6.1 网络能力要求
边缘计算在接近数据源的网络边缘提供计算、存储、网络能力，需要整合现场大量的网络接入设备。同时由于网络边缘的计算等资源受限，其往往只能对数据进行初步的处理分析，进一步的大规模数据分析则需要传输到云端进行处理，实现边云融合。在现场网络环境复杂、需要实现云边协同的背景要求下，网络能力成为边缘计算的关键能力之一。
边缘计算的部署位置既可以是通信运营商的地市级机房，也可以是用户的生产现场，因此在带宽、时延等方面对多域的网络提出新的需求和挑战。考虑到边缘节点与云数据中心的互联，边缘网络应包括接入网络、现场边缘网络和传输承载网络。本节将从这三方面入手，介绍边缘计算对网络能力的要求。
6.1.1 接入网络
面对边缘计算的多种应用场景，边缘计算网络应能支持移动接入和固网接入的融合接入，为不同行业应用提供满足带宽、时延需求的网络接入方式。
移动接入充分利用移动网络的灵活性、可扩展性、易于部署等优势，在距离用户最近的位置就近提供边缘网络接入服务，能够克服特定场景下固网对场地的限制。固网接入能够将边缘节点和固网设备部署在一起，将计算能力遍布在云、边、端的各个环境中，实现业务的本地化处理，降低业务响应时延，同时减小传往核心网的流量规模，缩减带宽成本消耗。固移融合的接入方式能够丰富边缘计算的网络接入方式，满足众多边缘计算场景对移动接入和固网接入的需求。
边缘计算对固移融合接入的主要网络要求体现在业务接入、异常切换、云边协同等方面。在业务接入方面，需要支持同一个业务在移动网络和固网下的同时接入，实现同一业务的数据同步，并对不同网络接入的协同性、实时性、稳定性提出新的需求。在异常切换方面，需要在业务发生故障时快速实现网络切换，避免使用异常边缘节点进行业务处理。在云边协同方面，需要实现边缘计算平台与云计算平台资源的协同，提供边缘云和中心云之间的资源、安全、应用、业务及地域等多方面的协同。
6.1.2 现场边缘网络
边缘计算通过在接近生产现场的位置布置计算资源，完成时延敏感的数据采集、业务控制、大带宽数据存储等功能。现场边缘网络属于在生产现场部署的边缘计算技术体系，能够在生产现场为业务提供智能化的网络接入服务及大带宽、低时延的网络承载服务。一般在现场边缘计算中，生产业务、生产数据等大都在本地运行处理，涉及外网的业务较少。
当前制造企业的网络多采用多层级的部署方式，从上到下划分为企业办公网络、生产管理网络、过程控制网络及数据采集网络。各层级网络使用不同的网络协议，通过网关等设备实现层级间的互通。企业办公网络通常运行邮件系统、ERP 系统等企业管理软件，生产管理网络主要用于交换生产调度和执行信息。这两种网络通信主要使用现有TCP/IP 网络协议承载，主要关注的性能指标是网络带宽，对网络实时性及可靠性的需求并不是特别高。因此现场边缘网络需求主要关注过程控制网络和数据采集网络。
过程控制网络主要为工业生产控制系统提供网络基础设施服务。这部分是边缘计算的主要执行层，对网络的可靠性、实时性、准确性提出了较高的要求，一般采用工业互联网及现场总线协议建设。常见的工业控制系统包括分布式控制系统（DCS）、可编程逻辑控制器（PLC）、分布式数控系统（DNC）等。工业互联网通常提供实时业务通道和非实时业务通道。实时业务通道针对实时性要求较高的业务传输控制指令等，非实时业务通道针对实时性要求较低的业务传输配置指令等。
数据采集网络主要用来采集生产现场数据，对网络的实时性和可靠性有非常高的要求，同时对带宽的要求也在逐步提升。其一般使用现场总线协议、无线传感器网络、工业互联网等网络协议构建网络。数据采集网络由于是异构网络，通常需要使用网关实现与标准以太网的互联。
现场边缘计算对网络的要求主要包括以下三点。
① 异构网络接入
为满足生产需求，现场使用的设备可能多种多样。现场边缘网络需要支持多种类的设备接口及网关设备，为现场设备提供通畅的网络接入服务。
② 时延及带宽
工业生产控制系统对时延的要求非常严格。对于某些关键应用，极小的时延都可能会引起很严重的后果。工业生产控制系统对时延的要求通常在ms 级别，关键系统的时延要求在1ms 级别，其他工业生产控制系统的时延要求通常在10～100ms 级别。在带宽方面，随着机器视觉等技术的发展，对高清图像、视频的传输存在带宽要求，通常在100mbps以上。对于一般数据采集，通常带宽要求在100kbps 以上。
③ 可靠性
数据的可靠性对工业等场景非常重要。根据不同业务的要求，数据的丢包率应控制在10-6～10-9之间。
6.1.3 传输承载网
国内通信运营商启动了面向未来可运营的新一代网络架构的研究，正在进行传输承载网架构重构。传统网络架构正在向IT 网络架构靠拢，并逐渐向轻资产转型。
由于IPRAN（IP Radio Access Network）、本地CE（Customer Edge）网等网络的建设、管理和维护分属不同专业、不同部门，造成现有传输承载网结构较为复杂，存在多网并行的情况。具体表现为，移动回传业务接入的层级较多，存在多跳转接、跨域复杂互通、投资浪费等问题，承载效率低下。通过对单个4G/5G 用户流量流向的分析，可以发现，单条业务达到了10跳，其中IPRAN（AS3）3跳、本地CE 网（AS2）2跳、B 网（AS1）3跳、省会CE 网（AS4）2跳，并且经过了4个自治域（AS，Autonomous System，也称自治系统），包括AS3、AS2、AS1、AS4，这造成大量背靠背端口资源的浪费，如图6-1所示。
图6-1 单个4G/5G 用户流量流向的分析
近年来，国内通信运营商提出了适应本地网络稳定、长期发展演进的传输承载网本地基础网络架构，在保证网络适度安全的基础上提高了投资效率、提升了竞争能力。
本地基础网络架构全面梳理了本地网内各类网络的组网模式，明确了城域网BRAS（Broadband Remote Access Server，宽带接入服务器）/SR（Service Router，全业务路由器），以及承载网一级汇聚节点等应部署在汇聚机房，OLT（Optical Line Terminal，光线路终端）和BBU 集中点原则上应围绕综合业务接入点进行建设，强调了光缆建设、系统建设、设备布局应围绕架构节点的建设思路，并且通过多专业协同大力推广RRU（Remote Radio Unit，射频拉远单元）级联拉远模式以节约投资。
本地基础网络架构的提出在业界获得了强烈的反响，国内通信运营商都在向基础网络架构靠拢。基础网络架构在满足业务快速接入的前提下保证了网络的稳定性，架构形成后可以较好地兼容5G 网络部署和DC 化布局。根据网络DC 化布局目标，通信行业云平台预计会采用三级架构，即区域DC、本地DC 和边缘DC，其中边缘DC 的定位和汇聚机房的定位完全契合。条件较好的综合业务接入点可以作为5G CU 下沉机房使用。