5G作為“新基建”的龍頭,,受到了社會(huì)各界的高度關(guān)注,。5G可以提供最高10Gbps的峰值速率,、更佳的移動(dòng)性能,、毫秒級(jí)時(shí)延和超高密度連接,。理論上,,5G的速度可以達(dá)到4G的10倍以上。得益于如此高的網(wǎng)絡(luò)速度,,5G未來將在增強(qiáng)型移動(dòng)寬帶(eMBB)、超可靠低時(shí)延通信(uRLLC)和海量大規(guī)模連接(mMTC)等三大應(yīng)用場(chǎng)景發(fā)揮重大作用,。
當(dāng)前,云計(jì)算,、人工智能、物聯(lián)網(wǎng)等應(yīng)用快速落地,,使得網(wǎng)絡(luò)上的數(shù)據(jù)量呈指數(shù)倍遞增,如何實(shí)現(xiàn)海量數(shù)據(jù)的交互,、存儲(chǔ),、分析,,發(fā)揮數(shù)據(jù)真正的價(jià)值,是5G時(shí)代的新挑戰(zhàn),,而5G也將推動(dòng)云計(jì)算從集中化向分布式演進(jìn)。由于 5G 會(huì)讓大量的應(yīng)用在網(wǎng)絡(luò)的邊緣進(jìn)行處理,,所以, 移動(dòng)邊緣計(jì)算(Mobile Edge Computing, MEC)的需求得到爆發(fā),。
移動(dòng)邊緣計(jì)算為何物,?
移動(dòng)邊緣計(jì)算(MEC)最初于2013年在IBM和Nokia Siemens共同推出的一款計(jì)算平臺(tái)上出現(xiàn),。之后,各大電信標(biāo)準(zhǔn)組織開始推動(dòng)移動(dòng)邊緣計(jì)算的規(guī)范化工作,。根據(jù)歐洲電信標(biāo)準(zhǔn)協(xié)會(huì)(ETSI)的定義,移動(dòng)邊緣計(jì)算側(cè)重在移動(dòng)網(wǎng)邊緣提供IT服務(wù)環(huán)境和云計(jì)算能力,強(qiáng)調(diào)靠近移動(dòng)用戶以減少網(wǎng)絡(luò)操作和服務(wù)交付的時(shí)延,。
圖1 英特爾對(duì)移動(dòng)邊緣計(jì)算整體架構(gòu)的定義
(圖片來源:Intel,,中信建投證券研究發(fā)展部)
根據(jù)Intel對(duì)移動(dòng)邊緣計(jì)算整體架構(gòu)的定義,移動(dòng)邊緣計(jì)算位于無線接入點(diǎn)與有線網(wǎng)絡(luò)之間,,傳統(tǒng)無線接入網(wǎng)具備了業(yè)務(wù)本地化和近距離部署的條件,,從而提供了高帶寬、低時(shí)延的傳輸能力,,同時(shí)業(yè)務(wù)面下沉形成本地化部署,可有效降低對(duì)網(wǎng)絡(luò)回傳帶寬的要求和網(wǎng)絡(luò)負(fù)荷,。移動(dòng)邊緣計(jì)算由于提供了應(yīng)用程序編程接口(API),并對(duì)第三方開放基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)能力,,從而使得網(wǎng)絡(luò)可以根據(jù)第三方的業(yè)務(wù)需求實(shí)現(xiàn)按需定制和交互,這將是5G邁向更扁平網(wǎng)絡(luò)的第一步,。
相比于云計(jì)算,邊緣計(jì)算自概念誕生之后就一直不溫不火,,為什么在 5G 時(shí)代,它變得如此重要,?
