5G业态发展与边缘数据中心投资分析

 5G业态发展与边缘数据中心投资分析

郑覆

复旦大学，上海200000

摘要：当前，5G技术虽然已经在全球范围内广泛布局，但未能在实际领域得到广泛应用，核心原因在于时延问题难以解决。而边缘数字技术具有低延迟、高带宽、大规模连接等优势，通过投资建设边缘数据中心，与5G移动通讯技术相结合，能够支撑更低延迟的5G业务开展，推动自动驾驶汽车、无人机飞行、VR/AR、移动医疗等各个领域实现智能化转型。基于这一背景，本文将对边缘数据中心的特征、发展现状以及前景做出分析，探讨边缘数据中心与5G业态的关系以及未来发展方向，对相关产业的发展提供参考。

关键词：边缘计算；边缘数据中心；5G

一、边缘数据中心与5G技术发展背景

近年来，中国移动网络通信技术发展迅猛，已经从4G进入5G时代。5G技术具有超高带宽、超低时延、网络能力全连接覆盖等特性，在未来将带动eMBB( Enhanced Mobile Broadband)、mMTC（Massive Machine Type Communication）、uRLLC（Ultra-Reliable Low-Latency Communications）三大场景的发展[1]。这三大场景覆盖了物联网、高清视频、AR/VR、工业制造、可穿戴设备等万物互联应用技术的各个方面。此类新兴技术都对数据的高吞吐量以及网络传输的低时延性有着较高的要求。传统的集中式的数据中心时延长，效率低，时延达到100 ms，无法满足新兴技术对于数据处理的需要。据预测，到2023年中旬，将有超过500亿的终端与设备联网，而有超过一半的物联网网络将面临网络带宽的限制，有40%的数据以来网络边缘中心进行分析、处理与储存。

因此，边缘计算模式应运而生。边缘计算模式靠近物或数据源头的网络边缘侧构建分布式开放平台，就近提供边缘智能服务，能够满足数字行业在敏捷链接、实时业务、数据优化、应用智能、安全与隐私保护等方面的关键需求。边缘数据中心就是建立在网络边缘的数据中心，通过提供存储、计算、网络等资源，基于分布式的计算与存储能力，在本地直接处理或解决特定的业务需求，以减少网络传输和多级转发带来的带宽与时延损耗。边缘计算本质上是一种服务，类似于云计算、大数据服务，着重要解决传统云计算（或者说是中央计算）模式下存在的高延迟、网络不稳定和低带宽问题。

边缘数据中心在靠近用户的网络边缘提供基础设施资源，支持边缘计算对本地化、实时性的数据进行分析、处理、执行以及反馈，从而对云计算能力进行补充。借助边缘计算，数据可以在边缘数据中心进行处理，从而节省到传统集中式数据中心的通信等待时间。边缘数据中心通常位于托管设施、蜂窝塔底部或其他可以靠近最终用户的位置。它可能是 5G天线旁边的一个非常小的计算单元，也可能是一个或两个机架，但它也可以扩展到一个100-200 KW的机房。边缘数据中心部署通常由服务提供商管理，确保数据中心满足客户的需求。

随着5G的商业化、物联网设备的日益普及以及全球移动数据流量的OTT（Over The Top）流量的快速增长，边缘数据中心的需求不断增长，投资规模持续扩大。此外，智能手机和物联网的爆炸式增长，对于IT和电信领域的自动化和数字化能力要求不断提升，也也推动了对边缘数据中心解决方案的需求。在5G产业的辐射之下，全球对边缘数据中心的需求持续扩张。

二、5G业态促进边缘数据中心投资

边缘数据中心的发展能够有效促进5G、人工智能、物联网等新兴技术的落地，加速新兴技术在各传统领域中的推广应用，促使新业务形态产生。在交通领域中，边缘数据技术与5G、物联网技术融合发展，能够促进智能驾驶汽车业务规模化发展；在医疗领域中，边缘数据技术与5G、AR/VR技术融合发展，能够促使远程医疗（包括远程手术、远程监护等）业务规模化发展。

