AWS Wavelength - Edge Computing for 5G Networks
AWS Wavelength - 5G 網路的邊緣運算
凱羿科技代理 FLUKE 檢測通訊與網路傳輸品質的設備。傳輸品質的重要性，是 SI 與工程商降低隱形成本的第一關鍵…..
介紹
通信服務提供商 (CSP) 正在尋找新的收入來源，來發展其業務，尤其是在未來將變得越來越重要的企業領域。根據愛立信的報告「 5G for business：2030 年的市場指南針」，到 2030 年，CS P 可以解決高達 7000 億美元的 5G 企業對企業價值。
隨著 5G 和邊緣運算的推出，他們現在可以更好地為需要自動化工業流程的企業，和需要改善在線上遊戲用戶體驗的消費者提供新產品。邊緣運算提供更靠近需要的位置的分佈式運算和儲存資源，並瞄準為特定應用案例提供支持的新業務機會。案領域的一些示例是增強實境和虛擬實境、製造和汽車。未來這部分應用生態系統的創新速度，將非常顯著。
邊緣機會應該在企業機會的更大背景下看到，其中邊緣運將成為許多更廣泛案例的推動因素，例如在物聯網 (IoT) 中，並可能與其他企業產品（如 5G 專用網路）捆綁在一起。
邊緣運算的生態系統是支離破碎的，並且正在迅速發展。技術解決方案 —— 介面、標準和商業模式沒有設置。必須涉及多個參與者來創建端到端解決方案，並且 CSP 必須仔細考慮，他們可以在哪些行業中擴展其產品，而不僅僅是連接。
邊緣應用生態系統由電信領域之外的第三方應用驅動，因為新案例的解決方案，需要來自電信領域之外的行業參與者的特定領域知識。因此，第三方應用程序提供商和開發人員可以訪問邊緣基礎設施，並將託管大量應用，每個應用都有特定的特徵和需求。
本白皮書從 CSP 的角度描述了邊緣計算 - 如何建構解決方案、關鍵的行業挑戰，以及 CSP 在應對機會時，如何選擇不同的角色和佈署策略。根據他們的市場地位和提供的用例類型，他們可以選擇適合他們需求的最佳模式或模式組合。
邊緣運算解決方案的功能組件
邊緣應用環境使 CSP 能夠託管非電信工作負載，並將網路作為分佈式雲資源開放。企業可以透過編排邏輯靈活地開發應用、佈署和管理它們，以訪問分佈式雲基礎設施，並利用透過 API 公開的服務進行消費。以下是創建邊緣運算解決方案，所需的功能組件的簡要概述。
分佈式雲基礎設施
這是在全球、國家、本地/區域和潛在訪問位置的不同規模，雲數據中心的組合，這些雲數據中心，整合到網路並由中央編排和管理系統營運。不同站點上基礎設施的確切規範，可能取決於使用案例和載入的應用。此外，同一站點中可以有多個基礎設施提供商。
連通性
安裝開發環境後，應配置連接。它可能由應用開發人員指定。在網路邊緣運行的應用，可能對其組件（例如，佈署在冗餘設置中的不同硬體上），或外部世界（例如網路連接）內的頻寬、吞吐量、行動性和/或延遲有連接要求，以及用戶設備或應用會話。在網路拓撲中佈署更遠的應用的流量路由，將需要新的行動網路解決方案，例如分佈式錨點、會話中斷和多個會話，以及在某些情況下應用伺服器選擇，和這些行動網路解決方案的使用之間的協調。
應用運行時執行環境
邊緣運算服務可以提供的非常基本的功能，是虛擬網路功能 (VNF) 和非電信工作負載的運行時執行環境 (RTE)。執行環境應該能夠託管應用，並協調開發社區的需求。
許多應用可能使用具有不同特性和功能要求的邊緣運算，然後將需要不同的平台組件。因此，營運商在網路邊緣提供通用或多個執行環境，以後可由應用開發人員客製。
動態編排和管理
應該有一個中央編排和管理功能，可以了解網路拓撲，以及分佈式雲基礎架構中的哪些資源可用。為了保持可能的流量突破點（佈署用戶平面 Gateway 功能的地方）和網路邊緣中的應用（消耗流量）之間的一致性。該編排層將在將出現的不同編排功能上，提供統一的單一編排和管理功能。它用於根據服務級別協議，管理非電信工作負載和 VNF 的平台。
服務曝光
暴露是定義和開發新功能 (API) ，並將它們安全地暴露給非電信工作負載的關鍵功能。公開伺服器、公開營運商內部可用的核心功能，或向與其有商業協議的合作夥伴公開。公開的核心功能可為內部或外部用戶增加價值，例如連接、優化、身份、安全、數據和分析。
