边缘计算技术发展现状与对策

发表时间:2021/8/12   来源:《科学与技术》2021年4月10期   作者:段英杰
[导读] 随着5G、人工智能的部署和应用,以及工业互联网、车联网等
        段英杰
        唐山旭华智能科技有限公司  河北省唐山市  063000
        
        摘 要:随着5G、人工智能的部署和应用,以及工业互联网、车联网等的落地,边缘计算逐渐成为一种重要的基础设施和能力。当前,边缘计算产业刚刚起步,行业参与主体纷纷开始加大布局。无论是电信运营商、设备商、云服务商或是其他参与主体,可以通过结合并放大自身资源优势,差异化推进边缘计算业务布局,分阶段逐步实现边缘计算基础设施与服务供应商的产业角色转变。
        关键词:边缘计算产业;发展现状;发展策略
        
        边缘计算是通过把计算、存储、带宽、应用等资源放在网络的边缘侧,减小传输延迟和带宽限制的新兴技术。这项技术为物联网、云计算等技术提供了前所未有的连接性、集中化以及智能化,满足了敏捷连接、实时业务、数据优化、应用智能、安全与隐私保护等方面的需求,将是实现分布式自治、工业控制自动化的重要支撑。本文对边缘计算技术、标准、产业和应用国内外发展现状与趋势进行了梳理分析,提出了我国的进一步发展对策。
        1关于边缘化计算技术
        很明显,这些年来,“物联网技术”“云计算技术”等各项技术都得到更加宽泛的运用。但是伴随着万物互联和5G高宽带的快速来临,各个类型的行业,例如,车联网,工业管控以及AR等等所产生的数据量信息爆炸式增长,这也给计算设施等带来了实时性,网络依赖性以及安全性等各个方面的要求。所以,为了能够真正的去解决这些问题的出现,国内外的学者提出来了边缘性的计算基本概念。其实边缘计算当中的“边缘”二字指的就是在数据源以及云端数据中心之间的一种任何计算或者网络资源计算。比如,智能化手机就是个人和云端的一个“边缘”,智能家居当中的网关其实就是家庭设备以及云端的一个“边缘”。边缘计算的根本原理其实就是在接近数据源的区域去进行精确的计算,是在ko靠近物体以及数据源头的网络化边缘侧,进一步融合网络,计算,应用核心能力以及存储等提供边缘化智能服务开放化平台。这与云计算相比较来说,边缘计算就近布置,所以就可以理解成云计算的下沉。边缘计算逐步实现了物联网技术以前所没有的连接性,集中化以及智能化,以此来满足敏捷连接,数据优化以及实时业务等各个方面的要求,与此同时这也是实现分布式自治,工业控制智能自动化的一个重要支撑。边缘计算算得上是计算系统由扁平直至边缘,面向5G网络架构逐步演进的一项必然化技术,与此同时也是提供出了一个全新的生态化系统以及价值链。第三方数据研究探析了机构IDC预测,可以说,随着社会时代的快速发展,全球可能会有五百多一的智能化系统接入到互联网当中,在这其中主要包含了智能手机,个人交通工具以及可穿戴设备等等,在这其中有40%的数据都一定要进行边缘化计算服务。边缘计算其实有着常大的市场竞争潜力,与此同时也引起来了各种研究机构,服务提供商以及标准组织的重视与关注。
        2世界现代化发展状况和趋势
        在目前看来,边缘计算技术和实践运用依旧处在一个发展基本时期,亚马逊,微软以及谷歌等等云计算的榜首依旧是这个领域当中的领跑者。在2017年的时候,亚马逊携带着AWSGreegraee去进入车辆的边缘计算区域,走到了行业的前沿。这个服务把AWS扩展到了基本设备当中去,这样一来的话就能够在本地区域当中处理它们本身所产生的数据,依旧能够借用云来管理和分析数据。微软公司基本计划在未来的四年当中在物联网领域投进五十亿美元,在这其中也包含了多元化的计算科目。2017年的时候微软发布了Azure loT Edge 的解决方案,这个方案进一步把云分析扩大到了边缘化设备,而且支持离线进行使用,而且此公司也希望以此能够聚焦人工智能运用。谷歌自从2017年到选择已经公布了两款有关的新产品,比如硬件芯片EdgeTPU以及软件堆栈CloudIoTEdge,主要的目的是为了能够去改善较为边缘化的联网设备开发。与此同时,谷歌也表示,“CloudIoTEdge”把谷歌云很强大的数据处理以及机械学习功能扩大到了多于十亿台边缘化设备,例如,机器人手臂,石油钻塔以及风力涡轮机,这样的话它们就能够对其来自传感器的数据进行一个实时的操控,而且能够在本地进行结果的监视预测。在国际当中看来,有很多的公司也在开放软件以及技术的帮助边缘去进行腾飞计算。惠普公司提出计划,大致在未来的四年时间当中向边缘计算化领域投资注入了四十亿美元。这个公司的Edgeline ConvergedEdge Systems基本系统的主要目标客户就是那些希望能够得到数据中心级的基本计算能力,而且一般处于较为边远地区运营的工业化基本合作伙伴。

