《2020中国边缘计算产业研究报告》发布,国内市场规模近万亿元

时氪分享 · 2021-01-20
随着5G的发展和深入,边缘计算作为区别于企业内网和互联网的新业务入口,我们也将对其发展持续保持关注。

本文转载自公众号“边缘计算中文社区”,36氪经授权发布。

引言

2020年,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等不同维度,对边缘计算进行系统性的盘点。

文章分为三个章节,分别是“边缘定义的真与假”、“边缘技术的重与轻”、“边缘市场的大与小”,从定义、技术、市场三个角度盘点边缘计算现状和未来。

  1. 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,并总结出边缘计算的定义。

  2. 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。

  3. 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。

一、边缘计算的真与假

关于边缘计算的定义现在基本上已经形成一定的共识,但是它的提出和演进却是逐步完善的,通过边缘计算定义的演进过程的回顾,可以了解在后一章节提到关于重边缘和轻边缘分类是如何形成的。

1.1 Wikipedia的定义

Wikipedia 关于边缘计算的网页上,关于边缘计算的提出是在2014年,高通工程总裁(Qualcomm VP of engineering)Karim Arabi 在IEEE DAC 2014 Keynote[2]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。在他的定义中,云计算用来处理海量数据(Big Data)的计算,而边缘计算用来处理实时计算(Instant Data )。

Karim Arabi本身的背景还是从IOE(Internet Of Everything)的角度提出了这个概念,对于边缘的计算只是从使用者的视觉进行了初步提出了构想,因此在DAC的演讲中,他只是提到了相对于云(Cloud)的边缘(Edge)场景,演讲中更多时候还是通过Mobile Computing这个词来形容这种计算模式。

图表 1 Karim Arabi 在IEEE DAC 2014 Keynote 提出Edge概念

Wikipedia对于边缘计算的定义是“一种针对请求交付低延时相应的计算模式”。

1.2 ETSI的定义

2015年8月,ETSI第一次提出了MEC的验证框架(Proof of Concept Framework)[3],经过近5年的演进,相关标准体系也逐渐清晰。

ETSI定义MEC意义在于将边缘计算从IOE的视角扩展到ICT的视角。ETSI MEC ISG标准委员会的董事Alex Reznik给了一个宽泛的定义:“任何不是传统数据中心的都可以成为某个人的边缘节点。” ETSI MEC定义[4]是“为应用开发者和内容提供商提供在(运营商)的网络边缘侧的云计算能力和IT服务,这一环境的特点是极低的延时和极大的带宽,支持针对应用侧无线网络的实时访问。”

图表 2 2015年8月,ETSI提出了MEC 的验证框架(Proof of Concept Framework)

1.3 Gartner的定义

边缘计算作为一个独立技术数据第一次出现在Gartner报告中是在2016年,当年8月份发布的“数据中心能源和制冷技术曲线(Hype Cycle for Data Center Power and Cooling Technologies)”[5] ,第一次将Edge Computing作为“On The Rise”的技术放入到了曲线图里。

2017年3月,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”[6]。

在2018年,“从云到边缘”是被列为十大战略性科技发展趋势之一。2019年,边缘计算再一次登上Gartner的趋势榜单。

图表 3 2017年,Gartner VP Thomas J. Bittman发表博客,认为边缘将吃掉云

从过去的报告中可以看到,Gartner对于边缘计算的重视也是逐步形成,对于概念的理解也在逐步完善,Gartner Glossary对边缘计算的定义[7]是“边缘计算是一种分布式的计算技术,在靠近人和物信息产生和消费的(物理和网络)位置,提供信息处理的计算能力”。

1.4 Forrester的定义

Forrester关于边缘计算的最早分析是在2016年6月的报告《Mobile Edge Computing Will Be Critical For Internet-Of-Things Success》[8]中。2018年针对边缘计算发表了《 Get Ready For Edge Computing’s Rise In 2019》,2019年发表了 《Make Edge Computing A Key Investment for 2020》[9]。

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”。

1.5 边缘计算定义和分类总结

我们针对以上不同来源的边缘计算定义,各家对边缘计算的定义虽然有所差异,但基本强调新边缘管道和分布式部署方式产生的对业务形态的重塑。在这里我们对边缘计算的要素进行总结,主要的重点包括以下三点:

边缘计算必须包含终端触点(Endpoint)的方式,实现物理世界到数字世界的双向翻译(数据/事件/控制信令),并通过网络管道实现一定规模的终端和空间的覆盖,实现人物交互/物物交互,单一具备计算能力的终端(如具备自处理能力的摄像头)如果未通过网络管道接入一个更广泛的数字世界,不适合归入边缘计算范畴;

