2021中国边缘计算产业研究报告 -世界杯买球

前言

边缘计算随着5g、iot、ai等相关技术演进越来引人瞩目，关于边缘计算的讨论也越来越多，但是涉及边缘计算的定义、边缘市场的规模、边缘技术的成熟度和边缘玩家的分布的系统性介绍却比较少，本文希望通过一系列的多角度分析，从边缘计算的定义、市场预测、技术架构和玩家分类，系统性的盘点边缘计算的不同维度，盘点中国边缘计算现状和未来。边缘计算随着5g、iot、ai等相关技术演进越来引人瞩目，关于边缘计算的讨论也越来越多，但是涉及边缘计算的定义、边缘市场的规模、边缘技术的成熟度和边缘玩家的分布的系统性介绍却比较少，本文希望通过一系列的多角度分析，从边缘计算的定义、市场预测、技术架构和玩家分类，系统性的盘点边缘计算的不同维度，盘点中国边缘计算现状和未来。

系列回顾

2020年边缘计算中文社区发表了《2020中国边缘计算产业研究》，通过一系列的多角度分析，从边缘计算的定义、市场预测、技术架构和玩家分类，系统性的盘点2020年边缘计算的不同维度，从定义、技术、市场三个角度盘点边缘计算现状和未来。第一章“边缘定义的真与假”主要从边缘计算的概念提出、完善和演进出发，分析不同机构对边缘计算的定义阐述，并总结出对边计算的定义。第二章 “边缘技术的重与轻”主要从边缘计算的实现出发，根据wan和pan网络的不同，对于“重边缘”和“轻边缘”进行分解，同时根据不同边缘垂直行业的技术成熟度，对于技术所处阶段进行了剖析。第三章 “边缘市场的大与小”，分析相关的国际预测数据，并针对一直缺少的中国市场规模，根据相关模型进行了一定程度的预测和展望，进而分析了华为、阿里巴巴、九州云、航天云网、海康威视、亮风台等在不同领域的典型的玩家。

在2021年，我们将从三大边缘交付模式分析出发，回顾2021年的产业玩家布局、国家引导趋势、行业落地进展、业务成本动向，展望2022年的趋势。

2021年边缘计算发展概述

从2014年边缘计算的首次提出，虽然边缘计算已经将近发展了7年的时间，但是一直处于概念演进、标准演进和落地形式探索的阶段。2021年，边缘计算的发展形态已经逐渐明朗，传统巨头和新兴企业沿着物联网、4g/5g、cdn的既有熟悉领域，逐步升级和跨越到了边缘设备(iot轻边缘)、边缘云(5g mec重边缘)和云边缘(cdn升级的重边缘)三大领域的竞争。

边缘计算发展回顾：

1、2014年

2014年，高通工程总裁(qualcomm vp of engineering)karim arabi 在ieee dac 2014 keynote 中，以及2015年的mit的mtl seminar的受邀演讲中，宽泛的定义边缘计算为云之外的在网络的边缘侧的所有计算，更具体的定义是云之外的需要实时数据处理的应用程序(instant data )。

2、2015年

etsi第一次提出了mec 的验证框架(proof of concept framework) ，经过近5年的演进，相关标准体系也逐渐清晰

3、2016年

forrester对边缘的定义包含了对wan和pan的理解，它对边缘计算的定义是”边缘计算和iot是一种将泛在连接扩展到物理世界的革命性技术”

4、2017年

gartner的提升了对edge computing这一领域的重视，gartner vp thomas j. bittman发表博客，认为”边缘将吃掉云” 。

5、2018年

gartner认为”从云到边缘”是被列为十大战略性科技发展趋势之一

6、2019年

边缘计算再一次登上gartner的趋势榜单

7、2019年

阿里云发布cdn进化的ens分布式云平台，腾讯发布边缘计算基础设施 ecm，中国联通mec正式商用，中国移动、中国电信相继在mec产业进行布局

8、2020年

中国联通5g mec 正式商用，成为全球第一家商用5g mec边缘平台

9、2020年

腾讯发布边缘接入和加速平台(tsec)、边缘计算机器(ecm)、物联网边缘计算平台(iecp)

