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1 引言

随着全球数字化浪潮的快速发展，5G、云计算、AI等一些新一代信息技术词汇已经成为“网红”名词，越来越贴近我们的生产和生活，可以说是“旧时王谢堂前燕，飞入寻常百姓家”。不仅如此，以“5G＋云＋AI”的跨界融合，正在成为数字经济时代的新基础设施，也成为推动企业数字化、智能化升级的重要引擎。

目前，云计算正在融入到到众多5G业务场景中，比如智慧园区、V2X自动驾驶等。5G网络不仅解决了很多应用场景由于4G网络承载带宽不足的问题，而且创造性提出的eMBB、mMTC、URLLC等特性极大的适应了行业的底层连接环境，通过AI智能化技术的加持又带来了的高效处理能力。然而，随着技术的不段发展，传统云计算已经很难满足实时性比较敏感的应用,并且将全部数据都上传到云数据中心也会给网络带宽带来很大的压力。此时,边缘计算作为在网络边缘执行计算的一种新型计算模迅速兴起。边缘计算并非是云计算的更新换代，而恰好是云计算的有效补充，也就是我们要探讨的云边协同。

2 云边协同参考框架

云计算和边缘计算既不是单一的部件也不是单一的层次，而是涉及到IaaS（基础设施即服务）, PaaS（平台即服务）, SaaS（软件即服务）的端到端的开放平台，每种服务模式下都有不同的服务形式，并进行着不同的协同计算。总体参考架构如下所示：

图1 云边协同参考框架

其中，边缘节点包括：

（1）边缘基础设施能力EC-IaaS。一般由无线基站、边缘服务器、EC-IaaS接口组成，主要提供计算、存储、网络以及虚拟化资源。

（2）边缘平台能力EC-PaaS。将为边缘云环境提供PaaS功能，主要进行数据的预处理与分析，以及应用的部署与编排。

（3）边缘应用能力EC-SaaS，将SaaS功能扩展到边缘上，最大程度地为应用程序提供服务。

云端，可参照NIST (National Institute of Standards and Technology，美国国家标准和技术研究院）的定义，如下图所示：

图2 云服务种类和部署模式

（1）基础设施能力IaaS。提供计算、存储、网络和虚拟机等基础设施。

（2）平台能力PaaS。提供设备管理、资源管理、数据处理与分析、数据建模与分析、服务组件、边缘管理与业务编排等功能。

（3）应用能力SaaS。将应用作为服务提供给用户。

可以看出，不同的服务模式适合不同的客户需求。目前，我国IaaS发展成熟，ToB行业应用场景中，企业客户大多选择IaaS服务模式；PaaS也在高速增长中，比如在云游戏方面，可参考天翼云与CDS首云合作采用的“IaaS+PaaS”一站式解决方案。

3 运营商云边协同部署架构

以某运营商为例，目前MEC业务主要为智慧园区、智能制造等ToB业务场景。如下图所示，架构中AI应用的模型训练、数据存储部署在中心DC（数据中心）的云中，而承载模型推理、策略下发的客户应用则部署于边缘DC的MEC平台中。园区中的智能摄像头、巡检机器人等终端设备则通过基站与MEC平台进行5G通信交互，实施数据采集和策略执行。通过边缘侧计算能力的部署，MEC平台能有效缩短数据处理与操作执行之间的传输距离，提升业务实时性与稳定性，使智能终端的工作执行更为敏捷灵活。

