MEC應用與承載網分析

劉光明 李果 張大偉

【摘要】? ? MEC邊緣計算是5G網絡中的重要技術部分和功能保障，也是業務快速發展的增長點，本文通過對MEC應用場景的分析，接入方式的介紹，重點分析MEC對承載網需求的分析。如何實現MEC功能的最大化，是業務實現的主要目的。承載網中的能力提升直接影響到MEC的業務開通與實現。因此分析兩者的關系是必要的。

【關鍵詞】? ? MEC? ? 承載網? ? 分析

一、MEC邊緣計算

MEC邊緣計算是將中心節點處理大型服務器分解，分散到邊緣節點處理，更接近用戶終端，加快數據的處理與傳送速度，減少延遲。MEC在靠近數據源的地方使用分析處理服務，提升效率，減少業務時延，增加對安全隱私的保護。

新基建的重點領域與MEC的價值與產業匹配度很高，其中邊緣計算是5G、AI的關鍵技術。隨著我國加快5G網絡、數據中心等新基礎建設進度。新基建的推進，必將加速邊緣計算產業的落地實踐。

1.1邊緣計算特性

1.低延時：計算能力下沉，將數據處理服務運行在靠近數據生產的源，省去了網絡延遲，及時地響應請求，提高時效性。2.低帶寬：由于數據在邊緣端處理，不需要傳輸到云端，或是預處理去除冗余數據后傳入云端，省去了大量數據的傳輸，極大緩解了中心云的帶寬壓力。3.數據安全：數據極短距離的傳輸，減少了數據暴露在網絡上的時間，降低數據泄露風險，保護終端產生數據的安全。

1.2 MEC+技術應用

MEC+5G：主要滿足uRLLC和mMTC的應用場景，例如：車聯網、無人駕駛、無人機等低時延敏感業務。

MEC+物聯網：邊緣計算在物聯網中應用的適合低時延、高帶寬、高可靠、海量連接、異構匯聚和本地安全隱私保護等特殊業務要求的場景。例如：工業機器人的集中控制、監控數據的實時處理和分析等。

MEC+大數據：邊緣計算把海量數據在邊緣側進行篩選、分析、處理，只把重要數據回傳至數據中心，緩解數據中心負荷，提高數據處理效率。例如：零售業、安防監控、交通運輸、醫療制造等。

二、MEC應用場景

MEC的應用場景主要包括以下業務：1.視頻業務：包括超高視頻、視頻監控、人臉識別功能。2.智能交通：邊緣計算讓智能交通更安全、更經濟。但在實際應用中存在復雜的設備環境、個性化的緩存計算能力、多種系統的多廠家設備互聯互通等現實問題。3.工業中的智能制造：提高制造設施的響應能力，提高網絡的可靠性，降低維護的成本。4.智慧城市和智能家居的應用：如智慧城市中智能交通的控制系統、車聯網，以及運輸和基礎設施管理。智能家居中的煙霧報警器等。目前我國運營商在邊緣計算中的平臺應用：中國移動持續打造“5G+E”網邊融合服務能力，推出自主研發的邊緣計算通用平臺OpenSigma，提供云網邊協同的一體化服務。中國電信以天翼云為資源優勢制定邊緣計算的發展策略。以天翼云為核心實施“2+4+31+X”戰略，包括建設2大數據中心，圍繞4大重點區域，全國31省云資源池，延伸X邊緣節點，將云資源優勢下沉。中國聯通以MEC邊緣云作為基礎，發展2B/2C 高價值業務的重要戰略，最大化發揮5G MEC 的商業應用價值，構建開放生態，賦能垂直行業，提供業務種類豐富且時延低的邊緣應用，構建“云、網、邊、端、業”一體化的5G MEC服務能力，為用戶提供真正的B/C端應用和能力。

三、邊緣計算接入方式

邊緣計算的接入方式有很多種，例如5G網絡接入、無線WIFI邊緣接入、有線網絡接入等。在目前實際的應用中，由于場景的需求，接入類型還是以5G和無線WIFi接入為主。從網絡整體對業務的支撐能力對比，兩中接入類型都滿足高可靠和低延遲的特性;但在實際應用場景上又各有不同。5G網絡建設成本高，但能夠提供廣域覆蓋，對于URLLC的業務（如自動駕駛、無人機等），只有5G網絡能夠更好地支持;無線WIFI建設成本低，適用于企業園區、區域內辦公場所，為終端提供無線接入服務。例如針對智慧家庭用戶、智慧辦公用戶等，可在有限區域內部署，在室外就則通過5G網絡上公網。邊緣節點的位置選擇，根據網絡運營商和設備供應商的發展定位不同而確定位置，主要原因是面對客戶需求與自身發展的鍥合度以及復雜場景造成。 1.政府企事業單位等認為，邊緣節點部署在本地機房內，比如智慧工廠/廠區、智慧港口、智慧物流園等，主要是為企業定制部署，造成早期部署方式更貼近指定用戶。2.邊緣服務器部署在市/區/縣，是網絡運營商的發展思路，這樣可實現廣服務、低成本，用于服務智慧城市、云游戲、自動駕駛等2C的用戶場景。一般把邊緣服務器部署在C-RAN機房內或者匯聚機房內。3.在實際應用中有一種部署方式，是將邊緣技術部署在終端中，此類部署方式要充分考慮到終端本身計算能力和功耗，因此對計算能力的要求不宜過高。終端設備先進行預處理數據，再將數據發送到邊緣計算中心進行深度處理。4.根據MEC設備性能參數及形態等關鍵要素，如部署在接入層或者業務匯聚層，針對設備所處的工作條件以及維護條件而言，此方面成為首要考慮因素，而對設備的性能要求會有所降低，設備宜采用小型集成類產品;如若部署在核心層中，設備部署的機房環境和維護均是高級別的，因此對MEC設備性能參數、ICT能力要求會提高，而對設備形態、能耗等方面則不會提出太多。目前運營商與廠家等對于不同位置的邊緣計算按照距中心云從近到遠劃分為三類。第一類是針對云游戲、自動駕駛等共享型業務，MEC邊緣計算服務器建議部署在市/區級的邊緣云上，第二類是面向工廠、港口、物流園區等的專享型邊緣云業務既可以搭建在客戶現場的邊緣數據中心之上，也可以依托于邊緣網關等更輕量級的設備來實現。第三類則是面對工業IT/OT邊緣計算，是對于以工業場景為代表的各類現場設備進行的升級改造。

