1.边缘计算优势显著，云边协同大势所趋

5G 商用进程不断加速，边缘计算遇发力契机。随着5G 三大应用场景不断落地，未来将产生海量新应用，新应用的不断成熟对网络能力提出更高要求，而边缘计算通过在接近接入网的机房增加算力，能够大幅降低网络时延、降低传输网带宽压力和传输成本，并且提高内容传输速率，提升用户体验。根据《中国移动边缘就散技术白皮书》定义，边缘计算是在靠近用户或者数据源的地方提供计算、存储等基础设施，同时为边缘应用提供云服务和IT 环境服务，满足行业数字化在敏捷联接、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。

纵观边缘计算的发展历史，可分为三个阶段——技术储备期、快速增长期和稳健发展期。

技术储备阶段，边缘计算最早可追溯到1998 年Akamai 公司提出的内容分发网（CDN）。内容分发网络强调数据存储和缓存，边缘计算的基本思想则是功能缓存。2005 年，功能缓存的概念首次被美国韦恩州立大学施巍松教授团队提出，并将其运用于可降低延迟、节省带宽的个性化邮箱管理服务中。

2009 年，Satyanarayanan等人提出可部署在网络边缘、与互联网连接的可信且资源丰富的主机——Cloudlet。随后在万物互联的背景之下，为解决面向数据传输、计算和存储过程中的计算负载和数据传输带宽问题，研究者开始思考在靠近数据源的边缘增加数据处理功能，边缘数据得到爆发式增长，具有代表性的是移动边缘计算（MEC）、雾计算和海云计算。

2015-2017 年为边缘计算的快速增长期。这一时期，边云计算同时得到政府层面、学术界和工业界的关注，国内边缘计算发展速度几乎和世界同步，尤其是在智能制造领域。2016 年11 月，华为、中科院沈阳自动化研究所、中国信息通信研究院、Intel 和ARM 等在北京成立边缘计算产业联盟，2017 年8 月，中国自动化学会边缘计算专业委员会成立，表明边缘计算已得到专业学会的认可和推动。

随后边缘计算步入稳健发展期，边缘计算参与者范围扩大，主要包括云计算公司、硬件厂商、CDN 公司、通信运营商、科研机构和产业联盟等。

边缘计算的架构主要分为三部分，即云、边缘和现场三层。边缘计算位于现场层和云之间，边缘层向下可与各种设备连接，向上可与云端对接。边缘层包括两个主要部分：边缘节点和边缘管理器。边缘计算节点是承载边缘计算业务的核心，是硬件实体，具有计算、网络和存储资源，软件是边缘管理器呈现核心，边缘管理器的主要功能是统一管理边缘节点。

边缘计算可划分为现场侧和网络侧两大类，分别适用于不同应用场景。网络侧业务需要进行复杂运算，需要借助网络将运算迁移到最近的的边缘计算平台上来，如智能驾驶将边缘计算平台部署在接入网端，在接入网端构建云服务环境以减少时延、提升传输效率。

现场侧业务如工业互联网中机器设备对加工精度要求较高，且不同机器数据处理要求不同，需要将算力直接部署到设备终端旁以提升生产效率，典型应用领域包括工业互联网、智能家居、智慧安防等。

图2：边缘计算部署视图

资料来源：《边缘计算参考架构3.0》，长城证券研究所

边缘计算下游应用不断拓展。

智能制造领域，工厂可利用边缘计算智能网关采集本地数据，并对数据进行清洗过滤等，同时还可以把碎片化的工业网络统一接入。

智慧城市领域，边缘计算主要应用于智慧楼宇、监控和物流方面，可现场采集分析楼宇的各项参数，并提供预测性维护，可以监控和预警冷链运输车辆和货物，并可以实现毫秒级人脸识别、物体识别等智能图像分析。

直播游戏领域，边缘计算为CDN 提供丰富的存储资源，同时可降低AR/VR 终端设备的复杂度，降低产业成本。

车辆网领域，边缘计算运用到车联网上可以减少数据传输的往返时间，降低时延，缓解中心云端的数据存储和计算压力，同时可在基站本地提供算力，支持处理和分析高精度地图的相关数据。

云计算、边缘计算各有所长，云边协同大势所趋。相比于云计算的集中部署、距离用户侧较远的特点，边缘计算是一种分布式的基础设施，距离用户侧或数据源更近，能有效解决带宽成本高、时延较长、流量汇集过大等问题，更好支持实时性强和带宽密集型业务。因而，边缘计算适用于局部性、实时和短周期的数据处理与分析，云计算擅长于全局性、非实时、长周期的大数据处理与分析，两者互补、相辅相成。

