使用 AWS Wavelength 实现 5G 边缘计算 - 超低延迟应用程序的设计
解析通过 Wavelength 在 5G 边缘执行应用程序、Wavelength Zone 的设计和用例。
Wavelength 概述
Wavelength 是在 Verizon、KDDI、Vodafone 等主要电信运营商的 5G 网络内部署 AWS 计算资源的服务。来自 5G 设备的流量在电信运营商网络内处理，不经过互联网，因此实现单毫秒级延迟。适用于 AR/VR、游戏流媒体、实时推理等需要超低延迟的应用程序。
Wavelength Zone 与架构
Wavelength Zone 是设置在电信运营商数据中心内的 AWS 基础设施，延迟在 10 毫秒以下（通常 2 至 5 毫秒），可使用 EC2、EBS 和 VPC 子网。在现有 VPC 中添加 Wavelength Zone 的子网，在 VPC 内连接 5G 边缘资源和区域资源（RDS、S3）。来自 5G 设备的请求在 Wavelength Zone 的 EC2 上处理，数据持久化到区域的 DynamoDB 或 S3 的架构是常见模式。在日本，可以通过 KDDI 的 5G 网络使用东京和大阪的 Wavelength Zone。
应用程序设计模式
在 Wavelength Zone 放置对延迟敏感的处理（实时推理、游戏服务器、视频处理），后端数据存储和管理功能放在父区域的分离架构是基本模式。Wavelength Zone 的 EC2 实例通过运营商网关与 5G 设备通信，通过 VPC 内路由访问父区域的服务。可以将 ECS 或 EKS 的任务/Pod 放置在 Wavelength Zone 的子网中，运营基于容器的边缘应用程序。通过 Auto Scaling 应对 5G 流量的变动，自动调整高峰时的容量。在边缘进行推理时，将 SageMaker 的模型部署到 EC2，以毫秒级处理来自 5G 设备的推理请求。
Wavelength 的定价与限制
Wavelength Zone 的 EC2 实例采用与父区域相同的定价体系，但可用的实例类型有限。通过运营商网关的数据传输适用电信运营商的数据传输费率，与区域的互联网数据传输费率不同。Wavelength Zone 与父区域间的数据传输费率与 AZ 间传输相同（约 0.01 美元/GB）（截至 2026 年 8 月）。可用的电信运营商和位置有限，需要事先确认目标用户的地理分布和电信运营商的覆盖范围。Wavelength Zone 中可用的 AWS 服务仅限于 EC2、EBS、VPC、ECS、EKS、IAM、CloudWatch 等，RDS 和 S3 使用父区域的服务。
超低延迟发挥作用的用例
Wavelength 是在电信运营商的网络内部署 AWS 环境，使移动终端能够以极短的延迟到达的机制。这一特性发挥作用的，是哪怕微小的延迟也会损害体验的用途。代表性的例子包括 AR 和 VR 等沉浸式应用程序、对战类游戏、实时分析视频的处理、自动驾驶和网联汽车的控制，以及实时监视和控制工厂设备的 IoT。这些用途如果让数据往返于远处的数据中心，就无法满足要求。通过在终端附近进行处理，可以实现要求即时响应的应用程序。
架构的设计
使用 Wavelength 的设计，要点在于区分哪些处理放在终端附近的边缘，哪些处理放在普通区域。基本的分工是：要求低延迟的即时处理放在边缘，大规模的数据积累、批量分析和管理功能放在区域一侧。通过网络将边缘与区域连接起来协同工作，并汇总在边缘处理的结果。不是将所有内容都放在边缘，而是只精选对延迟敏感的部分进行部署，这样就能充分利用边缘有限的资源。关键在于按延迟要求分解应用程序，并部署到合适位置的设计。
与其他边缘选择的比较
AWS 提供多种在边缘进行处理的选择，需要根据要求区分使用。Wavelength 专门针对来自移动线路的超低延迟。如果在特定的都市圈需要接近区域的性能，适合使用 Local Zones。如果想在自己的据点放置 AWS 环境，Outposts 可以作为选项。如果只是想加快静态内容的分发，CloudFront 就足够了。根据是必须面向移动终端的超低延迟，还是以地理上的接近为目的，抑或是需要在本地部署，最佳的手段会有所不同。重要的是先明确想要解决什么，再进行选择。
限制与运维上的注意事项
Wavelength 是特殊的环境，因此需要在理解若干限制的基础上使用。边缘可用的 AWS 服务比普通区域少，因此放在边缘的处理要用必要的最少功能构成。可用的范围取决于对应的电信运营商的网络和覆盖地区，因此要确认目标用户的所在地与服务覆盖地区是否一致。边缘的资源存在物理上限，因此要有计划地管理容量。以这些限制为前提，设计组合边缘与区域的现实配置，是使用 Wavelength 时的要领。
总结
Wavelength 的引入判断标准是应用程序的延迟要求是否在 10 毫秒以下。如果普通区域 20 至 50 毫秒的延迟可以接受，Wavelength 的成本和运维复杂性不划算。引入时建议仅将对延迟敏感的处理放在边缘，数据持久化和分析在区域进行的分离架构。由于对应运营商和区域有限，需事先确认可用位置。
参考资料（AWS 官方）
本页的第一手信息来源是 AWS 官方网站及官方文档。最新的规格与价格请以下列官方页面为准。
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