為什么說邊緣計算(MEC)是5G必不可少的？

大家好，我是5G哥，我們今天來探討邊緣計算（MEC）。

什么是邊緣計算（MEC）？

為避免技術(shù)的枯燥，我舉個例子，自然界有種非常聰明的動物——章魚。

它是無脊椎動物里面智商最高的，無論是逃生還是捕食，又多又長的觸角運用得收放自如。

科學家研究發(fā)現(xiàn)，章魚的觸角里布滿了神經(jīng)元，可以獨立處理許多動作，章魚的大腦只占40%的處理，其它的處理能力分布在其8條觸角上，這樣便大大增強了其應(yīng)變處理能力。

如果說人體是大腦中央集中處理的方式，99%的能力需要大腦做出反應(yīng)的話，章魚就是一個分布式處理系統(tǒng)，60%依靠的是其分布在觸角的“小大腦”處理。

沒錯，這就是邊緣計算的原理。

將計算和處理能力下沉到最接近業(yè)務(wù)的邊緣來完成，大部分不需要與核心網(wǎng)絡(luò)交互，少數(shù)與核心網(wǎng)絡(luò)互通完成，這就是邊緣計算。

多接入邊緣計算MEC（Multi-Access Edge Computing）技術(shù)的概念最早提出于2009年卡內(nèi)基梅隆大學所研發(fā)的cloudlet計算平臺。2014年，歐洲電信標準協(xié)會（ETSI）正式定義了MEC的基本概念并成立了MEC規(guī)范工作組，開始啟動相關(guān)標準化工作。2016年，ETSI將此概念擴展為多接入邊緣計算，并將移動蜂窩網(wǎng)絡(luò)中的邊緣計算應(yīng)用推廣至其他無線接入網(wǎng)絡(luò)（如Wi-Fi）。在ETSI的推動下，包括3GPP及中國通信標準化協(xié)會（CCSA）在內(nèi)的其他國際及中國標準化組織也相繼啟動了相關(guān)工作。目前，MEC已經(jīng)發(fā)展演進為5G移動通信系統(tǒng)的重要技術(shù)之一。

5G為什么必須要使用邊緣計算？

5G時代，移動通信從最初的人與人之間的通信開始轉(zhuǎn)向人與物的通信，直至物與物之間的通信。AR/VR、物聯(lián)網(wǎng)、工業(yè)自動化、無人駕駛等業(yè)務(wù)被大量引入，帶來了高帶寬、低時延以及大聯(lián)接的網(wǎng)絡(luò)需求。新業(yè)務(wù)對帶寬、時延、安全性等方面的需求越來越苛刻，傳統(tǒng)云計算的集中部署方式已經(jīng)無法滿足業(yè)務(wù)需求。

我們看一下，下面這張能體現(xiàn)5G能力愿景的“5G之花”。

我們可以看到，5G愿景的關(guān)鍵能力需求，幾乎是追求極致，以至于很多業(yè)內(nèi)人員都一直存在著一個疑問：這樣苛刻的5G關(guān)鍵能力，是否真的能實現(xiàn)？

例如1毫秒的端到端的時延關(guān)鍵能力，如何去實現(xiàn)？當然，首先對于5G的時延，其實很多人是有不少誤解的，最大的誤解就是不分場景要求都要達到1毫秒這樣的關(guān)鍵指標。例如你從北京去遠程操作洛杉磯的機器，需要經(jīng)過無線接入、傳輸承載、網(wǎng)關(guān)等，怎么可能達到1毫秒的時延呢？

顯然，這并不可能。5G能力也沒有要求所有場景都要達到1毫秒的時延。

但在特定的場景下，就可以借助邊緣計算來實現(xiàn)。例如在某智能制造工廠區(qū)內(nèi)，機器人在進行自動化生產(chǎn)，使用5G網(wǎng)絡(luò)接入，99.9%的交互都是在工廠內(nèi)端到端完成，架設(shè)了邊緣計算，將5G核心網(wǎng)的部分功能下沉到邊緣計算，互通的請求絕大部分不出廠區(qū)就能全部完成，這個1毫秒的端到端時延，就能實現(xiàn)。