其基本系统承诺在不依赖把数据发送至云或者数据中心情况背景下,为其工业的运营(例如石油钻井平台,工厂以及铜矿)提供其来自联网设备的洞见。人工智能芯片制造商英伟达在2017年的时候推出了Jetson TX2,这是一个面向于全新边缘基本设备的人工化智能计划平台。它的前身是Jetson :TXI,,它号称算得上是要去重新定义把高级的AI从云端扩展到一个边缘化的可能。有关其边缘的计算标准化工作也渐渐变成了各个大项标准化的组织关注,主要的国际标准化组织都建立起来的有关的工作组织,开展边缘化的计算标准化工作。在2014年的时候,欧洲电气标准化团队(ETSI)成立了移动化边缘计算表转化工作组。在2015年的时候,思科,ARM,戴尔,微软,以及普林斯顿大学等机构都联合发起成立起来了开放式雾计算联盟。在2017年IS0/IECJTC1SC41成立起了边缘化计算研究小组,主要以推进边缘计算标准化去进行工作。在2017年的时候1EC发布了VEI (Vertical Edge Intelli-gence)的白皮书,里边主要介绍了边缘化的数据计算对其制造业等垂直行业的一个重要化价值。在2018年初的时候,ITU-TSG20 (国际电信联盟物联网和智慧城市研究组)也成功的立项了第一个物联网领域边缘化计算项目,从而用于边缘化的计算IOT需求。
        3我国发展现状和水平
        2016年11月30日,边缘计算机产业联盟(ECC,EdgeComputing Consortium)在我国北京建成,这个机构被华为技术有限公司、中国科学院沈阳自动化研究所、中国信息通信研究院、英特尔公司、ARM 和软通动力信息技术有限公司共同创办,加盟的单位有62家,覆盖了科研院校、工业、能源等方面的发展。2016年和2017年发表了《边缘计算参考架构》1.0和2.0版本,对边缘计算关于工业、能源、城市建设等领域的应用策略。
        边缘计算属于5G的关键技术之一,也是加强5G功能的重要手段。2017年,中国通信标准化协会开展了边缘计算的工程。中国通信标准化协会的无线通信技术委员会和工业互联网特设任务组都申请并设立了相关边缘计算的项目。在任务组中,最重要的就是对工业互联网的边缘计算项目内容和标准进行制定。现阶段,工业互联网任务组设定的标准有:《工业互联网边缘计算总体架构与要求》,《工业互联网边缘计算技术研究》《工业互联网边缘计算边缘节点模型.与要求》,《工业互联网边缘计算需求》。
        4我国进一步发展对策
        根据计算得出:2017到2026年美国将投资870亿美元进行边缘计算方面的建设,而欧洲也会紧跟其后,在边缘计算上投入大量的资金。所以,我国应该实施以下几个方面的策略发展边缘计算。
        第一,做好边缘计算关于技术方面的应用准则,边缘计算会使用大量的终端装置、边缘节点,它们是数据获取、数据聚集、数据处理的前提。但是这些装置都有着异构性的特点,它们的生产地不同、数据接口有差异、数据结构和传输协议都不同。所以,制定的技术准则和规定的科学性、一致性,有利于其最终的实施,而这种标准的设计也会减少边缘计算项目的花费。
        第二,将边缘计算技术与信息化技术融合运用。例如:边缘计算技术的研究和应用应该加强与互联网+、云计算、大数据技术和通信技术等前沿技术的应用。因此,在未来的发展中,边缘计算技术与云计算有着密切的联系。而我国关于边缘计算技术的研究和优化也要考虑到信息化技术和智能化技术的衔接,促进边缘计算体系的完善。
        结束语
        综上所述,本文结合理论实践,研究了边缘计算技术发展与对策,研究结果表明,边缘计算技术是一种全新融合的技术,为实现万物互联,降低网络延迟提供全新的技术支持。但毕竟是一项新型技术,还存在很多问题。针对我国目前边缘计算技术发展现状及面临的挑战,可从建设边缘计算技术标准及规范、注重新技术的使用、加强边缘计算技术开源生态建设等方面同时入手,促使边缘计算技术实现良性发展。
        
        参考文献
        [1]张扬,边缘计算技术发展现状与对策[J].电脑知识与技术 (经验技巧) .2019 (08):89-70.
        [2]刘子杰 张成伟 许萌萌 张一帆 栾天宇.边缘计算综述: 关键技术与应用方向 [J].电脑知识与技术.2019 (28):167-168.
        [3]傅耀威,孟宪佳.边缘计算技术发展现状与对策[J].科技中国.2019 (10):134-135.


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