IDC 预测，到2020年，全球将有超过500 亿的终端和设备联网，其中超过50%的数据需要在网络边缘侧进行存储、处理和分析。2023 年，将有42.4%的企业采用边缘+核心的组合架构建立和运行数据库，设备架构向“云-边-端”三级架构演进迭代。由于数据的产生更多来自端侧和边缘，边缘数据中心将会成为理想的承载基础设施去处理更多对时延要求更高的业务。

根据信通院预测，未来边缘市场规模将超万亿，有望成为与云计算平分秋色的新兴市场，广阔市场空间将带给整个数据中心产业界带来无限的想象空间和崭新的发展机遇，边缘数据中心发展大势所趋。

2. 边缘计算受多重驱动，市场规模迎高速扩张

边缘计算的发展受到多重因素驱动。首先，政策重点拓展5G 应用，催发边缘计算需求。

2020 年政府工作报告提出，今年将安排地方政府专项债券3.75 万亿元和中央预算内投资6000 亿元，重点支持新型基础设施建设，发展新一代信息网络，拓展5G 应用等，各地方政府也纷纷出台5G 支持政策。政策驱动国内5G 建设进入景气周期，而5G 应用场景商用落地也助推边缘计算发展进入快车道。

5G 网络拥有三大应用场景，即eMBB（增强移动宽带）、mMTC（海量机器类通信）和uRLLC（超可靠低延时通信），为满足超高清视频、智慧城市和车联网等业务发展需求提供技术支持。但是，每个应用场景都有自身面临的难题，如eMBB 对网络带宽的需求高达数百Gbps，因而加大回传网络的传输压力，并且单方面投资扩容资金成本高，可能无法取得投资收益；mMTC 产生海量数据，仅依靠云端集中统一监控无法支撑复杂庞大的物联系统；uRLLC 需要1ms 端到端的超低时延，单纯依靠无线和固网物理层、传输层的技术进步无法达到要求。

边缘计算可助力这些问题的解决，结合边缘计算和5G 将有效降低成本，让更多程序在边缘运行的特性亦能降低云端的工作压力。5G 的技术支持下，物联网、智能家居、智慧城市等都将迎来新的发展契机，2019 年全球物联网设备联网数达107 亿个，同增17.58%，预计2020 年有望同比增长19%达127 亿个，2025 年物联网设备联网数有望达到252 亿个，边缘计算需求有望大幅提升。

此外，数据流量爆发为边缘计算注入新发展动力。此外，随着云计算、5G、AI、VR/AR等新一代信息技术的发展与成熟，全球数据流量呈现持续增长态势，在2016-2019 间，全球数据中心流量规模从每年6.8ZB 增长至每年14.1ZB,2021年全球数据流量有望突破20ZB。

在亚太地区，云计算市场的增长直接拉动云数据流量提升，亚太云数据流量自2016年的908ZB 增长至2019 年的2387ZB，2021 年将达到3469EB。数据流量的爆发给云端储存数据带来挑战，边缘计算在帮助云端储存计算数据中作用凸显，数据流量爆发将成为边缘计算进一步发展的新契机。

受益于5G 商用、数据量激增等因素，未来边缘计算市场规模将迎来高速增长。据赛迪顾问数据显示，2018 年全球边缘计算市场规模已达到51.36 亿美元，同比增长57.71%，其中硬件产品市场规模32.25 亿元，占比62.79%，软件与服务占比37.21%。

预计未来全球边缘计算市场规模年均复合增长率将超过50%。2018 年中国边缘计算市场规模已达到77.37 亿元，同比增长55.39%，硬件市场份额达到71.22%，软件和服务市场占28.78%，预计未来三年将保持近60%的年均复合增长率，到2021 年将达到325.31 亿元。

3. 云巨头向边缘计算渗透，边缘计算驱动运营商改变“哑管道运营”格局

云服务商不断向边缘渗透。依靠其云计算技术的先发优势，云巨头公司将云计算技术下沉到边缘测，大力发展边缘计算。

全球方面，亚马逊早在2016 年就开始将AWS 扩展到间歇连接的边缘设备，将Lambda 等AWS服务引入边缘设备，推出了AWS IoTGreengrass，同时还销售Echo 和Alexa 智能家居设备等边缘设备。此外，在AWS 2019 年创新峰会上发布了AWS Wavelength 服务，直接面向边缘提供服务。

