边缘计算在核心网中的应用

边缘计算在核心网中的应用

赵秀丽1

中国通信建设集团设计院有限公司第四分公司，郑州 450052

摘  要：随着 5G 技术的发展，边缘计算在核心网中的应用越来越受到关注。核心网作为网络的重要组成部分，对于边缘计算技术的应用需求也越来越高。本文对边缘计算技术进行了综述，并探讨了边缘计算在核心网中的应用和优势。同时，本文还讨论了边缘计算技术在实际应用中面临的挑战和未来发展趋势。

关键词：边缘计算；核心网；5G 技术

1  引言

随着互联网、物联网、大数据等技术的飞速发展，数据量呈现出爆炸式增长。传统的云计算模型逐渐暴露出其局限性，如网络延迟高、数据处理能力不足等问题。边缘计算作为一种新兴的计算模型，将数据处理、存储和网络服务等资源放置在离数据源更近的边缘节点上，从而提高数据处理速度、降低网络延迟、提高数据质量。在 5G 时代，边缘计算与核心网的结合将为用户提供更优质的服务。

2  边缘计算技术概述

边缘计算（Edge Computing）是一种分布式计算模式，其主要特点是将计算、存储和网络服务等资源部署在离数据源较近的边缘节点上。边缘计算可以有效降低数据传输延迟，提高数据处理速度和质量，同时保护数据隐私。边缘计算技术与物联网、5G 等技术相辅相成，共同推动智能时代的发展。

边缘计算是一种将计算任务从云计算中心推送到网络边缘的技术，它使应用程序、服务和内容在网络边缘侧实现处理和存储，从而降低了网络延迟和带宽消耗，提高了数据处理效率。边缘计算技术包括多接入边缘计算（MEC）、雾计算等。

3  边缘计算在核心网中的应用

3.1  数据处理

随着物联网、大数据等技术的不断发展，数据处理成为核心网的重要任务之一。边缘计算可以通过在数据产生的源头进行数据处理，减少了数据传输量和计算负荷，提高了数据处理效率。例如，在智能家居中，边缘计算可以在家庭网关处对家庭设备产生的数据进行处理和分析，从而实现智能控制和优化。

3.2  安全、认证及身份识别

在核心网中，安全、认证及身份识别是重要的功能之一。边缘计算可以通过在网络边缘侧进行加密、解密等操作，提高数据传输的安全性。同时，边缘计算还可以通过本地认证和身份识别等功能，减少数据传输过程中的安全风险和漏洞。例如，在智能交通系统中，边缘计算可以在车辆和交通信号灯之间实现本地认证和身份识别，从而提高交通系统的安全性和可靠性。

3.3  连接云计算层

边缘计算还可以连接云计算层，提供物联网边缘计算层与公有云及私有云的无缝连接，包括接口定义、权限管理、资源管理及功能定义等。这使得应用程序和服务可以在本地处理和存储数据的同时，也能够利用云计算中心的强大计算和存储能力。例如，在智能制造中，边缘计算可以在生产线现场对产生的数据进行处理和分析，并将处理结果上传到云计算中心进行进一步的优化和决策。

3.4  支持低时延、高宽带应用

多接入边缘计算（MEC）位于网络边缘，通过开放生态系统引入新应用，从而帮助运营商提供更丰富的增值服务，比如数据分析、定位服务、AR和数据缓存等。具体来说，它是一种网络架构，利用无线接入网络就近提供电信用户IT所需服务和云端计算功能，而创造出一个具备高性能、低延迟与高带宽的电信级服务环境，加速网络中各项内容、服务及应用的快速下载，让消费者享有不间断的高质量网络体验。例如，在虚拟现实游戏中，边缘计算可以在游戏玩家附近的游戏服务器上处理游戏数据，从而减少数据传输延迟和网络带宽消耗，提高游戏玩家的体验。

4  边缘计算在核心网的优势

4.1  降低网络延迟

边缘计算将计算和存储资源部署在离数据源较近的位置，使得数据处理和分析尽可能地靠近数据源。这样可以大大降低数据传输延迟，提高数据处理的实时性[1]。在核心网中，边缘计算可以有效降低通信延迟，这使得应用程序和服务能够更快地对用户请求做出响应，提高了用户体验。

4.2  提高数据处理效率

边缘计算可以将数据的处理和分析尽可能地靠近数据源，从而提高数据的处理效率和质量。边缘计算通过在数据产生的源头进行数据处理和分析，减少了数据传输过程中的损失和错误率，提高了数据处理效率。这使得应用程序和服务能够更准确地反映实际情况并做出决策。在核心网中，边缘计算可以实现高速数据处理，满足用户对高质量通信服务的需求。

4.3  保护数据隐私

边缘计算可以在本地进行数据处理和分析，减少数据在网络中的传输，从而降低数据泄露的风险。在核心网中，边缘计算可以保护用户数据的隐私，提高数据安全性。

边缘计算本地认证和身份识别等功能也可以减少数据传输过程中的安全风险和漏洞。这增强了应用程序和服务的安全性和可靠性。

5  边缘计算在实际应用中的挑战

尽管边缘计算具有诸多优点，但在实际应用中仍然面临一些挑战，如边缘节点的选择、资源分配、数据同步等问题。此外，边缘计算技术还需要与 5G、物联网等技术进一步融合，实现优势互补。

5.1  技术挑战

边缘计算技术涉及多个领域和技术栈的整合和优化。这需要具备深厚的技术功底和实践经验来应对各种技术挑战。同时，随着技术的不断发展和创新，也需要不断学习和掌握新技术来应对变化的需求和市场环境。

5.2  管理挑战

边缘计算需要对多个设备和系统进行管理和协调。这需要具备完善的管理体系和工具来应对各种管理挑战。同时，随着应用场景的不断扩展和变化，也需要不断优化和调整管理体系和工具来适应变化的需求和市场环境。

5.3  安全挑战

边缘计算涉及到大量的数据处理和传输过程。这需要具备完善的安全体系和措施来应对各种安全挑战。同时，随着应用场景的不断扩展和变化，也需要不断优化和调整安全体系和措施来适应变化的需求和市场环境。

6  结论

5G 技术的发展和应用使边缘计算在核心网中的应用将越来越广泛。边缘计算技术可以有效降低网络延迟、提高数据处理效率和质量、保护数据隐私，为用户提供更优质的服务。同时，边缘计算在智能家居、自动驾驶汽车等领域的应用也将蓬勃发展。未来，边缘计算将与 5G、物联网等技术共同推动智能时代的进步。随着5G时代的到来和物联网技术的不断发展创新将推动边缘计算技术在核心网的应用进一步拓展和优化提升网络性能和服务质量满足日益增长的智能化需求。

参考文献：

[1]周向 肖婧婷 李薰春.5G边缘计算在低时延直播中的研究与应用[J].广播与电视技术.2022,49(05).