5G之前的網(wǎng)絡(luò)，包括5G非獨立組網(wǎng)，卻還是用這樣的方式來處理的。都基本上是按照：接入網(wǎng)->承載網(wǎng)->核心網(wǎng)，的處理模式，最后再由核心網(wǎng)決定怎么去調(diào)度和處理。但最終需要到達的終端，可能兩個終端就在同一個基站下面，但沒辦法，在4G網(wǎng)絡(luò)中，它還是得上報到核心網(wǎng)去處理再回來，能不能將處理能力直接下沉呢？

4G和以前的網(wǎng)絡(luò)由于架構(gòu)的原因，已無法實現(xiàn)，而5G由于控制面和用戶面的分離，讓它成為現(xiàn)實。MEC就是來解決這個問題，就是將終端的業(yè)務(wù)需求，就近調(diào)用計算能力解決，而不是層層往上報一直到核心計算中心，再下發(fā)處理。

直接MEC處理，不僅讓低時延、高密度、高帶寬等容易實現(xiàn)，由于節(jié)省了承載網(wǎng)、核心網(wǎng)的介入，更大大節(jié)省了網(wǎng)絡(luò)資源。

邊緣計算（MEC）架構(gòu)

雖然邊緣計算的概念在很早就已提出，但顯然，以前的邊緣計算只能完成部分工作，并不徹底，哪怕就是5G非獨立組網(wǎng)（NSA)也沒辦法完成，這也是當前運營商基于升級獨立組網(wǎng)的原因之一。

這是某地的邊緣計算組網(wǎng)圖：

我們看一下MEC的整體架構(gòu)，如下圖所示：

總體上，MEC基本架構(gòu)可以劃分以下幾層。

• 基礎(chǔ)設(shè)施層，包括各種類型的服務(wù)器，如以計算能力為主的計算型服務(wù)器、存儲為主的存儲型服務(wù)器以及硬件加速卡之類，滿足AI推理、圖形圖像渲染、網(wǎng)絡(luò)高速轉(zhuǎn)發(fā)等需求。

• 虛擬化層，為上層各種能力服務(wù)以及APP應(yīng)用提供虛擬化平臺資源及管理，包括虛機和容器兩種類型，滿足不同應(yīng)用共享統(tǒng)一的基礎(chǔ)設(shè)施。

• 網(wǎng)絡(luò)及業(yè)務(wù)能力層，網(wǎng)絡(luò)能力包括本地分流，還有NAT、虛擬防火墻VFW、DNS、業(yè)務(wù)負載均衡LB等組網(wǎng)基本服務(wù)能力，同時還提供無線網(wǎng)絡(luò)信息服務(wù)RNIS、帶寬管理、業(yè)務(wù)路由規(guī)則、無線室內(nèi)定位等服務(wù)。這些服務(wù)通過網(wǎng)絡(luò)能力開放框架，以API接口方式來提供服務(wù)。邊緣服務(wù)能力層采用微服務(wù)化框架設(shè)計，隨著后續(xù)業(yè)務(wù)需求的變化，可以引入新的能力，如AI能力、大數(shù)據(jù)能力等來豐富完善MEC的能力層。

• MEC管理層，提供MEC服務(wù)門戶、業(yè)務(wù)編排管理、業(yè)務(wù)策略管理、FCAPS管理、生命周期管理和虛擬資源管理等。

• 應(yīng)用層，如視頻監(jiān)控、AR/VR視頻、園區(qū)等各種第三方應(yīng)用APP。

MEC的商業(yè)前景展望

MEC將是5G的重大利器，其商業(yè)前景也非常廣闊。

1、提升運營商的垂直領(lǐng)域應(yīng)用的業(yè)務(wù)能力

當前，運營商資費和商業(yè)模式都較為單一，雖然普通用戶流量使用上升，但ARPU值持續(xù)下降，但對于一些對實時性要求高且高價值的垂直領(lǐng)域業(yè)務(wù)，如工業(yè)控制，卻無法獲得優(yōu)先保障。