微软也推出了许多支持边缘计算的产品和服务，包括Azure IoT 中心，Azure IoT Edge（部署在边缘设备上的AI 服务），Azure IoT Hub（将边缘设备连接到Azure 云的通信服务）等。

谷歌在2017 年推出了边缘计算服务Cloud IoT Core，协助企业连接及管理物联网装置，以及快速处理物联网装置所采集的数据。

国内方面，BAT 等巨头也紧抓边缘计算市场契机。阿里云在2018 年3 月宣布战略投入边缘计算技术领域，推出首个IoT 边缘计算产品Link Edge，打造云、边、端一体化的协同计算体系。

百度2018 年发布国内首个智能边缘产品智能边缘BIE(Baidu IntelliEdge)，打造一个轻量、安全、可靠、可扩展性强的边缘计算环境。

腾讯云在边缘计算上从CDN 开始发力，推出了 CDN Edge，将数据中心的服务下沉至 CDN 边缘节点，以最低的延迟相应终端用户，同时降低用户数据中心的计算压力和网络负载。

华为推出智能边缘平台（Intelligent EdgeFabric），IEF 将云端AI 应用、函数计算等能力下发到边缘节点（EdgeNode），将公有云能力延伸到靠近设备的一端，使得边缘节点拥有云端相同能力，能够实时处理终端设备计算需求，并应用到园区安防、工业制造、车联网等领域。

除云服务商外，各垂直行业企业也已开始边缘计算领域的布局。边缘计算产业链上的软硬件服务商、服务提供商以及第三方应用和内容提供商等企业也在诸如智慧城市、智慧交通、工业互联网等垂直领域开始边缘计算布局。

在能源场景上，传统能源行业存在数据量过大而给云端带来压力以及一些偏远地区的硬件设备无法满足数据传输至云端的条件，边缘计算可以解决效率低、时延大等问题。在应用上，浪潮信息推出了能源管理解决方案，能耗管理系统采用分层分布式系统体系结构，在边缘侧对电力、燃气、水、热等各分类能耗数据进行实时采集、处理，并可以进行断点续传。

在智慧交通上，城市交通系统是一个复杂而巨大的系统，边缘计算可以与云计算配合，将大部分的计算负载整合到道路边缘层，并且利用5G、LTE-V 等技术与车辆进行实时的信息交互，各个边缘节点的集成可构成局部地图系统。中兴通讯将边缘计算应用到自动泊车系统，由边缘云上的第三方应用处理和识别视频，而非摄像头进行本地处理，也无需将全部视频传到后端服务器处理，不仅降低了摄像头的成本，还提升传输和控制效率。

在智能安防上，传统的方式需要补充大量路由节点以保证覆盖和稳定性，网络负载大，同时对摄像头等采集终端的要求较高，边缘计算可将这些数据分流至边缘计算节点，从而降低传输压力和降低时延。华为云基于IEF 平台的安平监控系统，边缘应用产生的数据可快速转发路由至云端其他服务（如DIS）或第三方应用，通过边缘侧视频进行预分析，实现园区、住宅、商超等视频监控场景实时感知异常事件。

许多企业在其他垂直领域也进行了业务部署：阿里云智能大田作物种植解决方案实现了边缘计算在农业生产场景中的应用；四川爱联科技有限公司通过在工厂的网络边缘层部署边缘计算设备及配套设备实现边缘计算在工业互联网的应用；小米在智能家庭上推出家居智能防盗方案等等。

边缘计算驱动运营商改变“哑管道运营”格局。一方面，在话音业务上，随着移动互联网的快速发展，以微信为代表的OTT 业务不断瓜分运营商传统话音业务的利益，根据工信部2019 年通信业统计公报，非话音业务占比仅为12.4%，比上年下降15.5%。另一方面，在非话音业务上，政府工作报告连续五年“提速降费”工作要求也让运营商面临压力，国资委数据显示2018 年全年，三大电信运营商累计让利超1200 亿元，2019 年让利4000 亿元，我国移动通信资费远低全球平均水平。

但边缘计算为运营商带来了新的契机，首先，电信运营商可以通过对宽带业务的本地分流来提升运营商网络利用率。此外，边缘计算可有助于运营商开拓核心电信业务以外的收入，根据GSMA 数据，2018 年中国三大运营商非传统电信业务占比均不到20%。运营商掌握着网络的入口以及大量的存量端局机房，可将网络能力推向用户，利用自身的这些优势向其移动客户、企业及垂直行业客户快速灵活地部署创新应用及服务。

