高級搜索
您當前的位置:首頁 > 雜志文章

淺談 MEC 技術

時間:2019-08-01 13:00:48

 摘要:文章介紹了 MEC 技術, MEC 技術產生的背景,MEC 技術的特點和亮點,以及 MEC 技術的應用場景。通過列舉 MEC 廣泛的應用場景,展示了該技術在將來的廣闊發展前景。同時文章也指出了 MEC 在大規模商用之前需要解決的問題。

關鍵詞:MEC;虛擬化;時延;物聯網;OTT   

 

1、 MEC 技術概述

1.1、MEC 技術出現背景

移動互聯網時代,傳統運營商在語音、短信等傳統業務面臨 OTT(Over The Top)沖擊,

數據業務增量和增收不成比例,運營商在產業鏈被邊緣化。為了避免移動承載網絡被管道化,

電信標準組織和運營商積極研究如何將傳統的移動網絡與移動互聯網及物聯網業務深度融

合,進而提升移動網絡的價值。歐洲電信標準協會 ETSI 提出的多接入邊緣計算(Multi-access Edge Computing,MEC)技術,它是基于虛擬化架構,并將移動接入網與互聯網業務深度融合的一種技術。MEC 一方面可以改善用戶體驗,節省帶寬資源;另一方面將計算能力、存儲能力下沉到移動邊緣節點,提供第三方應用集成和部署,為移動邊緣網的本地服務和創新提供了無限可能。這種環境的特點是超低延遲和高帶寬以及對應用程序可以利用的無線網絡信息的實時性訪問,將移動網絡和應用的緊密結合,有效地提升移動運營商的增值能力和增值空間。對于運營商和用戶來說,MEC 的核心價值主要在于:

(1)流量管道智能化

(2)S1 接口傳輸帶寬的節省

(3)降低接入時延,提升用戶體驗

(4)提供豐富本地化、面向對象的服務

(5)提升網絡效率,增加移動數據吞吐量,在大數據時代獲得更多收益

1.2  MEC 業務速遞方案亮點

1.2.1、基于虛擬化的架構,擴展靈活迅速

MEC SVE 基于 PaaS 平臺開發,可以實現基于容器的微服務級別的自動水平彈縮,同時還

可以基于 CPU、內存等標準自定義 KPI 的資源動態調整。

1.2.2、提供服務引擎,加速邊緣應用的部署

為用戶提供定位、分流、本地緩存、IoT 等服務引擎,滿足客戶對時延敏感度高、實時性要求高、數據量大的應用需求,同時還能為本地化應用提供相關的基礎能力支持,加速應用的開發和部署。

 

1.2.3、多樣化的能力開放,快速構建邊緣云生態圈

MEC 的能力開放服務,讓第三方系統在 MEC 平臺上通過開放的接口協議如 RESTful、MQTT

等進行注冊,獲得 MEC平臺的業務支撐。同時能力開放還能對能力使用者的身份、訂閱、使用等進行管理、記錄和維護。

2、MEC 功能描述

2.1、本地分流應用

2.1.1、本地分流需求

本地分流功能使得本地業務數據流無需經過核心網,直接由 MEC SVE 平臺分流至本地網絡。本地業務分流可以降低回傳帶寬消耗和業務訪問時延,提升用戶體驗。  比如在視頻直播中,通過本地分流功能使得熱點區域的現場視頻業務流不經過核心網,直接由 MEC 平臺分流至本地網絡。用戶通過 MEC 平臺直接訪問本地網絡,有效減輕傳輸和核心網負擔。

需求一:視頻直播應用

為觀眾提供多角度直播、點播、便于觀眾隨時獲取賽事信息,滿足互動需求。

需求二:全景 VR 應用

例如:家庭、公司 VR 全景視頻直播或全景視頻通話;特定景區、場館,提供定點 VR 全

景視頻直播;體育比賽或演唱會現場,提供多視角 VR 全景視頻。

需求三:多媒體 AR 應用

在博物館、商店、餐館等提供情景敏感式信息,獲取相關靜態數據;教學培訓,提升參與

者的體驗。

需求四:企業園區應用

企業、園區內提供移動辦公;工業互聯網發展需求,工業自動化、物聯網數據上傳需求;

無線視頻監控需求。

2.1.2、智能分流原則

(1)建立分流策略(用戶類別、業務識別、目的地)