MEC的技術(shù)特征與5G網(wǎng)絡(luò)特征不謀而合
移動(dòng)邊緣計(jì)算的技術(shù)特征主要體現(xiàn)為:鄰近性,、低時(shí)延、高寬帶和位置認(rèn)知,。
(1)鄰近性:由于移動(dòng)邊緣計(jì)算服務(wù)器的布置非??拷畔⒃?,因此邊緣計(jì)算特別適用于捕獲和分析大數(shù)據(jù)中的關(guān)鍵信息,,此外邊緣計(jì)算還可以直接訪問設(shè)備,因此容易直接衍生特定的商業(yè)應(yīng)用,。
(2)低時(shí)延:由于移動(dòng)邊緣計(jì)算服務(wù)靠近終端設(shè)備或者直接在終端設(shè)備上運(yùn)行,,因此大大降低了延遲。這使得反饋更加迅速,,同時(shí)也改善了用戶體驗(yàn),大大降低了網(wǎng)絡(luò)在其他部分中可能發(fā)生的擁塞,。
(3)高帶寬:由于移動(dòng)邊緣計(jì)算服務(wù)器靠近信息源,,可以在本地進(jìn)行簡(jiǎn)單的數(shù)據(jù)處理,不必將所有數(shù)據(jù)或信息都上傳至云端,,這將使得核心網(wǎng)傳輸壓力下降,減少網(wǎng)絡(luò)堵塞,,網(wǎng)絡(luò)速率也會(huì)因此大大增加。
?。?)位置認(rèn)知:當(dāng)網(wǎng)絡(luò)邊緣是無線網(wǎng)絡(luò)的一部分時(shí),無論是WiFi還是蜂窩,,本地服務(wù)都可以利用相對(duì)較少的信息來確定每個(gè)連接設(shè)備的具體位置,。
可以看到,,邊緣計(jì)算可以靠近物或數(shù)據(jù)源頭的一側(cè),將網(wǎng)絡(luò)處理能力,、計(jì)算位置下沉到用戶邊緣,這與5G網(wǎng)絡(luò)特性不謀而合,。
近年來,,MEC產(chǎn)業(yè)環(huán)境漸入佳境,,標(biāo)準(zhǔn)化組織,、運(yùn)營(yíng)商、設(shè)備商,、互聯(lián)網(wǎng)廠商等都在推動(dòng)整個(gè)MEC產(chǎn)業(yè)的進(jìn)程,特別是5G商用之后,,MEC成為其關(guān)鍵技術(shù)之一。
MEC可以滿足5G低時(shí)延要求
5G“低功耗大連接”的應(yīng)用場(chǎng)景要求能夠提供具備超千億網(wǎng)絡(luò)連接的支持能力,,滿足100萬/km2連接數(shù)密度指標(biāo)要求,在這樣的海量數(shù)據(jù)以及高連接密度指標(biāo)的要求下,,如何保證低時(shí)延和低功耗是非常重要的。要實(shí)現(xiàn)低時(shí)延以及低功耗,,一方面需要大幅度降低空口傳輸時(shí)延,另一方面要盡可能減少轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點(diǎn),,縮短源到目的節(jié)點(diǎn)之間的“距離”。
而目前的移動(dòng)技術(shù)對(duì)時(shí)延優(yōu)化并不充分,,LTE技術(shù)可以將空口吞吐率提升10倍,但對(duì)端到端的時(shí)延只能優(yōu)化3倍,。其原因在于當(dāng)空口效率大幅提升以后,網(wǎng)絡(luò)構(gòu)架并沒有充分優(yōu)化而成為了業(yè)務(wù)時(shí)延的瓶頸,。LTE網(wǎng)絡(luò)雖然實(shí)現(xiàn)了2跳的扁平構(gòu)架,,但基站到核心網(wǎng)往往會(huì)距離數(shù)百公里,,途徑多重會(huì)聚、轉(zhuǎn)發(fā)設(shè)備,,再加上不可預(yù)知的擁塞和抖動(dòng),,根本無法實(shí)現(xiàn)低時(shí)延的保障。
移動(dòng)邊緣計(jì)算部署在移動(dòng)邊緣,,將把無線網(wǎng)絡(luò)和互聯(lián)網(wǎng)兩者技術(shù)有效融合在一起,,并在無線網(wǎng)絡(luò)側(cè)增加計(jì)算,、存儲(chǔ)、處理等功能,,構(gòu)建移動(dòng)邊緣云,提供信息技術(shù)服務(wù)環(huán)境和云計(jì)算能力,。由于應(yīng)用服務(wù)和內(nèi)容部署在移動(dòng)邊緣,這樣便可以減少數(shù)據(jù)傳輸中的轉(zhuǎn)發(fā)和處理時(shí)間,,降低端到端時(shí)延,滿足低時(shí)延要求,,并降低功耗。
未來及展望
MEC屬于一個(gè)新興的技術(shù)與市場(chǎng),,有很多還未開發(fā)的商業(yè)模式等待各方共同創(chuàng)新,、創(chuàng)造,。在我國(guó),,2020年5G基站將迎來真正的大規(guī)模建設(shè),邊緣計(jì)算也剛剛起步,,但伴隨著5G的爆發(fā),其前景亦不可估量,。
在5G時(shí)代,MEC的應(yīng)用將伸展至交通運(yùn)輸系統(tǒng),、智能駕駛,、實(shí)時(shí)觸覺控制,、增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)等領(lǐng)域。同時(shí),,新的MEC行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和MEC平臺(tái)的部署,也將提供一種新型的網(wǎng)絡(luò)生態(tài)系統(tǒng)和價(jià)值鏈,,基于MEC的移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)和移動(dòng)應(yīng)用的無縫結(jié)合,將為網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)和服務(wù)的創(chuàng)新帶來無限可能,。
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