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5G帶動邊緣運算需求 可望掀起微型資料中心熱潮

隨著5G商機,物聯網及邊緣運算需求急速攀升,可望帶動微型資料中心商機;MarketsandMarkets預測,全球微型數據中心市場將從2015年17億美元增至2020年63億美元,其間複合年增長率近三成。Oper8

任誰都不會否認,隨著行動裝置的高度普及,及人們與網路服務的黏著度持續攀升,多數人對網路服務回應速度的要求愈來愈嚴苛,容忍度也愈來愈低,著眼於此,國際電信聯盟(ITU-R)將低延遲、高容量、良好使用者體驗等三大特性,列為5G服務需求標準。以其中最受人矚目的低延遲特點來看,要求無線端的延遲時間為1毫秒,至於點對點傳輸的延遲時間則是5~10毫秒。

不論是1毫秒或5~10毫秒標準,顯然都不是現今4G架構所能達成的,只因目前所有網路封包皆須經過後端骨幹網路(Backhaul)、電信核心網路(Evolved Packet Core;EPC),傳輸流程略顯繁瑣,故而呈現在以秒為單位的高延遲狀態。因此電信營運商為了達到未來5G服務需求標準,別無他法,勢必得重整其Backhaul與EPC,從而衍生幾個極為重要的新關鍵字,一是「Cloud RAN」,藉由雲端集中處理與轉發大量基地台訊號,並利用現有工業標準伺服器執行網路功能,實現低成本部署、達到負載平衡,簡化網路配置。

MEC邊緣運算,使服務延遲縮短為毫秒級

另一是「多接取邊緣運算」(Multi-access Edge Computing;MEC),為一種與行動核心網路整合的邊緣運算技術,儘管它帶有分散式基地台的架構意涵,看似與Cloud RAN的集中式架構站在對立面,但有趣的是,歷經近年技術演進,MEC已經能與Cloud RAN共存互補,不僅可適時卸載Cloud RAN運算負荷,更可憑藉臨近基地台的優勢條件,得以實現1毫秒、5~10毫秒等不同狀態下的低延遲目標;換句話說,有了MEC邊緣運算平台,可望加速催生眾多需要極低延遲的應用服務,比方說虛擬實境(VR)、擴增實境(AR)、自駕車或無人機等等應用場景。

事實上,因應部署需求的差異,MEC運算平台可被佈建於不同位置,例如Radio Node、Aggregation Point甚至是Core Network;其中部署於基地台端,算是比較常見的情況,當消費大眾存取網路服務時,基地台一旦收到終端行動裝置的訊號,便可由MEC先針對這個封包進行預判,看看最終消費者想要使用的服務,是否能直接由MEC運算平台提供,若不行,才經過後端骨幹網路、電信核心網路來存取雲端服務。

無論消費者想要的服務,是否在基地台近端實現,都足以彰顯MEC的存在價值,因為它具備流量卸載的能力,一來能為消費者提供更迅捷的回應速度,二來也有助於減少將服務封包後送的機率,連帶節省大量頻寬耗用,進而帶動整體網路建置成本的下降。

深究多接取邊緣運算這個名稱的由來,與歐洲電信標準協會(ETSI)息息相關。該協會的網路功能虛擬化標準工作組(NFV ISG)致力推動電信網路當中網路功能的虛擬化,於是提出一個能夠彈性佈建軟硬體與開放性標準介面的NFV架構;基於此一NFV架構,ETSI再接再厲成立行動邊緣運算技術標準工作組(MEC ISG),該工作組的工作重點,在於讓內容服務或應用服務供應商能夠透過行動網路邊緣之處,就近享有雲端運算能力。值得一提的,檢視MEC ISG成立初期的「MEC」原意是「Mobile Edge Computing」,後來係因ETSI基於擴大終端裝置的服務範疇考量,才決定將「行動邊緣運算」更名為「多接取邊緣運算」,惟前後的英文簡稱都是MEC。

微型資料中心,標榜快速部署、彈性安裝

迄至目前,ETSI陸續發佈十多個以上的PoC案例,含括視訊分析、健康醫療或企業服務等不同類型的應用情境,意在驗證MEC架構可行性,其中不乏來自台灣的案例。2017年中旬遠傳電信與工研院合作啟動「5G Intelligent Mobile Edge Computing平台技術」的研發,期以催生5G網路邊緣雲端商務平台方案,利用此平台介接遠傳電信的核心網路,將各種應用服務動態轉移到行動網路用戶的近端,使用戶不需久等雲端伺服器的回應,將服務延遲降到最低,營造更好的使用者體驗。

知名研究機構IDC曾指出,邊緣運算是由微型資料中心組成的「網狀網路」,用戶把機敏資料儲存在本地端,再把所有接收到或者處理過的資料,傳遞到主要資料中心或雲端儲存媒體;邊緣運算與雲端運算的概念頗為近似,基本上可以將邊緣運算視為網路應用技術的新型態延伸。

由於邊緣運算發生在鄰近資料來源所在地的區域網路內,因此可以座落在一台大型運算設備,或是多個中型或小型運算設備的集合體,這些設備可能是個人行動裝置(手機或穿戴式裝置)、物聯網裝置,或其他諸如攝影機、閘道器等終端電子設備。因應這個運算環境的成形,使得屹立逾半世紀的傳統大型資料中心出現變化,縱然它長期肩負運算與聯網重任的角色不會消失,但會衍生新的小分身「微型資料中心」。業者預期,隨著未來5G MEC急速發展,勢必需要更多運算能力、更大儲存空間,值此時刻,微型資料中心可望趁勢崛起,成為市場關注的焦點。

一般來說,微型資料中心可以被部署在既有無線網路的重要節點,也很適合佈建於電信塔的基底,數量可能非常多,雖然在運作規模上無法與傳統資料中心相比,但在安全、效能等方面的要求,仍須比照傳統資料中心等級。現今有愈來愈多業者開始對微型資料中心有所著墨,譬如研華推出Packetarium XLc盒式微型資料中心,箇中配置288個Intel Xeon核心、大型邊緣雲端儲存容量,同時搭載Wind River Titanium Cloud進行服務卸載與頻寬管理,另結合了網路邊緣的低延遲應用程式處理功能。

至於在UPS領域頗負盛名的伊頓,也看好微型資料中心商機,於去年推出整合UPS、配電裝置、空調、監控與佈線系統等眾多功能的一體機櫃,標榜快速部署、彈性安裝之特性;據了解,包括VERTIV、施耐德電機APC、台達電等同業,皆已提供類似的微型資料中心方案。

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