多融合邊緣MEC 技術及部署策略

涂樂飛，黃 婧，向劍虹，王 剛，余勇志，郭永林

（中國電信股份有限公司重慶分公司，重慶 401121）

0 引言

無線移動通信一直在進行著技術變革，第五代移動通信技術（5G）帶來了全新網絡架構，將提供遠優于4G 網絡的超高峰值速率、超低的網絡傳輸時延和千億級的連接能力，網絡隨業務需求靈活建設，助力整個生態的萬物互聯。

每一代通信技術發展的同時都會帶來新技術的出現，4G 是為了移動互聯網而設計的通信技術，從網速、容量、穩定性方面相較之前的技術有了跳躍性的提升。5G 可以說是4G 時代的延伸，5G 再研究推進技術變革的同時將更注重用戶體驗，MEC 技術的提出將會使得網絡服務更貼近用戶，更靈活適應業務需求。

1 MEC 當前發展

移動邊緣計算（Mobile Edge Computing，MEC）的概念最早是在2013年提出，MEC 的基本思想是把云計算平臺從移動核心網絡內部遷移到移動接入網邊緣，實現計算及存儲資源的彈性利用。5G 僅依賴空口新技術來提升整體網絡能力是不夠的，需要將MEC 系統嵌入到5G 網絡之中，應用多種技術的融合是為了更好地減少移動業務的端到端時延，為行業用戶提供邊緣云計算能力，提升運營網絡自身的服務質量。

MEC 在架構上與5G 網絡相融合，在功能上5G 網絡支持業務智能化、跨層優化等相關的MEC 應用，并可以解決原有4G網絡中的計費、移動性、安全等問題。MEC 的服務器一般是具備較高計算能力，比較適于處理及分析大量數據。MEC 在部署時位置更靠近業務端，網絡邊緣就是離用戶或信息源非常鄰近，這樣的建設部署方式可以讓網絡響應用戶請求的時延大大減小，節省了帶寬。最后，位于網絡邊緣的MEC 能夠實時獲取例如基站ID、可用帶寬等網絡數據以及與用戶位置相關的信息，從而進行鏈路感知自適應，并且為基于位置的應用提供部署的可能性，可以極大地改善用戶的服務質量體驗。

2 MEC 應用場景探討

5G 通信網絡更加去中心化，需要在網絡邊緣部署小規模或者便攜式數據中心，進行終端請求的本地化處理，以滿足URLLC 和mMTC 的超低延時需求。MEC 的關鍵技術分為7大方面，具有網絡開放、能力開放、資源開放、管理開放、本地轉發、計費和安全、移動性的技術特點。

MEC 為通過在無線接入側部署通用服務器，為移動網邊緣提供IT 和云計算的能力，強調靠近用戶。MEC 使得傳統無線接入網具備了業務本地化和近距離部署的條件，從而提供了高帶寬、低時延的傳輸能力，同時業務面下沉形成本地化部署，可以有效降低對網絡回傳帶寬的要求和網絡負荷。

目前，MEC 的主要應用包括本地內容緩存、基于無線感知的業務優化處理、本地內容轉發、網絡能力開放等，主要是應用在時延敏感、實時性要求高、大數據量等場景，比如V2V、AR、企業、MCDN、室內、IoT 等，通過在基站側引入智能計算能力，運營商和網絡業務提供商的難題將有效緩解，業務體驗更有保障，同時無線資源的管理更加智能和優化，不同等級的服務都可以實現。

3 MEC 在5G 網絡的部署場景

5G 已經成為政府和國家戰略很重要的部分，5G 試商用的節奏越來越快。2019年6月6日，我國向三大運營商和光電頒發了5G 商用牌照，預示著5G 商用進程將進一步加快，為我國在5G時代引領全球打下扎實基礎。MEC 電信邊緣計算，為用戶提供5G 超低時延、超高可靠、大運算能力，但是如何在5G 網絡上利用數以萬計的邊緣機房構建具有業務的MEC 網絡是值得深入研究的問題。MEC 可以部署在用戶側邊緣也可以部署在5G 核心網的后端，從業務角度出發需要基于MEC 的業務應該是車聯網和工業互聯網等對低時延要求特別高的業務。MEC 在5G 的網絡結構圖，網絡用戶面下沉、分布式部署、靈活路由等角度很好地支持MEC，如圖1所示。

圖1 MEC在5G的網絡結構圖

運營商的MEC 建設包括：邊緣機房的云化改造，為邊緣云搭建基礎網絡和硬件設施，還有邊緣云平臺的日常運維成本等，所以MEC 建設必須做到使用率最大化才能抵銷MEC 建設和運維成本。使用MEC 平臺的業務主要的領域是在CLOUD VR、車聯網、工業物聯網等，這些業務對MEC 的要求和能力都是不一樣的。Cloud vr 對時延的要求，起步階段≤20 ms，舒適體驗階段≤15 ms，理想體驗階段≤8 ms。車聯網業務最基本的端到端的要求是在低時延、高可靠，在時延的要求上，輔助駕駛的要求是20-100 ms，自動駕駛或是遠程駕駛要求時延低至3-5 ms，甚至是1 ms。工業物聯網在滿足工業系統的自主檢測、控制、執行的端到端時延要求在10 ms 左右。這三大業務場景除了時延有差距外，在運算能力和規模部署上也是不一樣的，cloud vr 對MEC 的運算能力相對較低、可以部署在人口密集使用的地方，車聯網和工業物聯網對MEC 的運算能力要求則較高，車是移動的則要求MEC 要密集型部署，工業物聯網的MEC 可以在工業園區獨立進行部署。

針對不同的業務場景，如何做到快速有效的部署支撐市場前端業務發展，本文提出MEC 應該要具備支持分布式計算與存儲、實現分布式資源的動態調度與統一管理、支撐分布式、具備分布式安全等能力，同時具備OT 與ICT 的融合。向下能夠兼容各類終端的業務請求，向上能夠根據不同的業務場景提供不同的API接口規范實現業務快速部署。運營商應該要建立統一的MEC 管理平臺能夠對各分散節點的MEC 進行分權分域實施統一維護、達到業務統一快速部署、減少維護成本、快速處理故障的目標。

4 結束語

本文介紹了多融合邊緣MEC 技術，通過對5G 三大業務對MEC 的要求進行了分析，并結合業務特性提出了MEC 需要具備的能力和部署方案。運營商通過MEC 的能力開放，向第三方應用及服務開放邊緣網絡能力，從而放大電信運營商網絡價值，使能創新的應用、服務與商業模式。