国网信通 | 多站融合下的边缘计算服务解决方案

1  目标和概述  

互联网应用场景向“大带宽、低时延、大存储、高算力”不断延展，部分算力需求由云端迁移到边缘。当前，边缘计算产业已完成初期市场培育，但电信运营商与CDN服务商储备的通讯机房资源不足以满足5G基站建设、边缘业务发展等需求，运营商与CDN服务商受限于节点数量稀缺、单机柜配电量增加、站址内部空间不足、电力供应不稳定等问题。国网公司在产业所需的站址、电力等资源方面颇具优势，通过共建共享合作，可有效解决边缘计算行业普遍面临的发展瓶颈，建立良好的市场秩序，推动边缘计算产业发展。

“多站融合下的边缘计算服务”利用变电站富余的空间、电力、通信资源，融合建设以分布式数据中心为代表的算力基础设施，与传统集中式数据中心协同互补，构建“云边协同”数据资源服务体系。对内为公司内部涉及电力、信息通信产业企业提供数据存储服务；对外面向电信运营商、互联网企业、政府部门等提供5G机房+MEC站、CDN、边缘CDN、云游戏业务等方面的需求，推动城市5G业务、物联网业务场景落地，节约土地资源，推进跨界业务融合，服务数字城市建设。

2  解决方案介绍  

2.1 平台架构与解决方案

国网边缘算力涉及基础资源运营、多站融合、数据增值、综合能源等，业务类型复杂多元，需通过开发统一的管控平台实现对各类业务的全过程管理，国网边缘算力业务以构建统一的业务流程、统一的管理模式、多样的商业模式为核心思路，按照“示范引领、实用实效、迭代完善、逐步推广”的建设原则，拓展工作信息化管控。

通过平台建设，可以有效减少数据由手工录入带来的不一致性问题，增强数据的有效性和可靠性，同步降低基础资源业务数据维护成本，提升各类业务过程管理的效率；在管理上实现对基础资源台账、外部市场需求、合同签订情况、业务开展成效、典型经验交流等进行统计、分析和展示；运营上实现对各类业务的商务拓展工作流程在线管控，以信息化、可视化为手段，提升产品的整体运营水平及商务拓展效率，有效地支撑各地市公司商务拓展业务规范化管理。

对外逐步完善“国网算力”产品线，推动产业上下游企业共同打造优势互补、互利共赢的新生态，促进边缘计算产业有序、良性发展，为国家新基建战略实施和数字经济发展提供支撑。通过构建国网边缘计算生态体系，加强与电信运营商、互联网企业、第三方服务商合作，开展集成应用平台建设、AI图像边缘算法、文件边缘缓存与分发、边缘连接与预处理等研究，有效提升边缘服务能力。

（1）基础服务——云服务的能力突破

建设边缘计算数据中心站资源，形成初具规模的边缘站址机柜服务。基于分布式云平台在各省提供分钟级开通算力裸金属、算力云主机、负载均衡等算力服务，成功实现基础设施到云服务的能力突破。如图1所示。

图1 云服务架构

（2）从线下——线上运营突破

2021年可实现全国运营管理的业务线上统一分发、统一调度、统一管控、统一运维、统一计费、秒级开通、算力资源整合与管理，实现从线下运营管理到线上运营、运维、监控、SLA服务能力提升的突破。如图2所示。

图2 线上运营平台

通过管理系统可实现计算扩展至边缘端，建设边缘计算管理子系统和边缘一体化网络调度子系统、运营管理子系统、门户管理子系统、客户工单管理子系统、运维子系统、服务编排子系统等七大子系统。使边缘数据中心资源形成规模化运营，提升市场竞争力，推动国网公司边缘算力业务高质量发展。如图3所示。

图3 管理系统架构

2.2 业务和产品

2.2.1 业务体系  

依托电网输、变、配、用、调等各环节基础资源，面向电信运营商、电网上下游企业用户，提供基础资源共享服务。通过提供配套设备、施工、运维等服务增加存量资源附加价值，满足用户的差异化需求。

2.2.2 产品体系  

国网算力分别基于虚拟资源与物理资源形成产品，包括基础IDC业务、通信基础设施业务、边缘算力业务与云算力业务。对外形成基础资源共享、算力资源应用等产品，面向运营商、互联网、政府、垂直行业提供各类增值服务。

（1）基础IDC业务：由边缘机房、CDN机房、数据中心业务组成。指利用相应机房设施，以外包出租的方式为用户的服务器等互联网或其他网络的相关设备提供放置、代理维护、系统配置及管理服务，以及提供数据库系统或服务器等设备的出租及其存储空间的出租和其它应用服务。包括机位、机架、机房、主机托管与租赁等业务。

（2）通信基础设施业务：指依托电网站址资源，与电信运营商合作，投资或建设通信机房，包括汇聚机房与综合接入机房，协助电信运营商全面开展5G基础设施建设工作。

（3）边缘算力：包括边缘云与边缘分发业务。边缘云主要面向物联网各应用场景，如云游戏、视频云等；边缘分发业务主要利用边缘节点服务器组成的网络平台，为客户提供内容的分散存储和高速缓存服务，产品形态为CDN、PCDN、ECDN等。

（4）云算力：利用相关IT设备和资源，通过网络以随时获取、按需使用、随时扩展、协作共享等方式，提供云主机、云存储、互联网应用开发环境、互联网应用部署和运行管理等服务。根据业务内容可分为IaaS、PaaS、MSP多云管理等产品；根据客户行业可分为能源云、视频云、游戏云、教育云、电商云等。

图4 国网算力的业务体系

3  代表性及推广价值  

多站融合下的边缘计算服务作为国网公司在数字化产业的新探索、新尝试，在全球以及全国边缘计算产业中颇具代表性与创新性。解决方案以基础设施服务能力建设为基础，以实现联网运营+属地化运营为目标，构建了集基础设施、联网运营、产品应用与解决方案为一体的整体架构。

基于电网站址资源建设数据中心站是国内外首创的资源开发利用模式，通过统筹公司光缆、杆塔、沟道等设备及信息通信资源，运用数字技术为基础资源开放共享赋能，积极探索从瓦特到比特，从电力到算力的产业革新。

国网公司组织各级单位探索多站融合下的边缘计算技术研究与应用试点工作，秉持先试点、再推广的原则，通过对国网公司区域范围内进行初步站点调研，将市场需求与可用站址进行资源匹配后，选取19个省份进行先期试点工作，业务快速推广落地基础良好，并总结了可复制推广的技术标准与运营模式，试点验证可行。针对试点开展情况，2019年已完成百余座站点建设，2020年业务全面铺开，与27家省电网公司合作分别成立省思极科技公司，依托联网+属地运营模式，建设近千座数据中心站，并面向运营商开放部分杆塔沟道资源复用，全面推动国网边缘计算业务。

本方案可有效支撑消费互联网、产业互联网中运算密集型及实时型应用场景需求，通过采用一体化封装技术，实现多站融合边缘数据中心站的快速部署；同时借助基础资源统一运营平台，可实现全国万站级接入及统一管理。