10、2020年

由中国信息通信研究院、中国移动、中国联通、华为、腾讯、紫金山实验室、九州云和安恒信息等八家发起业界首个 5g 边缘计算开源平台 edgegallery

11、2021年

中国电信、中国联通、阿里云、百度云、腾讯云、京东云、ucloud、九州云、字节跳动、intel、浪潮、联想等单位发布了《“边缘计算 ”技术白皮书

2021年边缘计算的发展，我们将从交付形态、模式困境、攻守布局、行业落地和产业合围五个方面进行分析。

(一) 三分天下，三种边缘计算模式的定型

(二) 破茧前夜，边缘升华关键难点的突破

(三) 内外有别，cdn和5g mec的边缘攻守

(四) 能否绽放，行业落地1到n的挑战

( 五)分进合击，产业链条逐渐合围

一、三分天下：边缘计算模式的定型

在《2020中国边缘计算产业研究报告》的总结中，我们将边缘计算划分成了重边缘和轻边缘。在重边缘领域，还存在两种细分形态的交付模式：一种是运营商从5g演进角度发展的mec边缘云模式，另外一种是cdn服务延伸出来的云边缘模式。2021年是cdn云边缘、5g mec边缘云、边缘网关这三种交付形态的定型之年。

三种交付模式中，核心的区别在于形态的大小和网络的类型，以及由此导致的性能、覆盖性、易用性等方面的区别。

图 1 三种模式的优劣分析

cdn云边缘基于互联网访问，资源规模相对较大;5g mec边缘云依赖特殊5g upf的分流方式，中等规模资源;而边缘网关则更多通过工业协议、有线或者nb-iot的方式进行管理或者通信，资源一般按照一台或者多台pc机级别硬件组成。三种模式更多的区别如下表所示：

表格 1 三种模式的实现方式比较

cdn云边缘、5g mec边缘云和边缘网关三种模式不同特性，在具体落地场景上存在一定领域的重叠，cdn云边缘优势在于跨城市的加速，5g mec边缘云优势在于城市内加速和一定的空间覆盖性，但是需要进一步优化终端访问的成本和普适性(如人网的开通);边缘网关的优势在于制造领域的近端采集，但是在带宽和空间覆盖性上导致无法覆盖某些场景。

表格 2 典型业务场景下三种模式的适配分布(●最优方式 ○次优方式)

二、破茧前夜，边缘升华关键难点的突破

虽然三种边缘交付模式逐渐成熟，但是每种模式也存在各自的挑战，需要产业界面进一步在技术和生态上进行突破。

cdn云边缘的困局，在于机房“近在眼前”和网络“远在天边”的问题，在移动模式下物理距离近但是无法转成为网络距近，在延时、sla确定性和带宽成本上无法达到5g mec模式的能力。mec边缘云的挑战在于如何提供更便捷的用户体验，同时又能够符合5g的安全管理要求，以及面向2c领域、城市百万级别的手机(人网而非物网)的边缘访问开通。边缘网关的困局主要集中在解耦性和品牌分散。

表格 3 三种模式的挑战

面对这些挑战，三种模式也在2022年突破瓶颈可能的方式，cdn云边缘在移动模式难以突破的现实条件下，可以基于固网做更多优化。mec边缘云可以通过多种方式提升用户体验，并在2c端进行园区、学校、厂区级别(非城市级别)的人网开通尝试。iot边缘网关在5g模组成本逐渐降低情况下，可以通过集成5g终端模组提升空间覆盖性，同时提升上层应用和底层硬件的解耦性。