边缘计算的数字计算能力,可以分为轻边缘(远边缘)和重边缘(近边缘);

边缘计算的网络管道能力,可以分为WAN(5G/LTE/WiFi6等)和PAN(Zigbee/LoRa/Bluetooth等);

二、边缘技术的轻与重

2.1 边缘计算不同技术所处阶段分析

一般技术发展分为四个阶段:技术萌芽期的探索孵化、技术膨胀期的百花齐放、技术收敛期的分久必合、技术成熟期的价值回归。我们不能把边缘计算当成一种技术,而是一系列组合支撑的业务新模式。在不同的发展阶段,其技术多样性、成熟度和市场价值合理性各有不同。边缘计算体系中分为平台类技术和应用类技术,其所处的发展阶段如下图所示。2.2 5G MEC重边缘和IoT轻边缘技术比较

基于5G的MEC边缘和基于IoT设备的边缘一体机是两种比较常见的边缘形态,以5G为代表的WAN管道的边缘计算,相对以LoRa、NB-IOT、Zigbee、Wifi6等PAN管道,在大带宽、控制/内容传输兼具、室外(Outdoor)空间扩展性、移动性、SLA保障和计算延展性上具备更大优势。WAN管道和PAN管道的不同,形成了重边缘和轻边缘两种形态。区分重边缘和轻边缘两种形态的另外一个因素是放置位置,重边缘一般和5G结合,部署在基站后面,而轻边缘一般部署在基站前面,下沉物联网设备或者工业产线现场。总的来说,重边缘对5G管道等刚硬要求比较高,建设成本更大,但是带来更好的空间延展性、计算能力和网络带宽。2.3 5G MEC重边缘和IoT轻边缘发展前景

和轻边缘比较,5G MEC重边缘计算在大带宽和低延时并存的场景中具备更广阔的前景,比如制造、港口、文娱和园区类场景,5G MEC重边缘能够提供更好的数据上下行所需的带宽能力、数据处理所需的计算能力、指令控制所需的低延时和安全所需的数据私密性。比如在工业领域的IoT边缘应用场景,可以分为大规模IOT(Massive IoT,如水管探测传感器)、大带宽IoT(Broadband IoT,如视频直播), 关键应用IOT(Critical IoT,如对可靠性要求比较高的工业视觉检测)和工业自动化IOT(Industrial Automation IoT, 如对工业流水线的反向控制)。爱立信相关分析报告[10]也指出,5G边缘计算在关键应用IOT和工业自动化IOT上具备更大优势。三、边缘市场的真与假

3.1 边缘计算产业链分布

我们基于以上边缘计算的分析,接下来总结下边缘计算产业分布,在边缘计算领域中的玩家,总的来说可以将边缘计算的产业分为以下几个维度:

3.2 国际市场预测

关于市场增速的预测,不同的机构针对边缘计算的产业发展都从不同角度做了相应的分析,Gartner的研究[11]报告中预测到2025年,在“传统的”集中式数据中心或云存储以外处理的企业生成的数据的比例将从2018年的10%跃升至75%。Forrester也认为[9]“边缘云服务市场未来成长速度将达到50%以上”。其他机构诸如IDC、Grand View research等机构,也对边缘市场做了一定的预测。不同机构的预测数据汇总见下表:Market Research Future[12] 的市场调查认为全球边缘市场到2024年将达到224亿美元的规模,年增长速度为28.4% 。另一市场调查机构MarketsandMarkets[13] 对边缘市场的预测为157亿美元,年增长速度为34%。同时他们对边缘市场的分布做了一定的分析,认为北美、欧洲和亚洲市场将占据大部分市场份额。

一些咨询机构,比如毕马威、麦肯锡和德勤对边缘计算的市场的行业分布、硬件规模和边缘AI市场也做了相应的分析。2020年毕马威与IDC的分析估计,在2023年,五个主要行业在连接性、软件、硬件和服务领域的合并市场总值将 超过5000亿美元。预计这五个行业将在未来数年取得显著增长,部分得益于5G和边缘计算结合带来的大大提升的连接性。

