什么是 5G Edge 和多接入边缘计算？

by Canonical on 20 February 2025

简介

5G 边缘通过显著增强网络性能、让计算能力更贴近用户、大幅减少延迟、实现更快更高效的服务，正在彻底改变电信行业。这一进步对于不同领域的各种应用至关重要，包括智能城市、自动驾驶汽车、医疗保健和工业自动化。

在实践中，5G 边缘指的是在网络边缘部署小型分布式数据中心和处理单元，更接近最终用户和生成数据的设备。这些边缘数据中心不仅承载一些关键的 5G 网络功能，还充当通往包括互联网在内的其他网络的网关。通过在本地处理数据处理和路由，它们能够为在地域上彼此接近的用户和设备提供响应更快、效率更高的网络服务。

另一方面，多接入边缘计算（MEC）是一种补充技术，将云计算能力引入网络边缘。MEC 允许在这些边缘位置直接部署应用和服务，从而在生成数据时快速处理数据。这减少了数据返回中央数据中心的需要，进一步缩短了响应时间。

5G 边缘和多接入边缘计算使实时处理成为可能。这为许多其他好处打开了大门，因为它允许即时决策和数据分析，这对几项创新至关重要。这种能力不仅改善了现有的服务，还支持开发全新的应用和商业模式，进一步推动了电信领域的发展。

在这篇博客中，我们将探索 5G 边缘和 MEC 的具体用例，并讨论其优势，以及对服务提供商的要求和限制。

采用改进的技术能力拥抱未来

实施 5G 边缘和多接入边缘计算为电信服务提供商带来了众多技术优势，从优化网络性能和提高运营效率到增强安全性和更大的灵活性。 

优化的网络性能

其中一个主要好处是优化了网络性能。通过在离用户更近的地方处理数据，显著减少延迟，提高数据速度。这种增强对于维持高质量的网络服务和支持需要实时处理的高级应用程序至关重要。

提高运营效率

由于本地数据处理，减轻了中央数据中心和核心网络的压力。这种分散的方法可实现更有效的资源管理和更平滑的数据流量处理。结果是节省了成本并提高了服务质量，这直接有利于提供商的运营。

灵活性和定制化

网络切片是 5G 的一项关键功能，允许服务提供商在单个物理基础设施内创建多个虚拟网络，每个虚拟网络都根据特定需求量身定制。这种能力提供了更大的灵活性，使提供商能够针对不同的应用优化他们的网络。例如，在音乐会等大型活动期间，电信公司可以分配一个专用网络片来处理直播视频流和社交媒体活动的激增，确保用户的无缝体验。这种灵活性允许提供商定制服务，动态分配资源，并满足不同行业和客户的不同需求。

释放新的商业机会

技术优势转化为对客户的增强服务。以下是多接入边缘计算和 5G 边缘可以为您打开的一些大门。

创造新的收入来源和增加 ARPU

5G 边缘为服务提供商提供了推出创新产品的机会，可以显著增加收入和每用户平均收入（ARPU）。通过支持增强型实时流媒体、互动游戏和智能城市应用等服务，提供商可以开拓新的市场和客户群。这些新产品不仅增加了收入，还吸引了愿意为高级功能付费的高端客户。

为社会带来价值

5G 边缘和 MEC 的部署也使电信公司能够走向为更广泛的社会带来价值的前沿。通过远程医疗改善医疗保健，使用自动驾驶汽车实现更安全的交通，以及智能城市中更高效的能源管理，这些只是这些技术如何积极影响社区的几个例子。通过解决这些关键需求，电信公司可以加强其社会角色，并为整体公共福利做出贡献。

将创新解决方案货币化

5G 边缘和 MEC 的能力开启了无数的商业化机会。但是采取行动的紧迫性也真实存在。服务提供商可以向希望提高运营效率和客户体验的企业提供边缘计算即服务（ECaaS）。超大规模企业已经推出了边缘计算产品，如果电信公司不迅速采取行动，利用对边缘分析、IoT 应用和实时数据处理的需求，他们将面临落后的风险，而不是创造新的收入来源。电信提供商必须利用其独特的网络地位来提供边缘计算服务，否则他们可能会将宝贵的市场份额拱手让给这些科技巨头。

增强的安全性

实施 5G 边缘和多接入边缘计算可以实现更强大的安全框架。本地化的数据处理意味着可以更有效地保护数据。它通过将敏感信息保存在离其来源更近的特定地理区域来保护敏感信息，减少了长距离传输的需要。高级加密技术和安全访问控制可以直接在边缘实施。攻击面减少，可以更快地检测和应对威胁，为关键应用程序提供更强的保护。

利用 5G 边缘和多接入边缘计算改变行业

娱乐、制造和汽车等各行各业都可以从这些技术中受益，实现先进的功能并促进创新应用的开发。让我们探索一下可以充分利用这些进步的关键领域。

娱乐和媒体

娱乐和媒体行业将受益于低延迟和高带宽能力。直播、增强现实（AR）和虚拟现实（VR）体验需要快速的数据处理和交付，以确保用户获得无缝的沉浸式体验。5G 边缘技术最直接和最具影响力的应用之一是通过支持内容交付网络（CDN）的严格要求来改善实时流媒体和互动游戏体验。

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工业自动化

在工业环境中，传感器和机器的实时数据处理推动了自动化和机器人技术的进步，5G 边缘和 MEC 提供的低延迟和本地化计算能力使此成为可能。这优化了生产线，减少了停机时间，并实现了预测性维护，即系统在机器出现故障之前立即采取干预措施，从而提高了效率和生产率。