表格 4 2022年三种模式可能的突破模式

三、内外有别，cdn和5g mec的边缘攻守

在2021年，随着一批原cdn厂商借着边缘计算炒作的降温，以及5g的发展，越来越多分析机构、公有云厂商意识到利用5g网络通道和分流能力方面的优势，给于更多的关注和布局。同时，在5g mec边缘云布局的运营商，也通过优化自身自助服务、开放接口能力，打造类似公有云的开放性、便捷性和按需使用的模式。

cdn云边缘的优势在于城市间的加速，但是单个城市内区域性大流量和低延时问题无法有效解决，特别是在提供确定性的业务访问能力。cdn云边缘的代表模式，具体演进方式上，国内外厂商有一定区别。

forrester的边缘报告，一直以cdn厂商为主，fastly是领导者象限厂商之一。不过近期《forester now, the four edges of edge computing》(forrester , hopkins brian, 2021)的报告中，forrester也将边缘扩展到了包含5g mec 的provider edge和边缘网关的operations edge。我们选取fastly和国内阿里云ens的模式做一个对比，来说明cdn延伸的云边缘模式在体验上还处于初步发展阶段。

图 2 2021 forrester edge development platforms

国外厂商(如fastly)的交付模式和国内厂商(如阿里ens)有所差异。fastly edge serverless computer提供sdk和cli，只提供serverless的实例，不提供相关的实例操作界面。

图 3 fastly的 edge serverless computer

和fastly不同，阿里ens不提供sdk，在实例上更加丰富，支持serverless 和虚拟机模式，提供和公有云ecs类似的管理界面。

图 4 阿里云cdn与边缘服务中的ens服务

简单的说，阿里的模式相当于把公有云的ecs/eci 服务移植到了边缘，而fastly没有公有云的束缚，直接封装了云原生的发布方式。

我们从以上两个典型厂商的分析可以得出，cdn云边缘的服务还处于初步发展阶段，阿里云ens提供的城市集中或者城市分散模式，具备一定体验上的创新性，但是归根结底，这一模式还只是代表了跨城市之间的边缘加速。

cdn云边缘更大的问题在于，物理距离的缩短，没有形成网络距离(进而导致网络时延)的必然缩短，在车联网、手机等移动场景下，离确定性能、低延时和大带宽的城市内移动的边缘服务存在一定差距。

图 5 cdn云边缘：物理距离的缩短没有形成网络距离的必然缩短

cdn云边缘要利用5g的边缘性能，技术上是可以行的，一种实现方式是将5g upf的分流以lbo(local break out)模式、通过虚拟专线或者物理专线拉到cdn所在的idc机房，但是这种模式的产生两方面挑战：

• 安全挑战：5g网络管理上的挑战，运营商如何防止流量变相流失、5g暴露到公网如何安全如何防护等问题

• 商业博弈：更为根本性的挑战在于商业上的冲突，在这种模式下cdn将对运营商的5g的商业规划冲突。运营商一直想摆脱 “哑管道”模式，一旦这种分流模式开通，运营希望通过5g技术改变格局的策略将落空，可能重蹈4g模式下远离业务的“纯管道”、增量不增收的困局。

回顾2021年，我们看到了更多的公有云厂商在5g上的不同的节奏，既有进攻，也有停滞。国外厂商我们看到的更多的是进攻。12月1日 在aws re:invent 会议上，亚马逊宣布以预览版的形式推出“aws private 5g”aws推出的5g专网 (aws, 2021)。

图 6 aws 5g专网

但是在国内，我们看到的是一定程度的停滞。2021年阿里云的公开资料中，把重点转移到了4个基于边缘云ens的核心商业应用场景(cdn on ens、视图计算 on ens、云游戏 on ens以及云智能终端on ens)。然而回到两年前的2019年3月，阿里ens提出的1.0升级到2.0的规划中，进化核心却是就是引入5g mec。简单的说，经过两年的演进，阿里云ens往5g mec演进遇到了一定的停滞，把重心转移到了商业能力承载上。