3.3 中国市场预测

3.3.1 总体预测

针对中国市场,我们将根据边缘计算和分类市场规模预测如下,后面将分章节陈述不同领域的规模预测逻辑。3.3.2 终端触点/终端中国市场规模预测

根据相关机构预测[14], “预测2019年我国传感器市场规模将达1660亿元左右。2021年我国传感器市场规模突破2000亿元,并预测在2023年我国传感器市场规模增长至2580亿元左右,2019-2023年均复合增长率约为11.65%。”估计到2025年,国内传感器市场将达到4000亿元的规模。根据2019年的中国传感器公司营收分析[15], 整体传感器领域公司营收已经达到2500亿左右规模),主要集中在综合安防(如海康威视、大华股份)、声光传感(如歌尔声学)、军用设备(如航天电子)等领域。3.3.3 轻边缘/远边缘/IoT边缘中国市场规模预测

工业一体机、IoT网关等轻边缘部署位置一般在基站的前面,主要提供比较丰富的工业IO接口,通过工业协议方式连接到工业设备,通过容器平台,承载一定能力工业内置软件实现对设备的单向和双向控制。代表产品如航天云网的INDICS Edge工业一体机、研华IPC紧凑型工业边缘计算机和Stratus的ztC Edge系列等。工业一体机由于受其设备限制,一般主要集中在设备信息采集以及相关控制能力上,对于AI、视频处理等能力存在一定局限性。比如研华推出的IPC-220/240紧凑型工业边缘计算机配置一般为INTEL i3/ i5/i7或者国产海光的CPU处理器、32G内存和数TB硬盘。在AI、视频等能力扩展上有一定限制。

工业一体机的售价一般在1~2万左右,工业一体机的市场规模2019年在10万台左右,按照30%的年增长率估计,到2025年,市场规模在50亿人民币左右。
3.3.4 重边缘/近边缘/5G MEC边缘中国市场规模预测

重边缘的市场规模估计,可以通过从运营商侧边缘计算数据中心的数量进行推算。

中国联通在国内5G MEC的建设处于领导地位,按着中国联通的相关规划[17],预计到整个联通适合边缘的区域DC将有70~80个,本地DC将有600~700个,边缘DC将有6000~7000个,接入局房将会更多,预计达6万~7万个。

假设2025年前国内三大运营商完成2万个机房的部署,相关边缘计算的机房规模将达到6万个(2万/运营商)左右,按照每个边缘机房建设投入300万计算,未来5年总体市场规模将达到1800 亿人民币,到2025年达到600亿人民币。

3.3.5 边缘行业软件和服务中国市场规模预测

边缘计算可以服务机场、国防、营销、气象、航运、保险、农业、家庭消费、健康、能源、公共服务、零售等多个行业的需求和创新。不同行业的特定场景都有边缘计算的诉求。

在软件和服务上,可以通过行业市场进行估算按照KPMG的估算,“ 全球到2023年,随着5G和边缘计算的更广泛应用,这五个目标行业将在涵盖连接性、 硬件、软件和服务的整个生态体系中创造超过5000亿美元的年收入”,年复合增长率为8%~10%,其中软件部分部分根据不同行业,占比约为11%~48%。

亚洲边缘计算市场大概占到全球市场的28%左右[12],假设中国边缘市场占全球市场10%的规,按照KPMG的应用和服务市场规模,2023年中国软件和服务市场,估计达到200亿美元(1300亿人民币)和140亿美元(900亿人民币),按照30%的边缘市场增速,到2025年,软件和服务将达到330亿美元(2200亿人民币)和230亿美元(1500亿人民币)。

中国边缘和软件和服务市场增长速度和规模如下图所示:

3.4 国内典型边缘供应商分析

根据本文第三章重对边缘计算产业链中的分类,我们选取了国内各个领域七个典型的厂商,对其业务形态、产品模式和战略思路进行了梳理和分析。

3.4.1 5G核心网提供商 - 华为

华为边缘计算解决方案的思路,一条展现是通过5G核心网优势,将能力延伸到UPF进而突破MEC领域,另外一条路线是通过IoT网关等IT硬件方案,双管齐下实现对重边缘和轻边缘市场的覆盖。

华为在边缘计算中华为是全方位的玩家,其相关产品即包括重边缘领域,也包括轻边缘领域。重边缘主要集中在覆盖5G核心网、5G基站、5G UPF边缘网元、MEC边缘MEP/MEPM 等符合ETSI规范的MEC产品。轻边缘领域则推出了华为AR502H等物联网关,提供SDK实现计算、存储、网络资源灵活调用。华为同时还在边缘开源计算上持续发力,轻边缘领域则通过KubeEdge开源方式,基于容器化技术推动轻边缘底座的能力。重边缘领域,则和中国移动、中国联通、腾讯、九州云等公司一起发布了首个MEC边缘计算开源项目EdgeGallery,希望通过开源方式,构建边缘计算的开放应用生态。

