2019年6月17日 星期一

.多接入邊緣計算 MEC:5G、IoT 應用落地的關鍵

5G MEC: Mobile Edge Computing Concept

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leiphone 作者:郭仁贤

根據 Cisco的預測報告,到2021年全球 IP 流量將達到 3.3 ZB,IP 影像流量將佔所有消費者網路流量的82%;此外,行動數據流量,從2016年至2021年間將成長7倍,到2021年流量將達到每月 48.3 EB。

試想一下,如果將海量的數據全部傳輸到雲端,其將對網路帶寬、流量成本控制、雲端儲存能力帶來巨大挑戰。而邊緣計算,更適合低時延、高頻寬、高可靠、海量連接、異構匯聚和本地安全隱私保護等,特殊業務要求的應用場景。

說起邊緣計算(Edge computing),儘管這是一個科技領域的熱門詞彙,但許多人對此還是知之甚少。

相對雲計算而言,邊緣計算是指收集並分析,數據的行為發生在靠近數據生成的本地設備和網路中,其又被叫做分布式雲計算,或第四代數據中心。

在各種邊緣計算技術與產品中,其中,MEC作為具有營運商特色、網路側邊緣部署的,一種邊緣計算而備受關注。此外,MEC作為承接5G、IoT應用落地的關鍵一環,近年來在越來越多的垂直行業落地。

什麼是 MEC?
MEC,現稱作多接入邊緣計算(Multi- Access Edge Computing),其定義和框架,均來自歐洲電信標準協會ETSI,其初創成員包括:惠普、沃達豐、華為、諾基亞、Intel以及 Viavi 等。

根據ETSI 對 MEC的描述,其是為應用程序開發人員,和內容提供商提供了雲計算功能,以及在網路邊緣的 IT 服務環境。這種環境的特點是超低延遲和高頻寬,能實現透過無線網路,對應用程序中的資訊,進行即時訪問。

多接入边缘计算MEC:5G、IoT应用落地的关键丨CCF-GAIR 2019

關於這個技術的起源和發展,早在2014年,ETSI 就成立了行動邊緣計算規範工作組,正式宣佈推動 MEC 標準化,在早期,這個技術被叫作行動邊緣計算(Mobile Edge Computing)。

到了2016年初,ETSI 把MEC的概念擴展為多接入邊緣計算(Multi-Access Edge Computing),將邊緣計算從電信蜂窩網路,進一步延伸至其它無線接入網路,支持 3GPP 和非 3GPP 多址接入。

據 2019 年 GTI(TD-LTE全球發展倡議組織)發佈的5G MEC白皮書,MEC(多接入邊緣計算)體系架構如下:

多接入边缘计算MEC:5G、IoT应用落地的关键丨CCF-GAIR 2019
ETSI定義的MEC基本架構

從宏觀來講,MEC的基本架構中不同的功能實體,可劃分為三個層級,網路層(Networks Level)、行動邊緣主機層(Mobile Edge Host Level)、行動邊緣系統層(Mobile Edge System Level)。

媒體瞭解到,行動邊緣系統包括在營運商網路,或營運商網路子集內運行行動邊緣應用程式,所需的動邊緣主機動邊緣管理。

· 動邊緣主機是一個實體,它包含一個行動邊緣平台,和一個虛擬化基礎設施,後者提供計算、儲存和網路資源,用於運行移動邊緣應用程式;

· 動邊緣管理包括行動邊緣系統級管理,和行動邊緣主機級管理。其中,行動邊緣主機級管理包括行動邊緣平台管理器,和虛擬化基礎設施管理器。

據公開資料顯示,MEC的基礎架構,主要包括 MEC 硬體資源、MEC虛擬化層,應用平台由 MEC 虛擬化管理器,和 MEC 應用平台服務組成,前者提供了 IaaS 功能,後者則提供了 TOF、RNIS 等中間件服務。

現階段,ETSI 將繼續對之前推出的標準進行完善,同時推出一批新的標準,主要包括 MEC 對 3GPP 和非 3GPP 的接入支持、虛擬化支持、類型拓展等。

5G 架構下 MEC 的部署
目前,不論是在什麼國家的市場,MEC均未有規模的商用部署。其商業化規模進程較慢,一方面是技術標準成熟度問題,另一方面是其面臨業務驅動、技術路線、維運管理等具體問題。