四、承載需求分析

根據MEC實現的業務不同，MEC部署的位置也是不同的，同時對承載的要求也有區別。

例如實現車聯網業務時，MEC部署在邊緣計算中心，邊緣計算服務器設置在鄉鎮業務匯聚機房。IMT-2020（5G）推進組對URLLC和eMBB兩種業務場景分別定義了端到端時延為1ms和10ms。其中，低時延高可靠的URLLC業務對承載網時延要求為0.125ms，詳見下表1。

根據用戶終端的要求，業務實現時間要求小于1ms，因此在實現此類業務時，需要重點考慮兩大部分的時延，一是MEC設備自身的時延，另一方面是承載網絡的延時。而對于無線網時延不因組網結構而改變，故暫不考慮。

MEC時延：依據MEC設備的CPU處理器的能力配置和精度。進行計算，在車聯網業務中MEC的實現核心網功能，時延要求小于0.375ms。

承載網絡時延：包含光纖物理路由的時延與承載網設備的轉發時延。根據每套承載網設備轉發時延50μs計算，從用戶端至業務匯聚機房平均2臺承載設備，光纖接入距離平均值按照10KM計算。總共承載時延0.11ms。

對于端到端業務，承載網需要計算雙向數據路由的時延，因此在整體URLLC業務，最重要的是縮短業務承載距離，盡量對業務實現光纖直連，不通過承載設備建設增加時延，另一方面降低MEC的部署位置，將邊緣計算設備放置在更貼近終端用戶，提高MEC設備自身的計算處理能力，降低時延。從而實現業務的時延要求。

五、MEC商業模式

以目前MEC應用市場而言，各運營商、廠家等以設備、專線、專網等服務模式為主。

1. MEC設備服務?；趯＞W將基站、MEC設備、周邊配套組件打包部署于企業園區內，單獨滿足企業需要，數據不出園區，保障用戶數據安全，運營商以設備費加服務費的形式收取費用，這種模式運營商前期投資較少，用戶初期投入較大，適用于區域ICT業務。

2. MEC專線服務?；诠W將不同的MEC設備部署于匯聚機房，數據不出公網，為企業提供專線服務，通過收取專線服務費的方式收取費用，適用于公網范圍內的行業業務。

3. MEC專網服務。與買設備比較類似，同樣是基于專網將基站或室分設備、MEC設備、周邊配套組件打包部署于企業園區內，單獨滿足企業需要，數據不出園區，保障用戶數據安全，運營商以專網服務費的形式收取費用。這種模式運營商前期投資較大，用戶投入較小，投入適用于封閉環境的大型企業和園區。

六、結束語

目前，運營商基于移動網絡正在將MEC云端部署;采用專有硬件，異構網絡;多種格式，集成接入;開放平臺，共建生態的理念融入MEC部署解決方案。云計算廠家和ICT硬件廠家緊跟步伐。各方都要在MEC邊緣計算的領域占領腳跟。根據各運營商、廠家、各類私有云平臺的規劃部署會出現各類DC數據中心的建設，尤其是邊緣DC的建設，會帶動MEC邊緣計算服務器的廣泛部署。因此針對MEC邊緣計算與承載網分析是各個廠家/運營商必須要重視的。提高承載網網絡能力，按業務需求調整邊緣計算網絡結構是今后業務拓展的主要驅動力。在新基建的建設發展中，邊緣計算的應用配合，使新興行業蓬勃發展。

參? 考? 文? 獻

[1]工業互聯網產業聯盟.5G時代工業互聯網邊緣計算網絡白皮書[R].2020

[2]邊緣計算產業聯盟（ECC）與綠色計算產業聯盟（GCC）. 邊緣計算IT 基礎設施白皮書1.0 [R].2019

[3]邊緣計算產業聯盟（ECC）與網絡5.0 產業和技術創新聯盟（N5A）.運營商邊緣計算網絡技術白皮書[R].2020