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2019/9/4 15:22

中兴通讯MEC无线网络能力,挖掘5G更大价值

C114通信网 ?黎云华

MEC (Multi-access Edge Computing),是一个边缘云平台,通过与运营商网络结合(数据面功能是结合点),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。

图1:MEC系统与5G网络关系

来源:ETSI White Paper No. 28“MEC in 5G networks”

可以简单用下面的等式来描述:

MEC = 多种接入 + 本地分流 + 能力(资源、网络、业务)

多种接入:用户不管通过4G网络接入、5G网络接入、甚至固网接入,都能访问部署在边缘的同一业务,获得相同的用户感知。

本地分流:解决如何在网络边缘位置,实现业务就近分流到本地的问题,以便达到业务路径时延最小化目的,在5G网络里通过UPF下沉部署来解决。

能力:提供包括云计算资源能力、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。

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既需要通讯网络能力(CT能力)支撑、也需要云计算能力(IT能力)支撑,是一个ICT技术融合的最佳结合点。

图2:ICT融合的MEC基本架构图

总体上,MEC基本架构可以划分为四层。

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,还有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接口方式来提供服务。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,MEC需要考虑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,例如:

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(通过SGW下沉到MEC,增强实现LBO(Local breakout)功能来实现);CUPS方案(采用CU分离方案部署,在核心机房部署GW-C,在边缘机房部署GW-U,通过GW-U的分流功能实现本地分流)。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,把上述分流功能做为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3~5米的室内定位能力,同时还可以通过基于MEC的物联网管理平台诸如地磁、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,从而在现有通讯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,已经和寅时科技、司马大数据等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 Rule

MEC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。

RNIS

无线网络信息服务(Radio Network Information Services,RNIS)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。

在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,在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。

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