全球已从4G进入5G时代。随着5G建设在全球如火如荼地进行，5G在金融、医疗、交通、制造等领域的应用创新也层出不穷。这些应用场景不仅需要极低的确定性网络时延，还需要海量、异构、多样化的数据访问。传统的云计算处理模式面临瓶颈和挑战。5G已来，边缘数据中心风靡一时。如果把网络比作水网，数据就是水流，而传统的云数据中心就是水厂或者水库。由它们组成的输水系统，可以满足原居民低水压、小流量的情况。用水需求。5G时代的到来，就像是新增了一大批超高层建筑用户。不仅用水量急剧增加，水压也需要增加。传统的输水系统无法满足这些需求，云数据中心“远水不解渴”。5G时代，很多行业应用都会产生海量数据。5G的大带宽和低时延只能解决数据传输的问题，而这些数据的处理需求将对现有云数据中心提出巨大挑战。它有多大？2020年，将有超过500亿终端和设备接入互联网，超过一半的物联网网络将面临网络带宽限制，40%的数据需要在网络边缘进行分析、处理和存储。除了大带宽的需求，5G时代不同的行业应用场景也提出了不同的需求：低时延：5G在医疗领域的应用——5G远程手术需要极低的时延，以保证医生操作的准确性。2019年6月，全球首例骨科手术机器人多中心5G远程手术在北京积水潭医院端到端时延20毫秒。低时延在5G+自动驾驶中的重要性也很关键。自动驾驶汽车的响应速度需要降低到毫秒级，以便及时处理道路上的突发事件。交互性高：传统安防的主要功能是视频监控和人工巡检。5G时代，智能安防将向全息感知、数据智能发展。还需要配合人脸识别，跟踪可疑人物的行为轨迹等，对交互性要求高。数据自治：部分企业和园区出于数据安全和隐私的考虑，要求数据存储和处理本地化。2019年9月在苏州昆山的5G智慧园区试点就是如此，园区在5G+智能车间应用中要求“本地数据不离开园区”，确保企业数据安全。在这些需求下，将服务器节点部署在网络边缘，就近提供高效智能的计算、存储和网络资源成为最有效的解决方案。预计边缘计算市场规模将突破万亿元，成为与云计算平分秋色的新兴市场。边缘计算数据中心也不同于集中式云数据中心，具有小型化、分布式、贴近用户的特点。5G时代数据中心的云-边-端架构（图源《面向5G的边缘数据中心基础设施白皮书》）随着5G的普及，边缘数据中心将普及，网络从全云化走向全智能，架构也将移动从集中式到分布式。和人工智能从中心向下移动到边缘。弃旧立新，边缘数据中心之路荆棘丛生？5G时代各种场景的部署需求，也意味着边缘数据中心的形态和功能将发生变化，各方面的要求都远超云数据中心。对于复杂的。“未来的边缘数据中心是数据的第一入口，负责实时的业务决策和大量个人隐私数据的短期存储，可能部署在无线基站、屋顶、仓库或其他恶劣的工作环境，其访问控制和威胁防护难度大大提高。”中国信息通信研究院云数据中心高级业务总监朱小云认为，边缘数据中心是一个更加复杂、精密、可靠的系统，需要更加严格的设计、建设、测试和管理流程比云数据中心。根据华为发布的《面向5G的边缘数据中心基础设施白皮书》，边缘数据中心的部署主要包括现有通信机房的改造和建设。无论采用哪种方式，从整个生命周期的角度来看，边缘数据中心的部署在以下四个阶段都存在诸多挑战。1、规划阶段众所周知，边缘数据中心必须部署在离用户足够近的地方，这就需要数量庞大才能覆盖所有区域。单个省份的运营商边缘数据中心站点规划往往在数百到数千不等。通过对原有通信机房的改造，可以实现相当数量的边缘数据中心，同时也会产生大量的新增建设需求。但并不是所有站点都能有合适的资源可供使用，网络、供电、散热、运维便利性等诸多问题都要考虑。2、设计阶段，“麻雀虽小，五脏俱全”。边缘数据中心虽然规模较小，但多学科设计难以协调，现场施工变化较多，设计还是很专业的。而且，为了靠近用户端，大量边缘数据中心的选址和环境从马路边到楼顶“一切皆有可能”。需要改造的通讯室也大不相同。不允许。边缘数据中心典型应用：高速公路边ETC龙门架系统综合柜3.通信机房在建设阶段的初始功能与数据中心不同，建设规范和标准自然不同，这导致通讯室的改造。布局、供配电、制冷等方面难以适应和整合。以数据中心的常规供电需求为例，大量通信机房只有一个市电连接，没有双向市电，也没有备用的柴油发电机组。