随着2C 市场增长放缓，在5G 的背景下，运营商可利用移动边缘计算拓展2B 业务，满足垂直行业或企业专网用户的多样需求，发展智慧交通、智慧安防、智能电网等行业应用，支撑时延敏感型、大计算、高处理能力需求业务的同时奠定网络边缘生态基础。

中国联通作为行业先行者，持续深耕边缘计算。“做大生态”是中国联通发展边缘云的版图计划，早在2018年1月中国联通就打响“物联网边缘计算”国际标准立项第一枪，其主导的《IoT requirements for Edge computing》国际标准项目成功立项，这是ITU-T 在IoT领域的首个边缘计算立项。

2018 年6月13日，中国联通揭牌成立了中国联通边缘云创新实验室，目前已有超过150家生态合作伙伴，自主研发Cube-Edge 的平台，同时也在15 省市规模试点，包括智能安防、智能制造智能交通等场景的应用。此外，中国联通携手合作伙伴在2019 世界移动大会发布《中国联通CUBE-Edge2.0 及行业实践白皮书》。

2020年3月31日，中国联通联合英特尔等产业合作伙伴正式推出EdgePOD 边缘云解决方案，这是针对中国联通整体MEC 边缘计算一体化的解决方案，为不同的客户提供既能满足业务需求又能降低部署成本的共享型部署方式和满足安全性要求高、业务需求大的大型企业的专供型部署方式，同时在硬件和软件上进行了全面优化，在方案部署时间、快速实施应用入驻、边缘应用程序的构建和部署等方面进行了提升。

中国移动三方面发力打造5G+MEC 生态“护城河”。首先，中国移动于2018 年10 月30日成立中国移动边缘计算开放实验室，截至2019 年8 月已有79 家合作伙伴，利用高清视频处理、AI、TSN 等新兴技术在CDN、智慧建造、智慧楼宇、云游戏、车联网等多个场景进行了15 项实验床建设；

其次，中国移动发布了适配第三方边缘应用能力的边缘IaaS平台BC-Edge、边缘PaaS 平台Sigma、面向5G 和MEC 的深度定制服务器OTII 等产品，全面打造软硬件体系。

第三，2019 年2 月25 日中国移动联合产业合作伙伴共同发布了边缘计算“Pioneer300”先锋行动，计划在2019 年实现3 个“100”：评估100 个可部署边缘计算设备的测试节点、面向边缘云计算能力开放100 个API 以及引进100 家边缘计算合作伙伴，同时发布《边缘计算技术白皮书》，规划了中国移动边缘计算技术系统。

2020年3月18日，中国移动在“GSMA 中国周线上特辑-2020中国5G发展”系列报告分享会上发布了“基于5G 边缘计算的智慧港口安全应用”成果。

中国电信携手中兴通讯打造国内首个城市级应用边缘计算节点。中国电信从三个方面关注边缘计算：一是整体的IDC/CDN 资源布局与业务规划，中国电信拥有CDN 节点数1800个并积极进行端局DC 化改造；二是设备端的同步研究，在运营商网关/设备/机顶盒等引入边缘计算；三是在网络中引入MEC，中国电信在《2018 中国电信5G 技术白皮书》提出其MEC 架构，多址边缘计算平台可以通过多网络共享边缘CDN 资源提升用户体验，实现内容的智能分发。

2020 年6 月5 日，中国电信携手中兴通讯成功打造国内首个城市级应用边缘计算节点，首次在车联网场景成功实践了云网融合，汇聚5G、MEC 边缘云、云计算、云边协同、AI 技术，将路端侧计算资源整体迁移到边缘云来优化路侧端设备成本，下一步将研究边缘计算节点的业务模型、节点多形态建设模式，充分挖掘中国电信综合接入局点资源。

运营商逐渐开启边缘计算硬件采购。三大电信运营商中中国移动率先行动，2019年9月中国移动公布首次边缘计算服务器集采结果，浪潮边缘计算服务器NE5260M5 中标，将在中国移动研究院的边缘计算试点类和测试类业务场景进行应用。NE5260M5 是符合OTII 标准的边缘计算服务器，在满足物联网、MEC 和NFV 等5G下的边缘计算应用的同时也可以进行高性能AI训练应用，同时可以在40℃、85%的相对湿度的恶劣环境中工作。

2020年5月8日，中国联通宣布进行边缘服务器常态化招募，此次招募将依据《中国联通边缘云服务器测试规范》对边缘云服务器进行测试。边缘服务器在异构计算、部署运维和环境匹配上均有要求，均需符合规格属性、稳定性、基本性能等方面的指标。