邊緣運算樣貌
大量公司參與到生態系統中，從硬體供應商、平台公司到應用開發商、系統整合商 (SI) 公司和 CSP。生態系統中的另外兩個關鍵參與者，是超大規模雲提供商 (HCP) 和營運技術 (OT) 供應商。
HCP，如AWS、微軟Azure、谷歌和阿里雲，其核心業務，是提供雲基礎設施和平台。他們擁有擁有數千名貢獻開發人員的應用生態系統，可以在全球範圍內為多個行業的多個企業提供服務。 HCP 渴望成為邊緣運算的生態系統驅動力。
OT 供應商擁有由邊緣運算組件，所支持的物聯網平台和應用。這些公司的一些例子包括西門子、通用電氣、寶馬和 ABB。他們有著牢固的企業關係，尤其是在製造領域。希望進行智慧製造佈署的公司，可能會在一定程度上與 OT 供應商合作。 OT 供應商正在與 HCP 建立關係，以在全球佈署其解決方案、訪問應用開發生態系統，以及創建和佈署自己應用的環境。
SI 公司擁有廣泛的能力來解決，與不同生態系統公司的解決方案，實施和產品整合相關的企業痛點。SI 公司既可以是全球的，也可以是本地的，並且很可能以一種或另一種方式，出現在大多數解決方案實施中。除了專業的 SI 公司，其他公司也可以在解決方案實施中扮演 SI 角色，例如 OT 供應商或 HCP。
邊值棧層定義
從市場和生態系統的角度來看，上述功能組件可以轉化為價值堆棧，其中堆棧中的每一層都由競爭公司解決。
儘管價值堆棧看起來並不複雜，但大量公司參與生態系統以發揮作用，因此在其中導航可能具有挑戰性。許多公司也有能力處理不止一層。
在多個標準和開源論壇中，指定了邊緣運算
邊緣運算生態系統充滿活力，來自各種組織和公司的許多新舉措。僅在開源領域，在撰寫本文時，至少有 20 項計劃在不同社區進行。即使經過一些標準化機構多年的努力，仍然沒有達成涵蓋邊緣運算所有方面的行業標準。邊緣運算正在跨標準和開源論壇指定，例如 3GPP 加快了其向邊緣、ETSI、CNCF（雲原生計算基金會）、ONAP（開放網路自動化平台）和 LF Edge 的活動。此外，還有幾個行業聯盟圍繞他們自己的案例進行調整。兩個很好的例子是 AECC（汽車邊緣運算聯盟）和 5G-ACIA（5G 互聯工業和自動化聯盟）。
避免生態系統分裂
CSP 和整個行業面臨的第一個挑戰，是避免生態系統碎片化。當許多組織致力於指定應如何佈署邊緣運算時，存在明顯的碎片化風險，這意味著標準、技術、介面和業務模型不匹配，導致新服務的採用速度較慢，無法達到所需的規模經濟.
標準化將是低級技術 API 的關鍵，但對於 BSS（業務支持系統）層上的應用和公開，這將允許 API 證券化和貨幣化，需要更高級別的 API。這些高級 API 至少最初是作為實現的一部分定義的事實上的標準，並且不會來自標準機構，即使它們最終可能會出現在那裡。行業需要避免碎片化，但同時需要考慮到 CSP 之間的差異化和競爭。
業界現在可以在技術層面，使用以下標準和規範，作為邊緣運算實施的基礎。
- 分佈式雲基礎設施管理硬體和基礎設施服務。多層分佈允許靈活定義「邊緣」。ETSI-NFV 應定義所需的介面
- 分佈式雲基礎架構之上的工作負載服務的編排和管理，是透過動態編排完成的，包括多域編排。TMF（電信管理論壇）、ONAP、3GPP 和 ETSI-NFV（MANO 部分）最適合定義相關介面和功能
- 連接性和行動性處理功能，以及與 4G 和 5G 等通信網路的交互，定義了將行動用戶連接到 CSP 域內外服務的可能性。相關功能和接口由 3GPP 定義
- 開發環境是快速創建新服務的基礎。透過公開雲、網路和編排資源，軟體開發人員可以使用 CSP 的各種功能，改進他們的邊緣應用。應用開發人員希望電信網路是抽象的，因此他們可以避免這種複雜性，並專注於應用邏輯。他們不必了解網路拓撲、遺留協議和 API。相反，需要標準化和跨行業對齊的 API。CNCF 建立可持續的生態系統並培育社區，以支持雲原生開源軟體的發展和健全。此外，Kubernetes 提供工具和組件，來幫助開發人員建構、佈署和執行雲原生應用
合作以增加機會
邊緣運算應該被視為更廣泛的企業機會的背景，並作為許多更廣泛用例的推動者，例如在物聯網中，並可能與其他企業產品（如專用網路）捆綁在一起。這意味著 CSP 必須從企業策略開始。該戰略考慮了該地區的企業格局，以及可為企業提供的連接以外的能力。