图3 某运营商MEC平台应用部署架构

4 运营商云边协同建设方式

4.1 边缘产品形态

（1）共享通用型MEC平台

MEC边缘节点按需部署在各地市、区县级边缘机房内，采用“CT云IaaS+自研MEC”的模式。平台采用多租户模式，为不同客户分配逻辑隔离的基础的资源和业务资源。

MEC与UPF可采用共局址和异局址两种方式。

（2）独享型一体化MEC平台

软硬一体，集成化交付，一般部署在客户数据机房内。

4.2 三种模式，组网灵活

由于MEC与UPF的松耦合，又可以将两种MEC平台与UPF组合成三种组网模式，根据客户需求程度的不同，灵活提供组网方案。

模式一：MEC平台共享+UPF共享

该模式采用共享通用型MEC平台，适用对本地化需求不高、对成本敏感的客户。

模式二：MEC平台独享+UPF共享

该模式下MEC平台及应用归客户专享，适用于对时延、本地化处理要求高，有控制成本需求的客户，MEC平台下沉至客户本地机房。

模式三：MEC平台独享+UPF独享

该模式下UPF、MEC平台均下沉至客户本地机房。适用于对时延、数据隔离安全要求高，对价格不敏感的客户。

图5 三种模式在组网中的区别

4.3 某智能制造厂区MEC组网实例

某制造企业智能化厂区采用模式三的组网方式，UPF、MEC均部署在客户本地机房。实现数据不出园，同时保障链路备份。如下图所示：

图6 模式三组网实例

5 面临挑战-跨运营商的统一边缘云

目前，边缘计算在5G网络中的成功案例主要集中在有限区域内的ToB场景，这类场景中终端主要活动在固定的TAC区内，基本不涉及与其他边缘节点的切换问题，但这并不是边缘计算的终极目标。随着业务需求的不断丰富，跨平台类的应用在开发的过程中遇到了不同平台接口规范不统一的问题。

软件开发企业开发和部署应用需要逐个适配不同电信运营商的不同MEC平台，不仅需要实现云边无缝切换，还需要有跨不同运营商边缘节点的互通能力。为此，开发者希望能够统一建立边缘计算平台的API接口规范标准，以减少应用在不同运营商平台之间迁移、管理、安全、优化方面的难度。但是目前各个边缘计算厂家平台存在较大的差异，导致边缘应用与边缘计算平台（MEP—MEC Platform）是绑定的，各种边缘应用需要适配不同的边缘计算平台。

MEC互联互通（Inter-MEC）包括公有云和边缘云、边缘云之间，以及同一运营商/不同运营商之间的边缘节点互联互通，主要包括如下图所示的3个层面的互联互通。第1个层面的互联互通是指计算节点的互联互通，包括同一MEC系统下边缘计算节点之间互联互通，以及不同MEC系统之间的边缘计算节点之间互联互通。前者已经在ETSI MEC中定义了名为Mp3接口，但是只定义了该接口的功能，没有进行具体接口规范定义。后者表示不同运营商之间的计算节点互联互通，其使用范围和场景更大，目前尚无相关的标准规范。第2个层面的互联互通是指不同MEC系统之间的MEC控制面互通。第3层面的互联互通就是GSMA OPG定义的MEC 联盟（MEC Federation），表示的不同电信运营商MEC平台通过GSMA OP进行互联互通。

随着国内外电信运营商在边缘计算基础设施建设上不断合作和推进，形成跨电信运营商的统一边缘云将成为发展趋势，支持边缘应用的统一部署交付、运维和管控，促进电信运营商边缘云在千行百业规模商用。云边协同将向云边端三级算力随需调度方向发展，协同的目的是提高算力资源利用率，网络将从云网融合走向算网融合，为计算服务提供可信、高效、随需网络。

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​​什么是边缘采集？

边缘采集，又称边缘数据采集或边缘侧数据获取，是一种数据收集技术，它在网络架构的边缘层完成数据的实时抓取和初步处理。

实际应用中，边缘采集可能通过边缘计算网关、嵌入式系统或者其他智能设备实现，它们能够连接不同类型的外部设备（如采用ModBus协议的设备），并将这些设备的数据转换并整合到内部数据结构中，便于后续分析和应用。

亿佰特新款工业级边缘采集网关——E870-G1 ，可采集500个边缘数据点，可通过服务器下发指令到设备实现设备与服务器通信，支持边缘采集功能。采用工业级设计标准，保证设备的高可靠性。

E870-G1还具备4G全网通、云组网透传、TCP Client协议和MQTT接入、多种配置方式、串口分流、专网接入、NTP校准时间等功能。

可直连客户自建服务器

自建服务器可以通过ModBus RTU/TCP、JSON等协议与设备进行数据交互，客户也可以使用亿佰特云对设备进行数据采集和控制，同时可支持快速接入阿里云物模型。

边缘采集/边缘计算

E870-G1支持500个数据点边缘采集。配置好数据点参数后，设备上电自动轮询边缘数据点，将回复数据主动上报至服务器，上下行数据支持五级顺序计算公式。

设备云组网透传

支持组态以及云平台接入

透明传输+主动上传

适配多种标准物联网传输协议，满足各类串口数据无线上传至服务器。支持主动上传模式，设备自动轮询串口设备指令，收到回复后主动将数据上传至服务器，无需服务器轮询。

串口分流+4G定位

网关支持将指定485串口分流到232串口，在指定485串口轮询的同时，支持232串口自定义指令查询设备的状态。可实现4G定位功能。

支持心跳包/注册包

设备支持心跳包、注册包，可选择连接时发送FW、MAC和自定义注册包/心跳包三种类型。

边缘采集设备由于数据在产生地附近就被收集和处理，响应速度大大提升，同时仅传输经过预处理的有价值数据至中心服务器，减轻了网络传输压力。

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