(2)根據分流策略識別報文類型

(3)將本地分流的數據報文封裝發送

(4)將到核心網的數據報文直接透傳

(5)透傳非核心網發送的報文

(6)通過地址映射,將本地報文重新封裝成 S1 報文

 

2.1.3、基于本地分流的第三方應用

(1)視頻編碼服務器:提供攝像機信號源的采集和編碼壓縮功能,并將信號推送到直播

流媒體服務器上(可集成在 MEC)

(2)直播流媒體服務器:負責直播或點播的視頻流媒體處理(可集成在 MEC)

(3)MEC 服務:支持本地數據轉發,支持室內定位引擎

(4)圖像識別系統或位置識別系統:圖像識別或位置識別(可部署在 MEC)

(5)APP、數據庫服務:系統數據庫及 APP服務(可部署在 MEC)

2.2、定位應用

混合定位功能—室內室外無縫銜接,統一的服務平臺

ITU 數據表明,隨著室內業務多元化的發展,70%以上的數據業務是發生在室內的,這得益于快速發展的視頻和 OTT 業務。MEC 在結合室內覆蓋系統和 IoT技術網絡,不僅使移動用

戶享受高精度的室內導航服務,還為室內場館經營方提供基于位置信息的應用和信息統計,

滿足室內場館多元化業務需求,推動運營商及相關產業構建生態圈。

移動邊緣業務及應用場景

(1)室內導航和跟蹤

(2)停車導航和管理

(3)井蓋定位

(4)路燈定位

2.3、本地緩存 CDN 及應用業務—即時視頻體驗

本地緩存服務的目的是提升移動用戶接入體驗、節省運營商傳輸帶寬,特別適合對視頻業務需求量較大的高價值熱點區域。其主要使用下面兩種情況:

 

傳輸帶寬受限:當運營商因為自有帶寬不足,租用回傳帶寬成本較高時,使用MEC 本地緩

存功能預置內容,減少終端用戶對核心網以及internet 的訪問。

時延較長:傳統的OTT 視頻業務接入時,需要通過回傳網、核心網到云端獲取,其時延較

長。在某些熱點高價值區域,可以通過MEC 本地緩存功能有效地縮短視頻內容的接入時長,

提升客戶滿意度。

2.3.1、本地緩存應用場景

(1)校區、園區:提供熱點應用及視頻;長期穩定的業務需求。

(2)交通樞紐:提供定制化的應用、視頻業務,密集等候區需求量大。

(3)住宅區:提供熱點視頻點播、回放,熱點內容相對比較集中。

(4)專業場館:提供專業化的應用、視頻體驗,相對固定的視頻內容。

2.3.2、本地緩存之—應用業務部署方案

本地緩存功能主要負責將簽約網站的熱點內容進行本地緩存處理。 MEC 通過策略路由方

式將HTTP 訪問的報文轉發到本地緩存區獲取相關的視頻內容。

移動用戶與本地緩存功能的交互流程有兩類:

2.3.2.1、緩存內容未命中:

UE 向源站發起HTTP 訪問請求,MEC 通過策略路由將HTTP 消息路由到本地緩存區;

本地緩存代理用戶向源站建鏈,并發起訪問請求,通過MEC 轉發到源站;

MEC 收到源站響應,將該響應路由到本地緩存區;

本地緩存功能將源站響應發給用戶,通過MEC 轉發到用戶。

2.3.2.2、緩存內容命中:

UE 向源站發起HTTP 訪問請求,MEC 通過策略路由將HTTP 消息路由到本地緩存區;

本地緩存功能直接為用戶提供服務,通過MEC 轉發到用戶;

提供本地緩存,由源站/CDN 中心節點將緩存內容發布到MEC 邊緣節點;

同時MEC 需要將邊緣節點的應用、用戶流量信息上報給計費節點。

3、MEC 應用場景

3.1、廣闊的應用場景

3.1.1、普通用戶

提供更加豐富的移動寬帶業務;創新業務。

3.1.2、政企客戶

創建新收入提升利潤;擴展業務領域。

3.1.3、物聯網及垂直行業應用

探索5G 前沿業務,服務創新;共同打造完整產業生態。

3.2、業務場景介紹

3.2.1、CDN 緩存節點下沉,提升用戶視頻體驗

提供更好的高清、低時延的用戶體驗;

智能視頻優化;

視頻內容事先下沉到移動網絡邊緣側;

3.2.2、全景VR 視頻,互動直播

VR視頻拼接計算卸載到MEC,攝像頭成本更低、更小、更便攜;