MEC邊緣計算作為一種網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)和商用模式的創(chuàng)新，是5G網(wǎng)絡(luò)服務(wù)垂直行業(yè)的利器。MEC邊緣計算是運營商提升網(wǎng)絡(luò)價值的契機，將推動產(chǎn)業(yè)鏈價值重構(gòu)。MEC邊緣計算的網(wǎng)絡(luò)連接是關(guān)鍵抓手，計算力是有效保障，網(wǎng)絡(luò)能力及開放是推進引擎。運營商可以通過部署MEC平臺，發(fā)揮5G網(wǎng)絡(luò)優(yōu)勢，充分挖掘無線網(wǎng)絡(luò)能力，為行業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型賦能，為未來創(chuàng)造更多網(wǎng)絡(luò)價值提供無限可能。MEC將助力運營商實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)從接入管道向信息化服務(wù)使能平臺的跨越。

2、節(jié)省5G的投資。

相比于以往的移動通信系統(tǒng)，5G加入了MEC，在部署中能節(jié)省大量的投資�；�于5G核心網(wǎng)的C/U分離式架構(gòu)，用戶面功能UPF（user plane function）需要下沉到網(wǎng)絡(luò)邊緣部署，以減少傳輸時延，實現(xiàn)數(shù)據(jù)流量的本地分流�？刂泼婀δ芫W(wǎng)元如SMF（session management function）則在中心DC集中部署，便于統(tǒng)一控制部署在MEC的UPF，統(tǒng)一配置和下發(fā)分流策略。

而正是因為數(shù)據(jù)流量的本地分流，大大減少了在承載網(wǎng)和核心網(wǎng)上的壓力，使運營商在這方面可以節(jié)省很多投資，同時，由于MEC邊緣云硬件普遍采用x86通用服務(wù)器，也使網(wǎng)絡(luò)投資進一步降低。

3、開放能力誕生更多的商業(yè)機會

隨著邊緣云生態(tài)圈的發(fā)展，垂直行業(yè)對邊緣云能力開放的需求越來越強烈。邊緣云能力開放成為MEC運維的一個重要關(guān)鍵點。一方面，向第三方應(yīng)用開放平臺資源、邊緣網(wǎng)絡(luò)能力和特色功能，方便第三方應(yīng)用可根據(jù)其業(yè)務(wù)需求，獲得差異化的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)，按需使用和計費，提高用戶業(yè)務(wù)使用滿意度。另一方面，向第三方提供 APP 生命周期管理、產(chǎn)品管理、訂閱關(guān)系管理、API調(diào)用的統(tǒng)計及結(jié)算，可以使第三方擁有靈活自主運營權(quán)限和能力，進一步構(gòu)造開放的邊緣計算應(yīng)用運營生態(tài)。

這是個巨大的應(yīng)用機會，有能力的廠商都能接入MEC開放平臺，為垂直行業(yè)應(yīng)用定制化、差異化的服務(wù)，從而獲得巨大的商機。

當然，MEC的商業(yè)前景絕非止于上面幾種，運營商和廠商也都在努力探索，當前中國移動、中興通訊、英特爾等就再積極推動MEC行業(yè)應(yīng)用場景的落地，應(yīng)用于各行各業(yè)的實際應(yīng)用。

MEC的生態(tài)和愿景

毫無疑問，MEC是實現(xiàn)5G愿景的重大利器。一種新興技術(shù)和生態(tài)的誕生與興起，需要背后商業(yè)模式的強有力支撐。面向未來，業(yè)界對邊緣業(yè)務(wù)平臺的各種應(yīng)用場景有著無限的憧憬與期待。美好的愿望要變成現(xiàn)實，也需要整個產(chǎn)業(yè)鏈的共同努力。

雖然目前邊緣計算的商業(yè)模式還在探索過程中，但在產(chǎn)業(yè)鏈的共同推進努力下，后續(xù)不僅會涌現(xiàn)大量“節(jié)流”型的邊緣應(yīng)用，也會有海量的“開源”型業(yè)務(wù)誕生，實現(xiàn)設(shè)備商、運營商、業(yè)務(wù)商三贏的格局。

好了，今天邊緣計算就探討到這，最后，共享兩份邊緣計算的白皮書，需要的可以在公眾號下回復(fù)獲取。

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