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5G MEC融合架构及部署策略.pdf
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移动/多接入边缘计算(MEC)技术通过将计算存储能力与业务服务能力向网络边缘迁移,使应用、服务和内容可以实现本地化、近距离、分布式部署,从而在一定程度上解决了5G 增强移动宽带、低时延高可靠以及大规模机器通信类终端连接等场景的业务需求。同时MEC 通过充分挖掘移动网络数据和信息,实现移动网络上下文信息的感知和分析并开放给第三方业务应用,有效提升了移动网络的智能化水平,促进网络和业务的深度融合。因此,首先根据5G 典型业务场景分析MEC 的价值与意义。其次基于ETSI 和3GPP 的研究进展,提出了面向5G 的MEC 融合架构,并讨论分析了MEC 的总体部署策略。更进一步,针对MEC 技术在未来5G 网络应用中可能存在的问题与挑战进行了讨论,为后续研究发展提供参考。
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2018139-1
运营技术广角
5G MEC 融合架构及部署策略
张建敏,谢伟良,杨峰义,武洲云
(中国电信股份有限公司技术创新中心,北京 100031)
摘 要:移动/多接入边缘计算(MEC)技术通过将计算存储能力与业务服务能力向网络边缘迁移,使应用、服
务和内容可以实现本地化、近距离、分布式部署,从而在一定程度上解决了 5G 增强移动宽带、低时延高可靠
以及大规模机器通信类终端连接等场景的业务需求。同时 MEC 通过充分挖掘移动网络数据和信息,实现移动网
络上下文信息的感知和分析并开放给第三方业务应用,有效提升了移动网络的智能化水平,促进网络和业务的
深度融合。因此,首先根据 5G 典型业务场景分析 MEC 的价值与意义。其次基于 ETSI 和 3GPP 的研究进展,提
出了面向 5G 的 MEC 融合架构,并讨论分析了 MEC 的总体部署策略。更进一步,针对 MEC 技术在未来 5G 网
络应用中可能存在的问题与挑战进行了讨论,为后续研究发展提供参考。
关键词:5G;移动/多接入边缘计算;融合架构;部署策略
中图分类号:TN929.5
文献标识码:A
doi: 10.11959/j.issn.1000−0801.2018139
5G mobile/multi-access edge computing integrated
architecture and deployment strategy
ZHANG Jianmin, XIE Weiliang, YANG Fengyi, WU Zhouyun
Technology Innovation Center of China Telecom Co., Ltd., Beijing 100031, China
Abstract: Mobile/multi-access edge computing (MEC) technology migrates computing storage capabilities and service
service capabilities to the edge of the network, enabling applications, services and content to be localized, close-range
and distributed. Therefore, to a certain extent, the business requirements of 5G enhanced mobile broadband, low latency
and high reliability and large-scale machine communication terminal connection are solved. At the same time, the MEC
fully exploits mobile network data and information to implement the awareness and analysis of context information of
the mobile network and open it to third-party service applications. This effectively enhances the level of intelligence in
mobile networks and promotes the deep integration of networks and services. Therefore, the value and significance of the
MEC was firstly analyzed according to the typical 5G service scenario. Secondly, based on the research progress of ETSI
and 3GPP, a MEC fusion architecture oriented to 5G was proposed, and the overall deployment strategy of MEC was
discussed and analyzed. Furthermore, the possible problems and challenges in the future application of MEC technology
in 5G networks were discussed to provide reference for subsequent research and development.