3.4.2 运营商5G MEC转型领导者 – 中国联通

中国联通在国内三大运营商重,属于在5G MEC领域布局较为完善、体系最为成熟的运营商,也是国内首家全国商用上线的边缘云平台。截止2020年12月,中国联通已在全国开展300多个MEC商用工程,在“智能制造”、“智慧医疗”、“智慧交通”、“智慧园区”等领域开拓了中国商飞、三一重工、中国一汽、宝武钢、天津港、新疆电网、中日友好医院、文远知行、上海张江人工智能岛等多个商用项目,同时也和腾讯、阿里、百度、虎牙、抖音等推进的MEC试商用基地。

中国联通的MEC边缘云的架构建设分为5大模块,分别是支持边缘云资源分发的部署平台、支持边缘云业务生命周期管理的业务管理平台、支持运营和响应的业务运营平台、支持生态合作伙伴的应用开发者平台和边缘安全保障体系。

作为5G MEC入口掌控着的运营商,边缘计算领域作为转变“哑管道”的转型关键,中国联通如何实现CT服务到ICT融合服务能力的转型,是其面临的最大挑战。

3.4.3 公有云的边缘能力下沉实践者 - 阿里云

作为国内公有云的领导者,随着AWS等国际公有云玩家也推出了Wavelength、Snowball等边缘计算相关产品,阿里云也推出了两种形态的边缘产品,重边缘技术(Edge Node Service,ENS)和轻边缘技术OpenYurt。ENS基于CDN的布局进行建设,也规划基于运营商边缘节点和网络构建。而OpenYurt是基于Kubernetes 实现的开源IoT设备轻边缘底座,能够和阿里云实现轻边缘的应用下沉。

阿里边缘计算的思路,主要还是依赖公有云增强未来边缘计算场景和中心公有云的紧耦合,通过生态实现公有云在边缘云的延申。

3.4.4 中立的重边缘MEC技术创新者 - 九州云

九州云作为国内依托开源技术崛起的技术型厂商,在OpenStack 和Kubernetes 等开源云计算平台积累,近两年在5G边缘计算领域的持续发力,在MEC解决方案、边缘行业方案等领域,取得了一定的成绩,也成为中国联通、中国移动和中国电信在边缘领域的技术合作伙伴。

九州云的优势是其技术积累和中立性,在OpenStack社区、EdgeGallery社区、StarlingX等开源社区商,九州云拥有董事席位和技术委员会席位。九州云由于本身在硬件和5G核心网领域,因此在MEC解决方案的中立性和解耦性上对用户更加友好。

九州云边缘计算管理平台是基于5G网络和边缘计算的能力,构建在移动网络边缘基础设施之上的云平台,组成部分包括:Edge IaaS(边缘计算IaaS方案)、Edge CaaS(边缘计算CaaS方案)、Edge MEP (边缘计算平台)的能力。具备从中心运维管理功能,硬件加速管理功能,边缘节点配置、基础设施服务(Iaas)能力,虚拟化环境远程自动部署能力、容器编排能力,中心与边缘混合编排能力、应用服务统一管理能力,创建多种应用程序环境等能力。九州云也同时在智能场馆、边缘游戏、智慧交通等领域积累了响应的边缘应用能力和服务。

3.4.5 轻边缘技术厂商 - 航天云网


航天云网主要是涉及工业互联网行业厂商,因此其相关产品主要服务于工业领域,构建了基于INDICS+CMSS工业互联网公共服务平台。

航天云网的INDICS Edge工业一体机通过软硬结合的边缘智能一体机成为工业互联网平台下沉到工业现场的新趋势,从而出现利用边缘计算技术实现工业APP精准赋能的新模式。

航天云网的优势是其在工业领域的行业能力积累,通过轻边缘工业一体机的方式将工业数据采集、数据解析、协议转换等能力下沉。如何将轻边缘和5G重边缘等技术整合,对轻边缘厂商来说是个机会也是个挑战。

3.4.6 边缘视觉传感器领导者- 海康威视

海康威视作为国内智能安防领域的领导者,早在2016年就推出了基于深度学习的一系列智能安防产品。海康威视的技术主要结合摄像头本身具备的终端AI能力以及相应的计算后台,实现人脸抓拍、人脸比对、车辆结构化、客流统计、违章检测等智能监控能力。