智能城市

智能城市整合了数字技术和互联设备，以提高居民的生活质量。它们使城市地区更具可持续性、更高效，更能满足人们的需求。借助 5G 边缘和多接入边缘计算，他们可以利用实时数据处理和分析来更高效地管理城市基础设施。交通管理系统可以通过即时数据处理来优化流量，减少拥堵，提高公共安全。此外，智能电网可以增强能源分配，并对停电做出快速响应。

自动驾驶汽车

这些技术极大地改变了汽车行业，实现了车对车（V2V）和车对基础设施（V2I）通信。自动驾驶汽车依靠快速的数据处理和低延迟的通信来做出实时决策。V2V 通信不仅可以通过车辆之间的直接通信来实现，还可以通过使用附近的计算资源处理和中继数据来实现。通过 MEC 在更靠近车辆的地方处理数据，可以确保车辆之间以及与周围基础设施交换信息的响应速度更快，从而提高交通管理的整体安全性和效率。这种能力对于自动驾驶汽车在复杂环境中安全高效地行驶至关重要。

医疗保健

在医疗保健领域，远程医疗和远程监控可以从 MEC 和 5G 边缘中受益匪浅。高分辨率医学图像和患者数据的实时传输实现了及时准确的诊断。在 5G 的帮助下，远程手术变得更加可行，能延迟最小化，确保精确控制和通信，正如中国、德国、西班牙和意大利的外科医生所证明的那样（Pandav K 等人“利用 5G 技术进行机器人手术和癌症护理”，Cancer Rep (Hoboken) 5(8)，2022 年 8 月，doi: 10.1002/cnr2.1595）。

引领 5G 边缘和多接入边缘计算之路

实施 5G 边缘为电信服务提供商打开了一个充满各种可能性的世界，但若要成功实施，则需要对其独特的要求和限制有着深刻的理解。 

构建未来的基础设施

这一旅程从网络基础设施的实质性升级开始。如前所述，在靠近最终用户的地方建立边缘数据中心可确保最佳覆盖和超低延迟。要实现这一点，需要部署一个密集的小型蜂窝网络，与宏蜂窝基站相集成，以实现全面、无缝的覆盖。网络切片变得至关重要，可以创建针对特定应用定制的虚拟网络，动态分配资源以满足不同需求。

利用尖端技术

服务提供商必须投资能够进行实时数据处理的高性能计算硬件。边缘计算节点需要强大的处理器、充足的内存和巨大的存储容量。云原生计算至关重要，利用容器化和微服务来实现敏捷性和可扩展性。NFV 允许网络功能在虚拟机上运行，提供了灵活性并减少了对专用硬件的依赖。SDN 提供集中控制，有助于动态调整和实时优化。

在我们的报告《云原生网络转型和 5G 边缘》中，我们深入探讨了电信公司如何通过 6 个关键步骤成功实现云化。

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确保强大的安全性

5G 边缘和多接入边缘计算具有分布式特性，这使得保护边缘节点比以往任何时候都更加重要。与可以集中确保安全的集中式网络不同，边缘节点分散在不同的位置，通常在不太安全的环境中。这种设置使得强大的访问控制和物理安全措施对于防止未经授权的访问至关重要。此外，确保所有节点之间的安全数据传输和保持一致的安全更新是关键任务，需要高效的管理工具来应对这种分散式基础设施的独特挑战。

克服运营挑战

管理边缘节点的分布式网络需要复杂的编排和管理工具。这些工具必须提供对整个网络基础设施的可见性和控制，以确保平稳运行。可扩展性至关重要：网络必须无缝扩展，以适应越来越多的互联设备和不断增长的数据需求。这包括扩展物理基础设施和软件管理系统，以在不影响性能的情况下处理更大的负载。

驾驭监管环境

服务提供商必须熟练驾驭复杂的监管环境。遵守有关数据隐私、安全和电信标准的当地、国家和国际法规是一项商业要务。这包括获得必要的许可证，遵守数据保护法，并确保与现有系统的互操作性。 

及时了解不断变化的法规要求并快速适应变化，这对于保持合规性和避免法律问题至关重要。一些对 5G 边缘应用产生重大影响的最新监管要求包括：英国的《电信安全行为准则》（TSCP）和《产品安全与电信基础设施法案》（PSTIA）、欧盟的《欧盟电子通信准则》和《网络弹性法案》（CRA），以及美国的《关键基础设施网络事件报告法案》（CIRCIA）和《联邦信息处理标准》（FIPS）。

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结论

实施 5G 边缘和多接入边缘计算为电信服务提供商提供了重塑网络运营、增强性能和推出创新服务的机会。然而，这需要进行大量的基础设施投资、应对技术复杂性并确保法规遵从性。

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Canonical 在支持电信公司实施 5G 边缘方面拥有丰富的专业知识。通过利用 Canonical 的电信级开源软件堆栈，解决所有基础设施需求，服务提供商可以将 5G 边缘和多接入边缘计算无缝集成到他们现有的网络中。我们在云原生技术、NFV 和 SDN 方面的深厚知识可确保实现平稳过渡。Canonical 的安全解决方案提供长达 12 年的支持和维护，保护超过 30000 个软件包和所有 Docker 容器的数据完整性。此外，我们的可扩展管理、流程编排和基础设施自动化工具支持高效运营和可扩展性。

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