成功提供新服務的一個關鍵因素，是與企業客戶建立牢固的業務關係。然而，這些客戶可能並不認為傳統的 CSP
解決方案提供商，例如工廠流程自動化。克服這一挑戰將需要採用進入市場 (GTM) 策略，以允許銷售滿足各種垂直行業不同案例要求的邊緣解決方案。
CSP 需要透過合作夥伴（例如 SI 公司、HCP 和 OT 供應商）獲得足夠的領域知識，並透過與合適的品牌和行業專家的聯繫來提高可信度，因為其他參與者將需要 CSP 提供的網路和連接知識. 在許多情況下，與這些公司合作對於進入應用生態系統，以啟用案例，並在提供這些用例方面發揮相關作用是必要的。
差異化的必要性
CSP 如何利用全球生態系統進行邊緣計算，並與這些公司合作，同時在本地實現差異化？
服務公開是創造良好開發者體驗、創造價值和提供差異化機會的重要推動因素。CSP 應該致力於，透過易於使用的 API 在他們提供的服務、功能和特性之間區分自己，但不是以這種方式描述或使用服務，即不在 API 本身上。支持與連接服務交互的通用方式，來符合他們的利益。公開成功故事的一個很好的例子，是 HCP 透過簡單易用的 API，在全球吸引了應用開發人員。
CSP 可以透過使 API，成為事實上的標準，或普遍採用具有通用屬性列表的 API 來實現這一點。可以將增值服務作為可選項目添加，以促進此類 API 的消費，並在不破壞公共 API 的情況下，實現進一步差異化。
下面遵循三步法，可用於透過 API 公開服務時，以啟用全球應用生態系統，同時仍提供差異化服務。
在第一步「激活網路能力」中，標準網路能力被激活和暴露。這意味著這些網路功能，在網路中可用，但也暴露給外部實體使用。例如，技術 API 由 3GPP 和 TMF 的標準定義。
在第二步「組合功能以創建服務 API」中，邊緣案例得到技術 API（網路和管理）組合的支持，從而能夠創建圍繞特定案例，來客製化的服務 API。服務 API 將在使用時被實際採用，並被證明對邊緣用例有價值。這裡的服務暴露包括：
- 預整合的標準化切片特性：延遲、頻寬、接近度、QoS、評級
- 差異化增值服務：安全、地理圍欄等。
- 儀表：洞察力和監控
僅僅建構一組有意義，並解決特定用例的 API 是不夠的。這些 API 還必須在開發期間提供給應用開發人員，以使他們能夠將它們合併到他們的工作中。這是透過軟體開發工具包 (SDK) 完成的，這些工具包可以整合到開發環境中，包括由 HCP 提供的環境。因此，在第三步「向應用開發人員公開服務 API」中，第二步中定義的服務和儀器 API，應成為與 HCP 和 OT 供應商開發人員環境整合的基礎。這些 API 保護定價/貨幣化、生命週期管理和安全機制。
整合到應用開發環境的方法，將基於一個 SDK 和一組 API 來完成。這種整合必須解決一些挑戰。首先，第二步已經涵蓋了上述事實上的標準 API 的開發時間。其次，在執行時間上，透過解決暴露的服務的發現，以及第三步中 API 的貨幣化。
佈署策略
根據他們的企業策略、解決的案例和基礎業務案例，CSP 可以在價值鏈中扮演不同的角色。這些角色根據他們是否想要建構邊緣基礎設施，以及他們是否想要面向企業進行分類。面向企業意味著 CSP 不僅具有連接性的關係，而且還具有影響邊緣設置的企業選擇的關係。可以將下面描述的單個或多個角色，作為策略的一部分，例如針對不同的垂直行業，這取決於它們之間的關係有多強。
全邊緣提供商
- 全邊緣供應商與企業或應用開發商/供應商，有著牢固的上市 (GTM) 關係。可以與例如 OT 供應商合作
- 他們還提供邊緣基礎設施和潛在的平台。可以是單獨的或用於電信工作負載的相同基礎設施。Full Edge Provider 承諾遵守 SLA
合作夥伴邊緣提供商
- 合作夥伴邊緣提供商與企業有著牢固的 GTM 關係，特別是對於與連接性密切相關的邊緣用例
- 他們提供連接、轉售 HCP 和 OT 供應商基礎設施和平台，並且可以託管他們的邊緣堆棧。合作夥伴邊緣提供商承諾遵守 SLA
聚合器邊緣提供商