随着5G建设的逐步完善和终端模组的成本降低,海康威视如果未来通过5G方式,和MEC重边缘技术结合,将能够实现更多和AI结合的业务形态和商业模式。

3.4.7 垂直行业VR解决方案典型厂商 – 亮风台

亮风台成立于2012年,是一家增强现实产品与服务提供商,产品主要包括AR云、AR通讯、AR终端组成的“云管端”一体化AR平台。

AR能力作为边缘计算的一个典型能力,在智能制造、⽴体防控、远程诊疗、远程诊疗等领域有着比较良好的应用前景。比如在工业领域通过使用AR 眼镜对设备进行智能巡检、点检,自动记录设备状态,提前预防及时维护,通过IoT传感器反馈的实时数据,在巡检过程中为工程人员提供数据支撑,第一视角同步现场情况,远程协作辅助,提高巡检效率与质量。

四、总结

我们通过针对边缘计算定义、技术、市场三个角度,对边缘计算的技术定位、产业现状和未来趋势进行了初步的盘点,随着5G的发展和深入,边缘计算作为区别于企业内网和互联网的新业务入口,我们也将对其发展持续保持关注。

五、参考资料

[1] Wikipedia,Edge Computing

https://en.wikipedia.org/wiki/Edge_computing 

[2] KEYNOTE: Mobile Computing Opportunities, Challenges and Technology Drivers, Speaker: Dr. Karim Arabi - Vice President, Engineering - Qualcomm, Inc. 

http://www2.dac.com/events/videoarchive.aspx?confid=170&filter=keynote&id=170-103--0&#video 

[3] Mobile-Edge Computing (MEC); Proof of Concept FrameworkETSI GS MEC-IEG 005 V1.1.1 (2015-08) 

https://www.etsi.org/deliver/etsi_gs/MEC-IEG/001_099/005/01.01.01_60/gs_MEC-IEG005v010101p.pdf 

[4] ETSI MEC 

https://www.etsi.org/technologies/multi-access-edge-computing 

[5] The Hype Cycle of Data Center Power and Cooling Technologies 2016 

https://www.linkedin.com/pulse/hype-cycle-data-center-power-cooling-technologies-2016-senjaya-halim/ 

[6] The Edge Will Eat The Cloud ,by Tom Bittman  |  March 6, 2017 

https://blogs.gartner.com/thomas_bittman/2017/03/06/the-edge-will-eat-the-cloud/ 

[7] Gartner Glossary对边缘计算的定义

https://www.gartner.com/en/information-technology/glossary/edge-computing 

[8] Mobile Edge Computing Will Be Critical For Internet-Of-Things Success, By Dan Bieler with Pascal Matzke, Paul Miller, Carmen Margarit-Stoica, Ian McPherson 

https://www.forrester.com/report/Mobile+Edge+Computing+Will+Be+Critical+For+InternetOfThings+Success/-/E-RES132019 

[9] Forrester和边缘相关的报告

https://www.forrester.com/search?tmtxt=Edge+Computing&Nty=1&Ntx=mode+MatchAll&access=0&Ntk=TitleSearch&sort=3&source=advanced&searchOption=0&N=0&dateRange=0&showAtoms=true 

[10] Realizing cellular IoT for industrial transformation

https://www.ericsson.com/en/reports-and-papers/white-papers/cellular-iot-in-the-5g-era 

[11] What Edge Computing Means for Infrastructure and Operations Leaders ,Gartner

https://www.gartner.com/smarterwithgartner/what-edge-computing-means-for-infrastructure-and-operations-leaders/ 

[12] Market research future ,Global Edge Computing Market

https://www.marketresearchfuture.com/reports/edge-computing-market-3239 

[13] Edge Computing Market by Component (Hardware, Platform, and Services), Application (Smart Cities, IIoT, Content Delivery, Remote Monitoring, AR and VR), Organization Size (SMEs and Large Enterprises), Vertical, and Region - Global Forecast to 2025 

https://www.marketsandmarkets.com/Market-Reports/edge-computing-market-133384090.html 

[14] 2019年中国传感器行业市场现状及发展趋势分析

http://www.qianjia.com/html/2019-06/04_339471.html 

[15] 国内35家传感器上市公司2019年财报对比分析:尽显“百花齐放”格局

https://ee.ofweek.com/2020-04/ART-12003-2806-30438000.html 

[16] 研华IPC-220/240紧凑型工业边缘计算机规格

https://advdownload.blob.core.windows.net/productfile/PIS/IPC-220/file/IPC-220_240_DS(100720)20201007160316.pdf 

[17] 《中国联通陈丹:聚焦MEC,七大布局助力数字化转型》

http://www.cww.net.cn/article?id=431061

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