图 7 2019年 阿里ens2.0的核心是引入5g mec

运营商的借助5g专网模式mec边缘云获得了一定的企业级市场之后，也开始着力解决5g mec用户体验和生态的问题，主要包括边缘应用生态的构建、独有5g边缘能力显示暴露(边缘分流、终端黑白名单、边缘api网关)、类似公有云ecsvpcebs的自助能力优化等，对标公有云用户体验提升mec的交付。

图 8 中国联通“5g入边”应用市场

运营商2021年，也基于自身公有云产品线，进军以cdn厂商主导的云边缘市场。不过这一领域运营商和公有云或者cdn厂商差异性不明显，未来竞争格局还存在极大的不确定性。

2021年云边缘(cdn)和边缘云(5g mec)厂商之间的攻守格局，有相互延伸、交错竞争的趋势。发展的核心在于，运营商” 5g带边(mec)”的拒守，和互联网厂商 “5g入边(cdn)”的渴求。这一拉锯目前局势尚未明朗，虽然运营商高层有拒绝再次沦为“哑管道“的清醒战略定力，以及在mec交付体验上持续优化，但互联网厂商具备资本助力下敏锐嗅觉，同时利用三大运营商间隙实现各个击破，或者借助各省诸侯业绩压力寻找区域性的局部破口，都是屡试不爽的突破方式。这一拉锯最终胜败的发展，还有待2022年的进一步观察。

四、能否绽放，行业落地1到n的挑战

2021年，中华人民共和国国民经济和社会发展第十四个五年规划和2035年远景目标纲要》提出要“构建基于5g的应用场景和产业生态”。工业和信息化部联合中央网信办、国家发展和改革委等9部门印发《5g应用“扬帆”行动计划(2021-2023年)》(工信部联通信〔2021〕77号，下称《行动计划》)对边缘产业的发展，对mec边缘云是个比较重要的利好信息。

图 9 5g扬帆行动计划关键性指标。来源：(赵小飞, 2021)

《行动计划》的主要目标，是在5g商用两年来的规模化发展期，基于从0到1的突破的样板间，持续推动5g实现从1到n的跨越，形成规模化的商品房。赋能5g应用重点领域，包含15个5g应用的细分领域和3大行动：

1.新型信息消费升级行动包括了2个领域(5g 信息消费和 5g 融合媒体)

2.行业融合应用深化行动包括9个领域(5g 工业互联网、 5g 车联网、5g 智慧物流、5g 智慧港口、5g 智能采矿、5g 智慧电力、5g 智能油气、5g 智慧农业、5g 智慧水利)

3.社会民生服务普惠行动包括4个领域(5g 智慧教育、5g 智慧医疗、5g 文化旅游、5g 智慧城市)。

在2021年“5g 工业互联网”领域的实践非常集中，相关案例也在过去几年的绽放杯比赛中，在2022年，“5g 智能采矿”、“5g 车联网”、“5g 智慧医疗”三个重点领域的突破值得关注。

• 5g 智能采矿：井下井上存在3g、4g、wifi、工业环网、uwb、voip甚至是小灵通等网络技术，在某西部产煤市近百个煤矿企业的统计中，全市近百个煤矿15%左右使用4g技术，80%左右采用2g/3g/小灵通/wifi等，5%左右大型煤矿在尝试融合5g技术。通过这些网络连接着瓦斯灾害监控、水文监测、顶板监测、主运输系统、排水自控、通风机、压风机等不同作业系统。煤矿矿井的网络的稳定性问题，容易造成煤矿系统的干扰、延迟、掉线等因素。5g边缘云可以在巷道监控、综采面监控、智能掘进面、机器人硐室自动巡检和ai预警方面发挥作用， iot边缘网关可以掘进面无人作业、远程控制等领域发挥能力。华为在2021年重点押注这一领域，任正非曾亲自到山西考察“智慧矿山”，随后华为成立了“煤矿军团”，旨在对智慧矿山模式进行重点突破。这一领域的主要挑战是包括井下特殊防爆配套的成熟、井下组网的稳定性和总体成本。

