5G時代,移動通信從最初的人與人之間的通信開始轉向人與物的通信,直至物與物之間的通信。AR/VR、物聯網、工業自動化、無人駕駛等業務被大量引入,帶來了高帶寬、低時延以及大聯接的網絡需求。新業務對帶寬、時延、安全性等方面的需求越來越苛刻,傳統云計算的集中部署方式已經無法滿足業務需求。
臺灣28看一下,下面這張能體現5G能力愿景的“5G之花”。
臺灣28可以看到,5G愿景的關鍵能力需求,幾乎是追求極致,以至于很多業內人員都一直存在著一個疑問:這樣苛刻的5G關鍵能力,是否真的能實現?
例如1毫秒的端到端的時延關鍵能力,如何去實現?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毫秒這樣的關鍵指標。例如你從北京去遠程操作洛杉磯的機器,需要經過無線接入、傳輸承載、網關等,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。例如在某智能制造工廠區內,機器人在進行自動化生產,使用5G網絡接入,99.9%的交互都是在工廠內端到端完成,架設了邊緣計算,將5G核心網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就能全部完成,這個1毫秒的端到端時延,就能實現。
5G之前的網絡,包括5G非獨立組網,卻還是用這樣的方式來處理的。都基本上是按照:接入網->承載網->核心網,的處理模式,最后再由核心網決定怎么去調度和處理。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網絡中,它還是得上報到核心網去處理再回來,能不能將處理能力直接下沉呢?
4G和以前的網絡由于架構的原因,已無法實現,而5G由于控制面和用戶面的分離,讓它成為現實。MEC就是來解決這個問題,就是將終端的業務需求,就近調用計算能力解決,而不是層層往上報一直到核心計算中心,再下發處理。
直接MEC處理,不僅讓低時延、高密度、高帶寬等容易實現,由于節省了承載網、核心網的介入,更大大節省了網絡資源。
邊緣計算(MEC)架構
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(NSA)也沒辦法完成,這也是當前運營商基于升級獨立組網的原因之一。
這是某地的邊緣計算組網圖:
臺灣28看一下MEC的整體架構,如下圖所示:
總體上,MEC基本架構可以劃分以下幾層。
基礎設施層,包括各種類型的服務器,如以計算能力為主的計算型服務器、存儲為主的存儲型服務器以及硬件加速卡之類,滿足AI推理、圖形圖像渲染、網絡高速轉發等需求。
虛擬化層,為上層各種能力服務以及APP應用提供虛擬化平臺資源及管理,包括虛機和容器兩種類型,滿足不同應用共享統一的基礎設施。
網絡及業務能力層,網絡能力包括本地分流,還有NAT、虛擬防火墻VFW、DNS、業務負載均衡LB等組網基本服務能力,同時還提供無線網絡信息服務RNIS、帶寬管理、業務路由規則、無線室內定位等服務。這些服務通過網絡能力開放框架,以API接口方式來提供服務。邊緣服務能力層采用微服務化框架設計,隨著后續業務需求的變化,可以引入新的能力,如AI能力、大數據能力等來豐富完善MEC的能力層。
MEC管理層,提供MEC服務門戶、業務編排管理、業務策略管理、FCAPS管理、生命周期管理和虛擬資源管理等。
應用層,如視頻監控、AR/VR視頻、園區等各種第三方應用APP。
MEC的商業前景展望
MEC將是5G的重大利器,其商業前景也非常廣闊。
1、提升運營商的垂直領域應用的業務能力
當前,運營商資費和商業模式都較為單一,雖然普通用戶流量使用上升,但ARPU值持續下降,但對于一些對實時性要求高且高價值的垂直領域業務,如工業控制,卻無法獲得優先保障。
MEC邊緣計算作為一種網絡架構和商用模式的創新,是5G網絡服務垂直行業的利器。MEC邊緣計算是運營商提升網絡價值的契機,將推動產業鏈價值重構。MEC邊緣計算的網絡連接是關鍵抓手,計算力是有效保障,網絡能力及開放是推進引擎。運營商可以通過部署MEC平臺,發揮5G網絡優勢,充分挖掘無線網絡能力,為行業數字化轉型賦能,為未來創造更多網絡價值提供無限可能。MEC將助力運營商實現網絡從接入管道向信息化服務使能平臺的跨越。
2、節省5G的投資。
相比于以往的移動通信系統,5G加入了MEC,在部署中能節省大量的投資。基于5G核心網的C/U分離式架構,用戶面功能UPF(user plane function)需要下沉到網絡邊緣部署,以減少傳輸時延,實現數據流量的本地分流。控制面功能網元如SMF(session management function)則在中心DC集中部署,便于統一控制部署在MEC的UPF,統一配置和下發分流策略。
而正是因為數據流量的本地分流,大大減少了在承載網和核心網上的壓力,使運營商在這方面可以節省很多投資,同時,由于MEC邊緣云硬件普遍采用x86通用服務器,也使網絡投資進一步降低。
3、開放能力誕生更多的商業機會
隨著邊緣云生態圈的發展,垂直行業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運維的一個重要關鍵點。一方面,向第三方應用開放平臺資源、邊緣網絡能力和特色功能,方便第三方應用可根據其業務需求,獲得差異化的網絡服務,按需使用和計費,提高用戶業務使用滿意度。另一方面,向第三方提供 APP 生命周期管理、產品管理、訂閱關系管理、API調用的統計及結算,可以使第三方擁有靈活自主運營權限和能力,進一步構造開放的邊緣計算應用運營生態。
這是個巨大的應用機會,有能力的廠商都能接入MEC開放平臺,為垂直行業應用定制化、差異化的服務,從而獲得巨大的商機。
當然,MEC的商業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行業應用場景的落地,應用于各行各業的實際應用。
MEC的生態和愿景
毫無疑問,MEC是實現5G愿景的重大利器。一種新興技術和生態的誕生與興起,需要背后商業模式的強有力支撐。面向未來,業界對邊緣業務平臺的各種應用場景有著無限的憧憬與期待。美好的愿望要變成現實,也需要整個產業鏈的共同努力。
雖然目前邊緣計算的商業模式還在探索過程中,但在產業鏈的共同推進努力下,后續不僅會涌現大量“節流”型的邊緣應用,也會有海量的“開源”型業務誕生,實現設備商、運營商、業務商三贏的格局。
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