承載載體,因此成為邊緣載體供應商。包括但不限于邊緣智能硬件基礎設施、邊緣數(shù)據中心、計算能力、電信級能力等方面的供應商,大致可以分為硬件設備商和軟件供應商兩類。

業(yè)務運營商

將邊緣智能基礎設施平臺作為其核心產品,為各類集成商、內容供應商、服務開發(fā)商提供快速部署應用和服務的支撐,收取相應的功能和運營費用。

服務提供商

服務提供商主要直接為最終用戶提供基于邊緣智能的物聯(lián)網應用。這一群體借助邊緣智能基礎設施載體,以及運營商提供的各類開發(fā)接口,開發(fā)用戶直接可采用的個性化應用方案。服務供應商包括業(yè)務集成商和應用開發(fā)商兩類。

最終用戶

邊緣智能載體、運營商、服務商面對的最終用戶就是各類物聯(lián)網用戶,既有個人、家庭的消費物聯(lián)網用戶,也有國民經濟各行各業(yè)有轉型升級需求的產業(yè)物聯(lián)網用戶,這些用戶分布非常廣泛,需求碎片化普遍,正好適合基于分布式架構的邊緣智能為其提供服務。

產業(yè)服務機構

為支撐邊緣智能生產流程的有效進行,各類科研機構、標準化組織和產業(yè)聯(lián)盟等第三方機構紛紛針對邊緣智能設立研究課題、推動業(yè)界合作。

邊緣智能產業(yè)發(fā)展規(guī)模

據市場研究機構IDC預測,到2021年,全球云計算市場的規(guī)模將達到5650億美元,這其中約有20%為邊緣云,市場規(guī)??蛇_到1130億美元。

邊緣智能的產業(yè)規(guī)模隨著物聯(lián)網產業(yè)的發(fā)展不斷壯大。由于邊緣智能更多是物聯(lián)網整體解決方案的一部分,直接抽取專門針對邊緣智能的市場總量和收入并不容易,不過可以采取對比不同模式成本的方式,預計邊緣智能給產業(yè)帶來的較高的產業(yè)關聯(lián)效應。與云計算、邊緣計算相比,邊緣智能可以更進一步的縮減數(shù)據處理的成本。大部分邊緣設備與云端相距很遠,當邊緣與云端的距離減少到322公里的時候,數(shù)據處理成本將縮減30%,當兩者的距離縮減到161公里的時候,數(shù)據處理成本將縮減60%,而當邊緣具備人工智能分析能力的時候,這一數(shù)字還有進一步縮減的空間。

邊緣智能主要商業(yè)模式

最終用戶收入分成模式

向最終用戶直接收費的商業(yè)模式適合于能為用戶提供標準化產品的方式,由于邊緣智能作為整體解決方案中的嵌入式模塊,很難提煉成標準化的產品,不過在很多情況下由于能夠使能業(yè)務提供方一些具體場景,業(yè)務提供方對最終用戶收費,邊緣智能運營方對該收費進行分成。

以賽事直播為例,運營商為VR直播服務商提供邊緣智能平臺支持,用戶通過向服務商購買VR直播門票獲得直播服務,運營商由于提供直播所需網絡接入和邊緣智能平臺,可以與服務商進行共享收入分成。

業(yè)務平臺功能費模式

此類模式主要適合為集成商、應用開發(fā)商直接提供邊緣智能能力的情況,邊緣智能運營商不參與端到端解決方案的設計,只是提供使能作用。作為邊緣智能運營商,包括電信運營商和云服務廠商,會面對大量toB類客戶,提供邊緣智能平臺的開發(fā)接口,根據調用情況和使用量收費。

業(yè)務優(yōu)化提升模式

此類模式著眼于整體端到端解決方案中邊緣智能發(fā)揮的價值,適用于邊緣智能運營商也參與到物聯(lián)網方案設計的情景中。電信運營商、云服務廠商等邊緣智能運營商有時也承擔著物聯(lián)網集成商、解決方案商的角色,或者是和集成商深度合作,此時邊緣智能就是整體方案中有機組成部分,對物聯(lián)網解決方案的優(yōu)化帶來直接效果。

邊緣智能現(xiàn)有挑戰(zhàn)

邊緣計算雖然已提出多年,但還沒有形成大規(guī)模落地實施的態(tài)勢,邊緣智能作為進一步演進,還處于發(fā)展初級階段,需要突破多項挑戰(zhàn),并與物聯(lián)網產業(yè)的規(guī)?;l(fā)展相伴而行。

邊緣計算向邊緣智能演進中的挑戰(zhàn)

邊緣智能更著眼于如何使能物聯(lián)網業(yè)務場景的落地,并將人工智能應用于邊緣計算中,在這一過程中需要克服多方面挑戰(zhàn)。

碎片化向規(guī)模化發(fā)展的挑戰(zhàn)

物聯(lián)網的終端、傳感器處于海量的碎片化場景中,邊緣智能部署在這些設備數(shù)據源頭附近,同樣具有多樣化和分布式的特點,面對的也是碎片化場景。解決產業(yè)碎片化向規(guī)?;l(fā)展就是產業(yè)面臨的一大挑戰(zhàn),如何利用邊緣設備的軟硬件解耦實現(xiàn)產品的通用性,而且邊緣設備需要增加哪些標準化功能也需要考慮,從而解決行業(yè)碎?片化問題是業(yè)界重要研究方向。