Key words: 5th generation, mobile/multi-access edge computing, integrated architecture, deployment strategy
收稿日期:2017−11−29;修回日期:2018−03−22
基金项目:国家科技重大专项基金资助项目(No.2017ZX03001015)
Foundation Item: The National Science and Technology Major Project of China (No.2017ZX03001015)
运营技术广角 ·110·
1 引言
移动互联网和物联网的快速发展以及各种新
型业务的不断涌现,促使移动通信在过去的 10 年
间经历了爆炸式增长。预计到 2020 年,各类新型
业务和应用不断涌现,将带来 1 000 倍的数据流量
增长以及超过 500 亿量级的终端设备连接
[1,2]
。为
了有效解决其快速发展带来的高网络负荷、高带
宽以及低时延等要求,MEC 概念得以提出并得到
了广泛关注
[3-8]
。
欧洲电信标准化协会(ETSI)于 2014 年 9 月
成立了 MEC(mobile/multi-access edge computing,
移动/多接入边缘计算)工作组,针对 MEC 技术
的服务场景、技术要求、框架以及参考架构等开
展深入研究
[3]
。根据 ETSI 的定义,MEC 技术主要
是指通过在无线接入侧部署通用服务器,从而为无
线接入网提供 IT 和云计算的能力。即 MEC 技术使
得传统无线接入网具备了业务本地化、近距离部署
的条件,无线接入网由此具备了低时延、高带宽的
传输能力,有效缓解了未来移动网络对于传输带宽
以及时延的要求。除此之外,由于 MEC 靠近无线
网络及用户本身,更易于实现对网络上下文信息
(位置、网络负荷、无线资源利用率等)的感知和
利用,并通过开放给第三方业务提供商,从而可以
有效提升用户的业务体验,促进网络和业务的深度
融合。目前,MEC 概念已经从立项初期针对 3GPP
移动网络为目标,扩展至对非 3GPP 网络(Wi-Fi、
有线网络等)的支持,其名称也从移动边缘计算
修改为多接入边缘计算。
除此之外,IMT-2020(5G)推进组、3GPP、
CCSA 等国内外研究及标准推进组织也开展了
MEC 的研究推进工作。其中,3GPP 已经完成的下
一代网络架构研究项目(TR23.799)以及正在制
定中的 5G 系统架构标准(TS23.501)均将 MEC
作为 5G 网络架构的主要目标予以支持
[9,10]
。同时,
CCSA 也于 2017 年 8 月开始了“5G 边缘计算核
心网关键技术研究”以及“5G 边缘计算平台能力
开放技术研究”课题的立项研究。
由于 ETSI MEC 工作组重点关注 MEC 平台、
基于 MEC 平台的网络能力开放以及基于 MEC 平
台的业务应用运营部署等方面,并希望 MEC 的引
入不给具体的网络接入制式带来影响。而 3GPP
5G 网络架构标准研究与制定则主要从 5G 网络业
务需求以及网络架构的演进趋势出发,通过支持
用户面分布式下沉部署、灵活路由等功能,实现
支持 MEC 的目标,并未考虑基于 MEC 的网络能
力开放。因此,如何将 MEC 平台的网络能力开放
与具体的网络架构及网络功能相结合,真正实现
网络和业务的深度融合及落地应用,成为运营商
重点关注的问题。
综上所述,本文将首先根据 5G 三大典型应用
场景,分析 MEC 对于 5G 的价值。其次,基于 ETSI
和 3GPP 的研究进展,本文将给出 5G MEC 融合架
构,并讨论分析其总体部署策略。更进一步,针对
MEC 技术在网络应用中可能存在的问题与挑战进
行了讨论,为后续研究发展提供参考。
2 MEC 价值分析
根据 ETSI 定义,MEC 通过为无线接入网提供
IT 和云计算的能力,从而使得 MEC 具备如下技术
特征:
• 业务应用本地化、缓存加速;
• 本地分流、灵活路由;
• 网络信息感知与开放;
• 边缘计算、存储能力;
• 基于 IT 通用平台。
下面将从 5G 的三大典型应用场景(eMBB、
uRLLC、mMTC)出发,讨论分析 MEC 对于 5G
网络的潜在价值与意义。
2.1 增强移动宽带(eMBB)
为了满足未来 5G 网络 1 000 倍的流量增长以
及 100 倍的用户体验速率,现有物理层和网络层
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