- 內容聚合器提供基礎設施軟體和佈署平台即服務，並致力於向具有強大 GTM 的應用開發人員，提供面向企業的 SLA。內容聚合器也可以直接面向企業的 GTM
- 聚合器邊緣提供商 (CSP) 具有邊緣硬體、獨立的或與電信工作負載相同的基礎設施
有限的邊緣提供商
- HCP、OT 供應商和 SI 公司具有橫向和行業縱向能力，和強大的GTM。他們滿足企業的大部分需求，包括邊緣基礎設施和平台，並承諾遵守 SLA
- CSP 的範圍側重於連接性，在某些情況下還側重於協同定位。連接性產品可以根據企業的領導者進行擴展
選擇價值鏈中的角色
CSP 如何知道在上述四個角色中扮演哪個角色？為了分析這一點並選擇合適的佈署策略，可以解決一組問題；
- 企業增長雄心和投資意願水準
- 市場規模和在該市場中的地位
- 當前企業關係和 GTM 能力的水準
- 企業垂直領域的能力
- 提供複雜解決方案的能力和能力
CSP 對企業客戶有不同的抱負水準。有些只關注連接性，而另一些則希望超越連接性，並提供完整的邊緣運算能力。此外，它們具有不同的能力來擴展，和應對更大的市場。通過結合這兩個因素，出現了五個不同的細分市場：
企業巨頭：在大型市場擁有強大企業業務的大型 CSP。他們將邊緣運視為其企業策略的關鍵推動因素，並且在投資 GTM 和技術解決方案方面處於有利地位。
本地冠軍和中型市場雄心勃勃：中小型市場和大型市場中的中型領先 CSP，雄心勃勃地在連接之外發展企業業務。
小規模技術創新者：具有高技術抱負，並願意在連接之外發展業務的中小型新貴 CSP。
專注於連接的重量級企業：專注於連接產品的中型或大型 CSP。
長尾：小型 CSP 專注於本地市場的連接產品。
對雄心勃勃的細分市場的建議
不同的部分應該如何透過使用上述佈署軌道，來解決邊緣運算問題？根據行業垂直、市場地位和類似因素，CSP 可以在價值鏈中選擇不同的角色或角色組合。下面根據它們所屬的細分提供一些通用建議。
企業巨頭應該投資企業 GTM，以避免商品化（爭取合作夥伴邊緣提供商而不是有限邊緣提供商）並考慮投資於自己的邊緣基礎設施（Full Edge Provider）。他們應該專注於少數可以橫向擴展，和複製的垂直領域和案例，並推動這些垂直領域中新 API 的創新和標準化，以最大限度地發揮連接的價值。此外，他們應該形成多種合作夥伴關係，爭取以消費為基礎的收入模式，並控制堆棧的更高層的部分，例如編排、門戶和曝光。
本地冠軍和雄心勃勃的中端市場，應該投資企業 GTM 以避免商品化專注於他們最具競爭力的幾個垂直領域。他們應該專注於建立合作夥伴關係，他們可以重用和轉售其產品（合作夥伴邊緣提供商和聚合器邊緣提供商） ) 並有選擇地參與與企業和其他合作夥伴一起創新和共同創造的機會。
規模較小的技術創新者應利用多個合作夥伴（內容聚合商、OT 供應商、HCP 和 SI 公司）快速擴大規模（合作夥伴邊緣提供商/有限邊緣提供商或聚合器邊緣提供商）並投資於他們能夠開發的企業 GTM，與當地客戶和供應商建立了牢固的關係。
結論
隨著對智慧製造、增強實境和虛擬實境等新案例和服務的興趣日益濃厚，以及對在線上遊戲的濃厚興趣，邊緣運算的需求越來越明顯。但是，邊緣不是獨立的產品或產品，而是需要安全性、彈性和低延遲的案例與專用網路等，其他技術解決方案相結合的使能器。
邊緣運算生態系統龐大且發展迅速。許多組織和公司都參與指定技術和定義解決方案。這存在市場分散的風險，導致服務的採用速度減慢。該行業可以透過確保在服務上，而不是在如何消費或公開服務上，進行差異化來避免碎片化。
邊緣運算涵蓋了大量案例，但沒有一種解決方案適合所有用例。CSP 應該選擇最適合其企業策略的一種，並準備好透過與 HCP、SI 公司或 OT 供應商合作，來增強實力，同時保持對企業的強大 GTM。
CSP 可以選擇不同的角色、單一角色或角色組合以及佈署軌道，這取決於他們在提供連接之外的企業領域的雄心。這些角色根據服務提供商，是否想要建構邊緣基礎設施，以及他們是否想要面向企業進行分類。根據企業細分市場的雄心和擴展潛力，出現了五個不同的細分市場，其中推薦的策略因細分市場而異。
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