產業(yè)鏈協(xié)同的挑戰(zhàn)

與物聯(lián)網產業(yè)鏈各環(huán)節(jié)類似,邊緣智能相關參與者需要開放、合作來實現(xiàn)落地。由于邊緣智能平臺作為物聯(lián)網數(shù)據源頭的首個入口和中樞,承上啟下的作用更加明顯,用戶和產業(yè)鏈合作伙伴對其技術、產品、安全性等方面的要求較高,給邊緣智能產業(yè)與產業(yè)鏈各環(huán)節(jié)協(xié)同提出挑戰(zhàn)。產業(yè)鏈協(xié)同的挑戰(zhàn)中,安全和隱私保護的挑戰(zhàn)最為明顯。作為數(shù)據中樞,接觸的一手數(shù)據量很大,數(shù)據泄露、隱私保護等工作需要和合作伙伴、客戶共同來實現(xiàn);另外,存儲設備、網絡、應用等各環(huán)節(jié)需要端到端的安全防御。

供給和需求匹配的挑戰(zhàn)

物聯(lián)網產業(yè)發(fā)展的一個典型的挑戰(zhàn)就是供需雙方之間存在一定斷層,物聯(lián)網技術、產品、方案供應商對下游用戶的生產經營流程理解不夠,下游用戶對智能化場景理解不足,使物聯(lián)網規(guī)?;涞赝七M較慢。邊緣智能也具有類似的挑戰(zhàn),相關的各類技術不斷推陳出新,邊緣智能產業(yè)鏈上游企業(yè)作為供給方積極投入大量資源來布局,但相對來說,對用戶需求的理解并不深入。

邊緣智能未來發(fā)展趨勢

當前階段,邊緣智能主要是供給方推動為主,不斷推出典型案例和示范應用來教育下游各行業(yè);在技術進步和市場教育充分的情況下,未來更多是需求方為主來推動。下游各行業(yè)對數(shù)據分流、實時可靠、用戶體驗等方面的需求,直接驅動邊緣智能上游企業(yè)的產出。

標準化被業(yè)界認可

邊緣智能參與者眾多,且異構標準數(shù)量龐雜,最終趨勢是在多個層面形成一些標準,包括信息模型、設備管理、協(xié)議轉換、通信管理、安全防護等各方面。相關標準化組織以市場需求為導向,以企業(yè)為主體,強調標準的研究制定與應用結合,對邊緣智能標準進行市場化推廣,形成市場上的事實標準,最終被產業(yè)鏈大部分企業(yè)所認可。

產學研用生態(tài)組織作用凸顯

目前,國內外已有多個邊緣智能相關產業(yè)聯(lián)盟組織成立,且有效地開展標準化、產業(yè)生態(tài)建設等工作,給聯(lián)盟參與企業(yè)帶來不少機遇。未來產、學、研、用各方參與的產業(yè)聯(lián)盟組織的作用更加凸顯,通過構建這些組織,解決產業(yè)界共同關心的問題,推廣示范應用案例,提供開放試驗環(huán)境,加速邊緣智能的商業(yè)化落地進程。

邊緣智能與終端-通信-云端深度協(xié)同

作為物聯(lián)網方案中的組成部分,邊緣智能一定需要與終端、通信、云計算形成協(xié)同效應,做到各環(huán)節(jié)不存在短板,才能給下游用戶直接交付端到端的解決方邊緣智能白皮書60案。對于邊緣智能平臺提供者和運營者來說,對在“端-管-云”方面有廣泛的布局、有大量深度的合作伙伴,則是提升其邊緣智能的競爭力的重要砝碼。

端到端安全成為剛需

面對邊緣智能平臺,攻擊路徑可以通過本地無線網絡或者物理篡改進行,由于邊緣智能平臺面對大量碎片化場景,安全保護的壓力巨大。根據360相關研究,邊緣智能需要進行分層的安全應對,包括設備域、網絡域、數(shù)據域和應用域提供針對性的應對方案。在未來產業(yè)發(fā)展中,這種端到端的安全應對方案成為邊緣智能落地中的剛需。

邊緣智能是邊緣計算發(fā)展的下一個階段,邊緣計算是打破云計算不足的一種手段,而邊緣智能則更注重與產業(yè)應用的結合,促進產業(yè)的落地與實現(xiàn)。與邊緣計算相比,邊緣智能除了擁有更高的安全性、更低的功耗、更短的時延、更高的可靠性、更低的帶寬需求以外,邊緣智能可以更大限度的利用數(shù)據,讓數(shù)據變得更有價值。

我們可以看到從云計算、分布式計算,到邊緣計算,再到邊緣智能,計算方式正在從云計算落實到貼地計算,邊緣計算將輕量化的云計算與設備端結合,而邊緣智能則是將邊緣計算與用戶、業(yè)務結合,邊緣智能不是簡單的把邊緣計算搭建起來,更是對管道能力的整體提升,是物聯(lián)網應用的使能者。