中国联通边缘云服务器技术要求参考ODCC OTII 服务器技术规范要求，并根据业务需求进行调整。

4. 边缘计算产业链协同发展

边缘计算产业链逐渐完善，产业合作是发展基础。边缘计算产业链上游是软硬件服务商，中游是运营商以及服务提供商，下游是和第三方应用和内容提供商。此外，还有Avnu 联盟等多个产业联盟、中国信通院等核心研究机构和企业。MEC 产业的发展离不开环节的有效合作，共同开发新的商业模式。

在产业合作上，2016年11月30日边缘计算产业联盟（ECC）成立，目的是全面促进产业深度协同，加速边缘计算在各行业的数字化创新和行业应用落地，目前已有超过260个网络联接、数据聚合、芯片、传感、行业应用等多个领域的公司和机构加入。

边缘计算产业链上游是软硬件基础设施提供商。硬件基础设施提供商主要是提供边缘服务器、边缘网关、智能边缘一体机等，如华为、中兴通讯、浪潮信息、中科曙光、凌华科技等企业，软件基础设施提供商主要提供边缘操作平台、边缘应用软件等，如思科、谷歌等。

边缘服务器是边缘计算和边缘数据中心的主要计算载体，有三方面需求。首先，需支持ARM/GPU/NPU等异构计算以满足不同业务应用需求，其次，需拥有统一的运维管理接口、业务自动部署能力和有效可靠的故障处理能力以满足边缘服务器部署运维需求。第三，需拥有较强温度适应能力以匹配较为复杂的环境空间。

智能边缘一体机将计算、存储、网络、虚拟化和环境动力等产品有机集成到一个机柜中，在出厂时完成预安装和与连线，只需连接电源即可快速完成初始配置，具有业务远程部署、集中运维、管理简单等特点。

边缘网关是部署在垂直行业现场实现网络接入、协议转换、数据采集与分析处理的设备，可在园区物联网和工业物联网等场景进行应用。同时边缘网关在不同场景下有不同形态要求，例如在园区物联网接入中需要具有温度、湿度、烟雾探测等传感器能力，在工业物联网接入中需承担设备信息、告警信息收集和上报的功能。

产业链中游的电信运营商，其处于核心地位。电信运营商针对不同的应用场景进行MEC网络的部署并提供MEC 基础服务，目前为止具体有三个方面的应用，包括解决传输受限以及降低时延的本地分流业务；充分利用底层信息、基于位置并利用大数据分析的数据服务；视频QoS 优化、视频直播和游戏加速等业务优化服务。

根据GSMA，中国运营商的边缘计算部署分三个阶段，2018年-2020年是试验及小规模定制部署，此阶段主要是私有及定制化应用，包括智慧港口、智慧园区等。

2021年-2023年是第二阶段，初具商用规模，将探索自动驾驶、体育赛事、游戏等公共领域，并在区域或城市部署基础设施。

2024年及以后是第四阶段，边缘计算将成为主流，可以更多地应用到公共场景。

此外，产业链中游还包括从事边缘计算运营和管理的服务提供商，如社区云搭建、边缘云托管等，包括网宿科技、软通动力等企业。同时，阿里云、腾讯云等云服务商，也处于产业链中游，他们将云业务拓展至边缘计算。

第三方应用和内容提供商处于产业链下游。产业链下游企业主要是基于电信运营商提供的MEC 业务平台为终端用户提供新增价值业务或者提升业务可用性。

内容提供商如HBO、Netflix、CNBC 等利用边缘计算可以实现不依赖任何CDN 提供商进行边缘缓存内容，在网络边缘启动自己的自定义微型缓存。Netflix 已经在亚马逊的AWS 上进行了多年部署，同时进行NetflixOpen Connect 计划，与ISP 合作多年，将高流量内容托管在距离用户更近的地方，满足客户低延迟需求的同时无需客户支付额外费用。

第三方应用涉及的企业包括OTT 厂商如爱奇艺Youtube、Facebook，智能终端开发商，以及智能应用开发商等。以OTT 视频业务为例，OTT 厂商可以利用电信边缘计算PaaS 平台进行视频优化加速，同时能获取用户身份信息、行为习惯信息等数据以提供个性化交互式服务。此外，下游智能应用开发商以及智能终端开发商将会把边缘计算更广泛地应用，例如智慧城市、智能家居等领域以及可穿戴设备、车联网设备等终端设备，例如华为推出了边缘计算物联网解决方案，并成功应用在电梯物联网和电力物联网中。

本文来自长城证券研究报告。

作者：吴彤，蔡微未。