MEC无线网络能力,挖掘5G价值

MEC(Multi-access Edge Computing)边缘云平台,通过与运营商网络结合,提供一种新的网络架构,利用无线接入网络就近提供电信用户所需的IT服务和云端计算功能,从而创造出一个具备高性能、低延迟与高带宽的电信级服务环境,让消费者能够享有高质量的业务体验。

可以简单用下面的等式来描述MEC:MEC=(连接+计算)x能力

-连接:解决多接入的问题,用户不管通过4G网络、5G网络还是固网接入,都能访问部署在边缘的同一业务,获得相同的用户感知。

-计算:提供边缘部署业务所需的算力资源,包括CPU通用计算能力,也包括通过GPU、FPGA等提供的异构加速计算能力。同时,更为重要的是,算力可以按照业务所需进行灵活调度。

-能力:提供边缘云资源能力、无线网络能力、业务使能能力等,为边缘应用的本地计算处理提供各种便利。

“连接+计算”是MEC的基础,提供MEC的支撑平台。而网络能力则为挖掘业务“第一跳”价值,提供差异化、高增值的服务提供保障,从而使MEC不仅仅作为边缘计算基础设施,更是运营商服务行业的平台以及网络核心资产增值的利器。

MEC能力平台框架

MEC将传统电信蜂窝网络与互联网业务进行深度融合,旨在减少用户业务交互的端到端时延,同时通过发掘无线网络的内在能力,更好地提升用户业务体验。从MEC的完整解决方案考虑,MEC既需要通信网络能力(CT能力)支撑,也需要云计算能力(IT能力),是ICT技术融合的最佳结合点。

总体上,MEC基本架构可以划分为四层,如图1所示。

MEC无线网络能力,挖掘5G价值

第一层为基础设施层,包括各种类型的服务器,如以计算能力为主的计算型服务器、存储为主的存储型服务器以及硬件加速卡之类,满足AI推理、图形图像渲染、网络高速转发等需求。

第二层为虚拟化层,为上层各种能力服务以及APP应用提供虚拟化平台资源及管理,包括虚机和容器两种类型,满足不同应用共享统一的基础设施。

第三层为网络及业务能力层,网络能力包括本地分流,以及NAT、虚拟防火墙VFW、DNS、业务负载均衡LB等组网基本服务能力,同时还提供无线网络信息服务RNIS、带宽管理、业务路由规则、无线室内定位等服务。这些服务通过网络能力开放框架,以API接口方式来提供。边缘服务能力层采用微服务化框架设计,随着后续业务需求的变化,可以引入新的能力,如AI能力、大数据能力等来丰富完善MEC的能力层。

第四层为部署在边缘位置的各种应用,如视频监控、AR/VR视频、园区等各种应用APP。

无线网络能力

对于运营商而言,需要考虑MEC怎么能够发挥移动通信网络优势,以CT能力作为抓手,提供ICT融合的统一MEC平台为最终目标。MEC可提供CT特有的无线网络能力,如本地分流、NAT/ VFW/DNS/LB、无线室内定位等。

-本地分流能力本地分流能力是MEC的核心能力。对于本地计算或企业园区之类的应用场景,首先需要解决业务数据流如何灵活高效地进行本地卸载、就近接入的问题。根据不同组网条件,可选的方案有面向4G网络的TOF+方案、CUPS方案。面向5G的UPF方案,可以采用LADN(Local Area Data Network)、上行分类器UL CL(Uplink Classifier)分流或基于IPv6的Multi-homing分流。

中兴通讯提供4G/5G融合的MEC本地分流解决方案,在同一平台上,把上述分流功能作为MEC平台上的服务插件,通过灵活的plug-in方式,支持4G、5G NSA、5G SA各种组网条件下的本地分流。

-NAT/VFW/DNS/LB业务数据流量通过本地分流卸载后,走隧道方式到MEP平台,MEP平台提供NAT地址转换、虚拟防火墙VFW、域名服务DNS、负载均衡LB,完成业务数据流从运营商网络分发到各个APP应用。

-无线室内定位MEC通过融合室内基站、蓝牙BT等多种定位技术,提供3~5m的室内定位能力,同时还可以通过基于MEC的物联网管理平台与地磁、消防喷头、火灾报警器等无线传感器等进行联动管理。这种室内定位能力,可以通过API方式开放给第三方应用及商场大数据平台,为用户提供室内导航、智能停车等业务应用,从而在现有通信能力的网络基础上叠加提供位置服务能力。

中兴通讯基于室内覆盖的QCell设备,外加MEC定位服务,已经和应用合作伙伴进行了智慧商场、智慧楼宇、智慧园区等多个项目的合作。

-Traffic RuleMEC平台需要提供业务规则管理配置等功能,边缘应用可以通过相关的业务规则配置接口,动态改变本地分流策略,实现按域名、IP五元组、用户、基站位置等多种方式来对本地业务进行灵活控制。

-DPI/TCP优化这类功能以优化网络性能以及提升用户QoE为主要目标。基于MEC的DPI功能通过在MEC平台实现深度报文识别,把识别结果通过随路报文通知基站,基站按照设定的策略实现对特定业务类型的差异化调度算法保障,从而获得更好的业务体验。

基于MEC的TCP优化方案主要采用无线网络特有的TCP空口优化与有线侧的TCP拥塞优化结合,通过HTTP分片代理、TCP透明代理、TCP拥塞控制、无线资源调度优化等功能来提升TCP业务的性能。

中兴通讯在深圳联通现网试点测试的效果表明,部署基于MEC的TCP优化功能后,典型的Http业务、视频业务等可以获得上行约15%,下行约30%的性能提升。

-无线网络信息服务RNIS无线网络信息服务(Radio Network Information Services)是向MEC应用和MEC平台提供无线网络相关的服务,这些信息可以用于优化现有服务。RNIS能够提供如小区ID、无线信道质量、小区负荷和吞吐量等信息,后续随着AI等人工智能分析推理能力的引入,可以实现业务QoS从用户级->流级->报文级的更细粒度保障,提供位置感知、链路质量预测等新的网络能力。

小结

4G时代,智能终端技术(终端直接提供算力)全面促进了PC互联网向移动互联网络的发展;5G时代,MEC技术(网络边缘提供算力)将会推动云计算平台同移动网络的融合,带来新的商业生态和新的业务模式。

MEC既是一个资源计算平台,又是一个无线网络能力平台,通过将移动接入网与互联网业务深度融合,一方面可以改善用户体验,节省带宽资源,另一方面通过将计算能力下沉到网络边缘位置,提供第三方应用集成,为移动边缘入口的服务创新提供了想象空间。

MEC平台的网络连接是关键抓手,计算力是有效保障,网络能力及开放是推进引擎。运营商可以通过部署MEC平台,发挥5G网络优势,充分挖掘无线网络能力,为行业数字化转型赋能,为未来创造更多网络价值提供无限可能。

作者:黎云华,来自中兴通讯。本文首发于《中兴通讯技术(简讯)》。

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