图 10 典型矿山场景图

• 5g 车联网：车联网、v2x、无人驾驶等技术，这几年在众多领域获得了发展，但是由于前几年5g能力在路测覆盖、车端预装都还没有成熟，因此大部分实践都存在三大局限：单车智能、有线路测数据融合和“云-端”架构。随着5g的普及和5g mec边缘技术的成熟，能够单车自动驾驶水平l2/l3级提升到具备车路协同的l4等级，将基于专线iot边缘网关的rsu改造成具备更大数据传输能力的5g rsu，将“云-端”架构进化成“云-边-端”架构，在精准地图、ai算力、ota应用和车路协同上具备更好的体验。这一领域的主要挑战是车侧的5g改造、车路数据的漫游同步和服务覆盖性问题。

•5g 智慧医疗：2021年的第四届“绽放杯”是最不同于往届一次大赛，在大赛方向上，更强调方案可复制性和推广性，也强调商业价值和社会价值。这次比赛中，医疗行业涌现众多案例，基于5g的眼耳鼻喉疾病远程诊断、疑难危重新生儿急救转诊、发热人群监测、核酸检测等项目都获得了一等奖。这些标杆性项目除了利用5g大带宽、低时延、移动性，5g的安全性和稳定性也在医疗领域的实践中，得到了体现和发挥。这一领域未来的主要挑战在于医联体跨域数据传输、医疗信息安全保障和医疗设备终端改造问题。

虽然有政策“人工催熟”重大利好，但是边缘计算真正的价值回归，还有赖于行业落地的“需求生长和深耕”。需求的挖掘、基于边缘计算的创新和价值落地，在2021年虽有所进展，在2021年将会更加深入。

五、分进合击，产业链逐渐合围

产业链的成熟最终的目标是实现价值回归，即符合落地客户的实际需要，同时相关产出高于投入。要实现这一目标有三个方面要素，包括相关服务模式的成熟度、成本的合理性和业务落地的价值体现。产品和服务的演进是一个动态的过程，我们把相关的模式，按照发展和演进的时间长度做了归类，大致可以看出不同模式的成熟程度。

• 发展超过3年或者3年以上的模式

1) 互联网公有云和运营商基于优势的布局：公有云基于优势布局cdn云边缘，面向 2c 的视频、游戏行业拓展业务，运营商则基于5g抓手拓展mec 边缘云，更多面向2b企业的数字化转型和升级。

2) 传统通信设备厂商布局5g mec ：华为、中兴、爱立信和诺基亚几大主流核心网厂商根据自身核心网的优势，基于自身5g核心网延伸到边缘mec场景。

3) 开放软件商布局中立的5g mec：如专注开放架构的云计算厂商九州云，将业务扩展到“云 边”的模式，提供解耦、中立的5g mec平台和服务，以及积极拓展如智能亚运场馆、天津智能车路协同等垂直行业领域。

4) 物联网厂商/工控机向iot边缘网关进军：如航天云网、研华科技、涂鸦等，推出具备一定应用推送的边缘网关一体机。

• 发展2年左右的模式

1) cdn厂商的资源以主机和容器方式显示化：如网宿、白山云科技和阿里ens类似，基本把原来的cdn 机房的资源通过主机/容器方式显式地暴露为服务。白山云也额外提供了类似fastly的function@edge能力

2) 互联网公有云和运营商的交错演进：运营商发展分布式云，以及公有云发展5g mec的能力。

• 发展1年左右的模式

1) 无线小基站厂商向mec进军：一些小基站/核心网厂商也从无线基站领域跨越到5g mec边缘领域，如4g/5g无线方案的佰才邦，和顺为在pre-a轮投资了艾灵网络，专注5g边缘方案。

2) 开源发展和开放生态的导入：如edgegallery开源项目，具备应用导入、应用扫描、应用商店的开放能力，在运营商体系内作为5g mec生态整合的平台已经取得一定进展。