作為5G網路的關鍵技術之一,MEC在距離用戶最近的位置,提供了業務本地化和邊緣業務行動性能力,進一步減小業務時延,提高網效率、提高業務分發,以及改善終端用戶體驗等。其採用靈活的分布式網體系結構,把服務能力和應用推進到網邊緣,極大地縮減了等待時間。

華為雲核心網產品線總裁石冀琳曾表示,MEC是營運商數位化轉型的利器,透過將核心網處理能力部署到邊緣,能方便更多應用「上車」,形成閉環業務。

現階段來看,MEC的部署和應用,已成為 5G 落地中的重要課題,然而,MEC 並不只是在 5G 網路中才有的概念。

多接入边缘计算MEC:5G、IoT应用落地的关键丨CCF-GAIR 2019

在 4G 網路中,由於 MEC 提出時 LTE 網路標準已完成制訂,所以 4G 網路下的 MEC 部署,目前大多採用非標的串聯部署,或廠家私有標準部署模式,在計費、監聽、業務行動性支持方面並不完善。

而在 5G 網路中,3GPP 的 5G 核心網在標準上,原本就支持用戶數據面的下沈,及邊緣計算的部署,能很好地解決目前 4G 網路 MEC 部署時存在的計費監聽等問題。

多接入边缘计算MEC:5G、IoT应用落地的关键丨CCF-GAIR 2019

然而,儘管 5G 標準其先天基因,與 MEC 的部署比較契合,但也可能會面臨一個問題:5G 近期部署如果採用基於 4G 核心網升級改造的 NSA 組網方案,那麼這種情況下,為了支持5G eMBB 等發展,營運商是否大量建設部署 MEC 系統,以及為解決計費監聽等問題,對 4G 核心網進一步升級,就成為營運商需要解決的難題了。

MEC與物聯網的結合
物聯網(IoT)是實現行業數位化轉型的重要手段,並將催生新的產業生態和商業模式。而借助於邊緣計算,可以提升物聯網的智慧化,促使物聯網在各個垂直行業落地生根。

作為邊緣計算其中的一種,MEC 與物聯網進行結合,將會產生怎樣的效果?

多接入边缘计算MEC:5G、IoT应用落地的关键丨CCF-GAIR 2019

關於物聯網這個技術名詞,從最早的萌芽階段發展至今,早已不是一個新鮮詞彙。由於其包含的技術門類之多,產業鏈長,入局企業多,可以說儘管火爆了很多年,但卻一直未能真正進入大規模落地階段。

一般來講,物聯網分為三個層次,感知層、網路層和應用層。感知層包含:感測器、無線定位、自動辨識(RFID)技術等;而網路層包含:3/4/5G、LPWAN、藍牙、Wi-Fi、ZigBee等;至於應用層,則為各種垂直細分的應用,比如智慧園區、自動駕駛、智慧工業、智慧家庭等具體的應用案例。

當把 MEC 用在智慧園區中,MEC 可幫助園區的影像和IT應用,減少流量迂迴,降低傳輸時延,提供更安全的數據處理環境等;而在自動駕駛領域,MEC平台借助 5G 技術能提供給車隊高精地圖、視野共享、智慧分析及連續切換等,輔助自動駕駛,提供更精準、更安全、零中斷的駕駛體驗。

在產業界不斷的探索中,MEC 已進入商用階段,各大營運商開展了一系列 MEC 試點和部署,其在越來越多的垂直行業落地。如從行業使能、技術創新、產業推動三個方面佈局MEC。在行業使能方面,如在大影像庫、智慧電網、企業園區、AR/VR、智慧交通等領域,開啓了商用或試點。

媒體認為,一般情況下,物聯網設備在處理器,和內存容量方面通常是受限的,並且當物聯網系統連接大量設備的情況下,會產生大量流量,所以需要 MEC 伺服器連接,到靠近設備的行動網路,來收集各種物聯網設備的資訊,提供分析處理能力並降低延遲響應時間。

再者,MEC 可用於遠端連接和設備控制,提供即時配置和分析,並使聚合和分布的物聯網服務,都成為高度分布式的行動基地台環境,使應用程式能夠即時響應。

此外,MEC伺服器還能給一些服務,提供額外的計算和儲存,如服務的聚合和分配、設備資訊的分析、基於分析結果的決策邏輯、數據庫日誌記錄、對終端設備的遠端供應和訪問控制等。


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