基于边缘数据中心对于5G业态的广泛推动作用，目前，全球范围内的通信、互联网等各个行业企业已经纷纷在边缘数据中心展开了布局。

1）中国

在中国，由开放数据中心标准推进委员会(ODCC)主办，由百度、腾讯、阿里巴巴、中国电信、中国移动、中国信息通信研究院和英特尔等共同承办的开放数据中心峰会上，业内各科研机构、运营商及设备厂商等均表现出对边缘计算、边缘数据中心发展前景的看法，预计未来边缘计算将在互联网领域有着重要发展地位。在峰会上，ODCC发布了《边缘数据中心应用场景白皮书》，对边缘数据中心在5G时代的运营展开了分析以及探讨[3]。当前，基础运营商已经开始在全国范围内大规模启动边缘数据中心规划建设工作；华为正在搭建边缘计算开发测试平台，并在工业无线、数据集成、SDN、安全等关键领域展开技术研究；阿里等互联网巨头开始推广针对不同的计算场景的边缘计算产品；部分有实力的IDC服务商也开始与基础运营商合建边缘数据中心。

2）欧美

放眼全球，北美、欧洲地区仍然是边缘数据中心管理市场的主要发展地区之一，美国和加拿大是该地区的主要市场。这些地区的边缘数据中心管理市场规模较大，市场需求也在不断增长，主要得益于物联网、5G等技术的发展和应用。目前，欧美国家正在的领先运营商正在积极部署边缘云基础设施，为引入5G MEC商业应用服务做好准备。在美国，运营商AT&T正在将成千上万个中心局点转换为数据中心，并在帕洛阿尔托建立边缘计算测试区域，与第三方开发者和初创公司合作，测试包括自动驾驶、AR/VR和无人机在内的用例；在德国，德国电信DT积极布局边缘数据中心，以满足其4G及5G移动多人游戏延迟需求；在韩国，SK电信和KT都在部署区域边缘数据中心，计划瞄准B2B和B2C市场等。

5G时代，国外专业服务商及领先运营商均瞄准了边缘计算发展带来的工业制造、自动驾驶、AR/VR、游戏等高价值应用场景。在资源布局上，欧美专业服务商面向不同应用场景开展边缘数据中心的分层次差异化部署或呈环形排列，领先的美国运营商AT&T注重发挥其传统通信机房资源优势，以CO（Central Office）重构快速抢占边缘数据中心布局。在运营推广上，欧美专业服务商及领先运营商的拓展手段均较灵活，具有合资并购、公开融资、战略投资、合作拓展等多种方式。同时，国外专业服务商注重结合自身产品和服务的特性，制定独特的商业模式，如EdgeConneX针对所提供的边缘数据中心服务以订单化生产为主，具备定制化、高成本、高价值的特点，为客户提供了长租赁享有更低价格的商业服务；Vapor IO针对提供的小规模多点边缘DC，为满足边缘位置客户灵活接入需求，制定了即付即用、按需定价的的商业模式。此外，国外专业服务商崇尚运维自动化以实现运行可靠、成本降低。

3）中东及非洲

除欧亚国家外，中东和非洲也正在加速开展边缘数据中心的布局。在中东和非洲，5G网络的部署为数字转型、物联网、智慧城市和第四次工业革命提供了动力，一些公司和政府已经主动投资智慧城市的发展，推动了对数据中心的投资和建设，包括迪拜、阿布扎比、开普敦、拉各斯、内罗毕、贝泽克等地区。随着5G对于物联网发展的推动，互联网相关服务访问量增加以及在线平台的需求迅速增加，土耳其网上购物同比增长85%，电子商务行业市场额到2021年将达到5000万美元以上。对5G技术的快速投资及其部署将增加连接设备的数量，导致大量数据的产生，从而吸引对中东和非洲数据中心主机托管市场和边缘数据中心的投资。一部分中东和非洲国家因为通过海缆连接与美洲、欧洲和亚洲国家相连，也间接促进了中东和非洲数据中心市场的发展。据数据预测，中东和非洲（MEA）数据中心主机托管市场在2022-2027年期间预计将以8.68%的复合年增长率增长。随着数据中心的投资规模扩大，中东和非洲吸引了谷歌、亚马逊、微软、甲骨文和腾讯等大型云服务供应商在各地的投资，对5G技术在当地的应用转化具有重要意义。

