基于超邊緣計(jì)算的智能安全實(shí)時(shí)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)
引言
該測試床基于中國移動主導(dǎo)的面向垂直行業(yè)現(xiàn)場智能接入的“超邊緣計(jì)算”技術(shù)體系，引進(jìn)確定性時(shí)延網(wǎng)絡(luò)（如TSN），人工智能及網(wǎng)絡(luò)功能虛擬化等技術(shù)，構(gòu)建智能，安全的實(shí)時(shí)性工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)端到端解決方案。
一、關(guān)鍵詞
超邊緣計(jì)算 確定性時(shí)延 人工智能
二、測試床項(xiàng)目概述
本測試床建立在超邊緣計(jì)算技術(shù)架構(gòu)上，基于網(wǎng)絡(luò)虛擬化技術(shù)實(shí)現(xiàn)高靈活度及隔離度的應(yīng)用部署能力，并采用網(wǎng)絡(luò)實(shí)時(shí)傳輸技術(shù)（如TSN等）提供確定性時(shí)延承載。目標(biāo)是提供智能，實(shí)時(shí)，安全且質(zhì)量可保證的垂直行業(yè)現(xiàn)場邊緣計(jì)算業(yè)務(wù)及網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。
三、測試床項(xiàng)目解決方案
1. 解決方案架構(gòu)
超邊緣計(jì)算是中國移動針對工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)垂直行業(yè)現(xiàn)場業(yè)務(wù)部署設(shè)計(jì)的一套端到端體系架構(gòu)。該技術(shù)架構(gòu)利用邊緣計(jì)算的能力在用戶側(cè)提供高效實(shí)時(shí)的業(yè)務(wù)處理能力，并通過現(xiàn)場確定性時(shí)延網(wǎng)絡(luò)的承載，以及邊云協(xié)同的能力提供給用戶更低時(shí)延、高可靠和高安全性的服務(wù)體驗(yàn)。不同于傳統(tǒng)的邊緣計(jì)算，超邊緣計(jì)算更強(qiáng)調(diào)計(jì)算、存儲和網(wǎng)絡(luò)連接能力均聚焦與各垂直行業(yè)的末端接入節(jié)點(diǎn)，同時(shí)利用網(wǎng)絡(luò)切片的能力，為垂直行業(yè)提供可定制化的服務(wù)質(zhì)量保證。實(shí)現(xiàn)可靠網(wǎng)絡(luò)連接向垂直行業(yè)的進(jìn)一步延伸。
超邊緣計(jì)算體系架構(gòu)如圖1所示，包含四個層級：云平臺層、接口層、執(zhí)行層和現(xiàn)場層。
圖1 超邊緣計(jì)算體系架構(gòu)
云平臺層是超邊緣計(jì)算云服務(wù)平臺，包含了管理服務(wù)，運(yùn)營服務(wù)和行業(yè)服務(wù)。管理服務(wù)實(shí)現(xiàn)對超邊緣計(jì)算分布式平臺的網(wǎng)元級管理、虛擬化資源的管理和編排以及業(yè)務(wù)部署；運(yùn)營服務(wù)實(shí)現(xiàn)各行業(yè)合作伙伴的管理，應(yīng)用的審核和發(fā)布等；行業(yè)服務(wù)則通過引入成熟行業(yè)云平臺，提供與超邊緣計(jì)算分布式平臺協(xié)作的大數(shù)據(jù)分析、人工智能訓(xùn)練等計(jì)算密集型云業(yè)務(wù)。
接口層承載云平臺對分布式平臺的管理以及業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)接口。
執(zhí)行層是超邊緣計(jì)算分布式平臺，具備多生態(tài)承載實(shí)現(xiàn)多元化行業(yè)應(yīng)用在通用硬件上的部署的能力；采用虛擬化技術(shù)實(shí)現(xiàn)資源隔離保證，跨芯片平臺及運(yùn)行環(huán)境的邊緣應(yīng)用部署以及動態(tài)加載；具備API開放層提供多樣化用戶側(cè)接入能力。
現(xiàn)場層包含各種終端設(shè)備、現(xiàn)場生產(chǎn)控制設(shè)備以及傳感器等。現(xiàn)場層的設(shè)備可以經(jīng)由實(shí)時(shí)性網(wǎng)絡(luò)連接，也可以經(jīng)由傳統(tǒng)的以太網(wǎng)/工廠總線等方式與執(zhí)行層設(shè)備連接。
2. 測試床預(yù)期效果
本測試床將部分業(yè)務(wù)部署在垂直行業(yè)現(xiàn)場，提高本地設(shè)備的智能性，實(shí)時(shí)性，同時(shí)可以保障數(shù)據(jù)不被竊取從而提高安全性。部分業(yè)務(wù)可以基于實(shí)時(shí)性網(wǎng)絡(luò)（如TSN等），以確保網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)臅r(shí)延。
圖2 測試床的場景和模塊
測試床基于超邊緣計(jì)算架構(gòu)的各層級分別設(shè)計(jì)應(yīng)用場景，建立智能、安全的實(shí)時(shí)性工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)端到端解決方案。測試床的應(yīng)用場景如圖2，包含了本地圖像和視頻識別、遠(yuǎn)程部署和配置、協(xié)議轉(zhuǎn)換、確定性時(shí)延網(wǎng)絡(luò)等四個場景，以及數(shù)據(jù)清洗和脫敏等模塊。
四、測試床當(dāng)前情況
1. 測試床當(dāng)前建設(shè)情況
測試床目前已經(jīng)完成以下原型系統(tǒng)的設(shè)計(jì)：
基于分布式人工智能的本地人臉識別系統(tǒng)。
TSN部分協(xié)議如 IEEE 802.1Qbv，IEEE 802.1Qci，IEEE 1588 V2的原型系統(tǒng)。
五、測試床合作伙伴組成及各自提供組件描述
測試床合作伙伴以及分工如下：
| 參與單位 | 分工 |
| 中國移動 | 1. 超邊緣計(jì)算需求分析和架構(gòu)平臺設(shè)計(jì)2. 應(yīng)用場景設(shè)計(jì)和分析 |
| 恩智浦半導(dǎo)體 | 1. 超邊緣計(jì)算平臺實(shí)現(xiàn)2. 應(yīng)用場景測試 |
| 沈陽自動化研究所 | 1. 應(yīng)用場景設(shè)計(jì)和分析2. 工業(yè)設(shè)備提供 |
| 北京工業(yè)大學(xué) 北京未來網(wǎng)絡(luò)高精尖中心 | 1. 應(yīng)用場景設(shè)計(jì)和分析 |
聲明
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