直播內容場內近端分發,延遲小,為用戶提供更多更豐富的細節,體驗大大增強;

利用5G 網絡高帶寬回傳代替有線方案,更利于移動場景和室外直播。

3.2.3、物聯網,萬物智聯

到2021 年,物聯網的連接數量可能超過33 億,產生海量物聯網數據,月均達到49EB,

90%的數據不需要上傳到云端;

 

 

物聯網未來將遵循“業務應用在邊緣,管理在云端”的模式;

對時延不敏感但產生海量數據的業務進行本地預處理,節省網絡帶寬,降低網絡壓力;

對超低時延需求,如遠程醫療、工業控制,就近數據分析和反饋,極大降低傳輸時延。

3.2.4、移動辦公&工廠生產控制,企業專網定制

企業Wi-Fi:覆蓋程度、穩定度、安全性、業務連續性等無法得到保證;

專網業務需求:日常移動辦公、企業通信、數據內部傳輸、與公網隔離保證安全性、工業

生產控制;

園區接入機房部署,MEC 基于IP 地址、SPID 等識別企業用戶,將企業用戶訪問本地業務

數據分流到企業本地服務器;

形成園區的本地專網建設,保證辦公安全、穩定性,避免流量迂回,降低業務訪問時延,

為工業制造提供保障。

3.2.5、視頻監控&AI 分析,打造智慧城市

S1口的數據包解析,用戶視頻請求路由定向;

視頻內容分析,圖像識別提取有效信息,優化視頻流量,節省帶寬;

使能邊緣AI,快速處理邊緣低時延業務。

3.2.6、車聯網C-V2X

信息娛樂類(環境信息共享、車載娛樂):帶寬10-100Mbps,時延500ms;

交通安全駕駛(編隊、防碰撞):帶寬<1Mbps,時延20ms-100ms;

全自動駕駛:帶寬100Mbps,時延1ms-10ms。

 

4、MEC 存在的三大問題

MEC 在實現大規模應用之前,MEC 以及各種基于MEC 的解決方案還存在三大問題。

4.1 移動性問題

MEC 系統所涉及到的移動性問題主要分為兩種情況,一種是移動終端在特定MEC 服務器覆蓋范圍內的移動,這種移動不涉及到MEC 服務器的切換。另一種情況則是移動終端從一個源MEC 服務器移動到另一個目的MEC 服務器。

目前,ETSI 和各大廠商也都在關注MEC 移動性的問題,相信隨著研究的不斷深入,這一問題將會得到逐步解決。

4.2 計費問題

在當前網絡架構下,計費功能由核心網負責。移動邊緣計算平臺將網絡服務功能“下沉”到網絡邊緣,在網絡邊緣就可以進行計算卸載,這使得計費功能不易實現。

目前,ETSI 的標準化工作尚未涉及到計費功能的實現,因此,當前還沒有統一的計費標準,不同的公司提供不同的計費標準。

4.3 安全問題

在移動邊緣計算場景下,移動終端將會面臨更加復雜的環境,因此原本用于云計算的許多安全解決方案可能不再適用于移動邊緣計算。不同層次的網關等網絡實體的認證也是一個需要考慮的安全問題,因此,MEC 系統必須解決認證、鑒權等安全性問題。同時,基于MEC的通信過程涉及眾多內容共享和計算協作,用戶的隱私保護成為MEC 未來發展過程中亟須解決的挑戰。

5、結束語

隨著5G 不斷發展,MEC 將在更多新型場景下發揮重大作用。同時,MEC 行業標準的發布和MEC 平臺的廣泛部署,也將為各大移動運營商、設備提供商、OTT 和第三方公司帶來新的運營模式。在未來,MEC 必將成為5G 重要一環,助推網絡業務和通信服務進入新的階段。

 

參考文獻:

[1]張建敏.《多接入邊緣計算(MEC)及關鍵技術》,人民郵電出版社,2019 年11 月第1 版




    陶潤江,中國聯通天津市分公司
來頂一下
返回首頁
返回首頁
發表評論 共有條評論
用戶名: 密碼:
驗證碼: 匿名發表
 
推薦資訊
崔根良:全球創新版圖要有蘇州一角,蘇州企業擔當使命、責無旁貸!
崔根良:全球創新版圖要
電子刊物第二百一十八期
電子刊物第二百一十八
電子刊物第二百一十七期
電子刊物第二百一十七
亨通光電收購華為海洋51%股份獲證監會無條件通過
亨通光電收購華為海洋
腾讯 单机斗地主