在边缘计算的交付成本上，2021年主要进展在终端成本、管道成本和边缘池成本也更为优化：

1) 终端-5g模组的成本持续降低：2019年，5g模组的价格大概是4g模组的9倍，2021年5g模组的价格大概是4g的5~6倍，预计到2023年5g模组的成本将会下降到2019年4g模组的成本水平 (搜狐, 2021)。2021年我国共有 463 款 5g 终端获得进网许可，其中 354 款为手机，99 款为车载终端等其它终端。手机价格已经下探至 1000 元以下，5g 模组价格已经下探至500 元 (李雁争, 2021)。5g模组的成本的降低，有利于相关产业整体的成本降低，5g的行业覆盖和技术能力也能够得到更大发挥。

图 11 5g模组成本趋势 来源：华为

图 12 联通雁飞模组价格降低到500元以下 来源：联通数科

2)管道-5g mec边缘分流成本低于互联网带宽成本：5g mec的边缘分流成本对比互联网带宽成本有明显优势，特别是在特大带宽的边际成本上。

• 边缘带宽单位成本优势明显，共享模式下单位成本在50~70元/月/mbps左右，专供模式下单位成本在40~60元/月/mbps左右，起点带宽一般布局共享边缘分流以100mbps起步，典型独享专网典型流量为5/10/15/20/30 gbps，但是，随着带宽的增长，边际成本也跟着降低(注：以上数据根据市场列表价格分析，非特殊渠道价格和大客户价格);

• 公有云的带宽起点较低(1mbps起卖，一般最大带宽超过2gbps)，但是随着带宽的增长，单位成本较高，小带宽模式下价格在50~60元/月/mbps左右，超过100m的带宽基本在70~80元/月/mbps左右，而且随着带宽增长，边际成本也微幅增长(见下图)。

图 13 公有云价格参考(2021年)

• 边缘云的成本接近公有云成本：在边缘部署的边缘云的成本，相较于公有云，虽然单数据中心的规模效益不大，但是也由于边缘机房数量更多，在总体资源提供的成本上，也开始接近公有云。

总结

2021年是边缘计算新兴概念经历炒作期顶点后由热转温、价值回归由虚变实的一年。这一年中，边缘计算的交付模式逐渐清晰，产业链布局的演进方向趋于聚焦，边缘计算的价值在行业落地更加务实。展望2022年，我们预测，边缘计算作为一种区别于wan和lan的中间新型入口，补足云和端各自不足，结合ai、数据、终端等能力，一方面将持续在工业、民生、文娱等传统领域推进数字化升级，另外一方面，也将会看到更多的业务形态催生和商业模式的拓展。关于中国边缘计算的发展，我们将会在2022年底再次总结和回顾。

参考资源

1. aws. (2021). aws private 5g. 检索来源: https://aws.amazon.com/private5g/?nc2=h_ql_re_nw

2. forrester, hopkins brian. (2021年5月6日). the four edges of edge computing. 检索来源: forrester.com: https://www.forrester.com/report/title/res175514

3. forrester, jeffrey hammond. (2021年10月27日). the forrester new wave™: edge development platforms, q4 2021. 检索来源: forrester.com: https://www.forrester.com/report/the-forrester-new-wave-tm-edge-development-platforms-q4-2021/res176402

4.李雁争. (2021年8月31日). 工信部刘郁林：5g模组价格已经下探至500元. 检索来源: 新浪科技: https://finance.sina.com.cn/tech/2021-08-31/doc-iktzscyx1476425.shtml

5.搜狐. (2021年5月31日). 直降35%!5g模组价格下探至500元以内，将给业界带来怎样的冲击?. 检索来源: 搜狐: https://www.sohu.com/a/469565796_219833

6.赵小飞. (2021年5月2日). 重磅!深入解读工信部发布的《5g应用“扬帆”行动计划》，未来三年的kpi都定了. 检索来源: sohu.com: https://www.sohu.com/a/464248401_160923