大量改造后的通讯室也负责通讯任务，改造过程不能影响通讯。新建边缘数据中心虽然不存在上述改造问题，但需要从头开始，建设周期长，成本高。4、在运维阶段，通信机房改造为边缘数据中心后，设备的增加会带来用电量和电费的增加。无论边缘数据中心部署在何种环境，都需要支付相关费用。乘以庞大的边缘数据中心，这笔费用也是相当可观的。边缘数据中心基础设施复杂，安全性低。它们分布各处，数量众多，这也导致维护困难，效率低下，人工成本高。显然，利用现有的数据中心基础设施部署边缘数据中心是很困难的。本节引用的《面向5G的边缘数据中心基础设施白皮书》包含在华为“智能领航DC”计划中。据悉，该计划由华为联合用户、行业协会、设计院、上下游合作伙伴、高校、科研机构共同发起。数据中心能源创新内容研究计划旨在通过知识共享、产业赋能、生态合作，推动行业持续健康发展。疫情爆发前夕，边缘数据中心的基础设施将如何演进？为适应5G时代应用场景需求，应对边缘数据中心规划、设计、建设、运维等阶段的各种挑战，边缘数据中心的基础设施需要进行改造和改造。紧急进化。模块化、智能化、智能化、全栈化等特性缺一不可。《面向5G的边缘数据中心基础设施白皮书》指出“全栈简洁”和“全栈高效”是边缘数据中心基础设施解决方案发展的演进方向和技术趋势。全栈简洁：“全栈集成”+“全栈模块化”将为终端用户带来极简的基础架构。全栈融合利用现有通信机房部署边缘数据中心，将促进通信机房与边缘数据中心的功能融合，同时承担通信任务和边缘计算任务。为实现设备布局、供配电、制冷的全面适配集成，将机房或机柜中的接入设备、传输交换设备、核心网络设备、边缘计算设备等基础设备产品与ICT硬件设备和机电设备。向一体化方向发展。无需现场勘测、设计、工程的全栈模块化是未来基础设施的发展趋势。因此，模块化是减少边缘数据中心规划、设计和建设阶段的工作量和工作难度的发展方向。由于部署场景的复杂性，边缘数据中心全栈模块化可分为四个层次：边缘数据中心节点模块化、边缘数据中心单节点系统模块化、配电制冷架构模块化、模块化组件。从全局到组件的模块化，可以帮助边缘数据中心实现快速上线、海量布局和灵活扩展。全栈效率：边缘数据中心在设计运维阶段面临站点勘测工作量大、运维管理难、安全性低等问题。5G边缘数据中心基础设施。1、全生命周期引入高效3D建模、AI等智能手段，将大大降低全生命周期的工作量和难度，提升效率。海量边缘数据中心人工运维的难度和成本难以想象，无人巡检、智能管理、组件协同、故障预警等智能运维是必然趋势。这就需要依托物联网、人工智能、大数据技术，实现部件数字化、部件智能化、系统智能化。智能运维模型（图片来源《面向5G的边缘数据中心基础设施白皮书》）2、全栈协同边缘数据中心基础设施需要全栈协同。所有的基础设施和设备都可以转化为精准感知和精准控制，让基础设施和设备硬件打通，基础设施和业务联动。全栈协同的粒度可以由大变小，从“根据IT功率阶跃变化调整空调台数和负载率”到“根据IT设备工况匹配空调端精准制冷”。最后回到边缘数据中心建设场景的讨论。由于边缘数据中心突出的“小”和“多”的特点，注定它从选址之初就与传统的云数据中心截然不同。旧的和新建的边缘数据中心将是边缘数据中心的主要部署方式。除非是必要的核心节点，否则更多地利用现有通信机房，将其改造为边缘数据中心，是最快、最健壮的方式。“DC化”是对现有通信机房进行改扩建，新建ICT融合机房的趋势。在改造过程中，不能将数据中心的建设标准和规范硬性套用到边缘数据中心。边缘数据中心规模虽小，但若是新建，获取大量站址、光纤传输、市电接入的难度和复杂度并不弱于新建云数据中心。为了尽量减少上述问题，选址的“去城市化”和“去中心化”将是新型边缘数据中心的趋势。前述的标准化、模块化、预制化，可以降低新建边缘数据中心的难度，实现快速交付。结论：5G将产生对边缘数据中心的大量需求。5G时代，客户将与云数据中心和边缘数据中心形成极其紧密的云-边-端架构。基于边缘数据中心部署面临的各种挑战，未来的边缘数据中心基础设施将朝着全栈简洁、全栈高效的方向发展。总之，5G时代边缘数据中心的发展虽然还面临诸多挑战，但趋势势不可挡。