根2019年2月发布的最新报告《思科视觉网络指数：全球移动数据流量预测更新》，2019年移动数据流量估计为每月达26.8艾字节，到2022年每月超77.5艾字节。2022年，政府应用行业占到边缘数据中心10%的市场份额，在未来几年，边缘数据中心在该行业的利用率将保持较高水平。从2023年到2032年，APAC行业的CAGR增长率将达到20%。由于互联网使用的激增和政府当局对改善IT基础设施的大量投资，该地区可能会成为该行业的主要枢纽。此外，包括中国、印度、澳大利亚和新加坡在内的新兴经济体正在大力支持数据中心提供商，这可能会加速地区增长。由此可见，边缘数据中心市场趋势日后或将有大幅度增长。

三、边缘数据中心赋能5G业态发展

根据Global Market Insights的最新预测，随着边缘计算技术的不断发展，到2032年，边缘数据中心的市场规模预计将超过500亿美元[5]。随着边缘数据中心的建立，边缘计算与5G、物联网技术融合发不断深入，在交通领域促进智能驾驶汽车业务规模化，在医疗领域中促进了5G＋AR/VR的长足的发展，促使远程医疗的实现成为了可能。目前，大量投资已经部署在边缘数据中心基础设施中，遍及零售、医疗保健、金融等几乎所有行业领域，为5G业态的运行提供更强大的计算、网络和存储服务。边缘数据中心的投资不断扩大，将为5G的各项业态带来发展契机，包括医疗保健、自动驾驶、无人机等。

1.医疗保健

在医疗保健领域，边缘计算可以对传感器和其他医疗设备收集的数据进行分析。许多健康IT专家预测，正是这种计算和存储能力，将通过提供近乎即时的处理来帮助改变医疗保健行业。边缘计算可以通过处理来自医疗设备(如血糖监测仪和血压袖带)的数据，提醒临床医生有问题的读数，以支持先进的远程患者监测。当各种部件在医院设施中移动时，它可以在各种部件通过医院设施时对医疗设备进行实时管理。此外，边缘数字技术还可以为增强现实和虚拟现实培训课程提供按需内容，确保体验没有延迟，为5G性能的发挥提供技术支持。据医疗IT专家预计，未来几年对边缘计算技术的投资将会增长，随着投入的增加，边缘计算将对医疗护理的方式、地点和速度进行改革升级。

2.自动驾驶

自动驾驶的边缘计算架构依赖于边云协同和LTE/5G提供的通信基础设施和服务。边缘侧主要指车载边缘计算单元、RSU 或 MEC 服务器等。通过将边缘计算技术与5G 技术相结合，能够将原本在数据中心中运行的负载转移到网络边缘侧，从而进一步降低传输时延，提高响应速度，在高清 3D 地图更新、实时交通路况的推送、深度学习模型训练和大数据分析等模块提升计算效能。自动驾驶汽车对系统响应的实时性要求非常高，车辆制动响应时间直接关系到车辆、乘客和道路安全。制动反应时间不仅仅包括车辆控制时间，而是整个自动驾驶系统的响应时间，其中包括给网络云端计算处理、车间协商处理的时间，也包括车辆本身系统计算和制动处理的时间。如果要使汽车在 100km/h 时速条件下的制动距离不超过 30m，那么系统整体响应时间不能超过 100ms。边缘计算技术的使用能够使得自动驾驶汽车实现端到端低于1ms的时延，并且可靠性接近 100%。同时 5G 网络可以根据数据优先级来灵活分配网络处理能力，从而保证车辆控制信号传输保持较快的响应速度。

四、结语

在5G时代，凭借低延迟、高带宽、大规模连接等特性，边缘计算成为5G产业发展的关键技术，而边缘数据中心也成为市场投资热点。本文通过对边缘数据中心的定义、发展背景、现状进行分析，对5G时代下边缘数据中心的发展前景做出了判断与推测。随着边缘数据中心的投资不断扩大，边缘数字技术持续升级，将拓展5G性能，推动5G相关行业实现数字化、智能化转型。

参考文献

[1]中国信通院.边缘数据中心规划发展研究[EB/OL],2021-08-05

[2]高级互联专家.5G时代不可或缺的关键技术：详解边缘计算参考架构[EB/OL],2023-03-26

[3]通信世界.5G与边缘计算是相互促进、彼此成就的关系[EB/OL],2021-02-05

[4]中国新闻网.开放数据中心峰会盛大开幕 二十二项成果精彩亮相[EB/OL],2018-10-19

[5]新京报.边缘数据中心：边缘计算风口下数据中心的未来 [EB/OL],2019-08-02

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