隨著移動互聯網和物聯網的快速發展，5G業務呈現出需求多樣性的特點。3GPP定義了5G應用有三大場景：eMBB（增強移動寬帶）、URLLC（極可靠低延遲通信）和mMTC（海量機器通訊），其中eMBB場景提供大流量移動寬帶業務，峰值速率超過10Gbps，帶寬的要求高達幾十Gbit/s，如高速下載、高清視頻、VR/AR等，滿足人們對數字化生活的更高要求，這將對無線回傳網絡造成巨大的壓力。因此需要將業務盡可能下沉至網絡邊緣，以實現業務的本地分流。而URLLC場景提供超高可靠超低時延通信，如自動駕駛、工業控制、遠程醫療等，要求端到端99.999%高可靠和端到端小于1ms超低時延，滿足人們數字化工業的更高要求。這也需要將業務下沉至網絡邊緣，以減少網絡傳輸和多級業務轉發帶來的網絡時延。

針對5G的這兩個場景的應用特點，傳統大規模集中建設的電信云已經無法滿足，需要改變電信云的部署形式以適應5G時代不同場景的業務需求。而MEC（Mobile/Multi-access Edge Computing）邊緣云正好可以滿足這樣的需求。MEC作為5G演進的關鍵技術，可以在更靠近客戶的移動網絡邊緣，并為邊緣應用提供云計算能力和IT服務的環境，具備超低時延、超大帶寬、本地化、高實時性分析處理等特點。一方面，MEC部署在網絡邊緣位置，邊緣服務在終端設備上運行，反饋更迅速，解決了時延問題；另一方面，MEC將內容與計算能力下沉，提供智能化的流量調度，將業務本地分流，內容本地緩存，使得部分區域性業務能夠在本地終結，即提升了用戶的業務體驗，也減少了對骨干傳輸網以及上層核心網的資源占用。因此在5G時代，MEC將是5G網絡邊緣云部署的最佳選擇。

MEC邊緣云的部署位置

MEC邊緣云不限制網絡的部署方式，總的來講，可以按照不同業務場景以及時延方面的需求進行靈活的部署，通常可部署在接入機房、匯聚機房、地市核心機房等位置，如下圖所示：

圖1 ?MEC邊緣云的部署位置

通過在邊緣部署MEC平臺，能夠有效的實現將云的計算能力從中心延伸到邊緣，實現業務快速處理和就近轉發，來滿足5G多樣化的應用場景。

MEC邊緣云的部署形態

由于受限邊緣站點機房的環境（比如空間、散熱、承重等）以及部署成本等因素的限制，MEC邊緣云的硬件基礎設施通常采用基于X86處理器的通用服務器，這類服務器具有尺寸小，功耗低、計算密度高等特點，適合在環境要求較低的邊緣機房部署。

MEC邊緣云通常基于特定的云平臺（例如openstack）為上層MEC應用提供統一的虛擬化軟件環境和資源管理。MEC應用以虛擬機的形式部署于邊緣云平臺之上，根據不同的場景需要可以進行靈活的部署，比如在邊緣DC通常部署與流量轉發強相關的應用，包括vCPE，OLT-U，DU，BNG-U, UPF/GW-U，MEP等，滿足大帶寬、低時延的業務需求。

中興通訊MEC邊緣云部署方案

為了更好的契合5G時代多業務場景需求，中興通訊提出了完整的、面向5G的MEC邊緣云部署方案，該方案有以下5大亮點：

1.?部署輕量化的邊緣云平臺

由于受限于邊緣站點機房的環境，MEC邊緣云的部署規模通常較小，單站點部署的服務器數量較少，可提供的硬件資源有限，而安裝Openstack等基礎設施平臺及管理模塊時會占用大量資源，造成邊緣云上的資源浪費。因此需要為MEC邊緣云進行“瘦身”，進行輕量化部署，減少平臺和管理部分占用的資源，提高邊緣云的資源利用率。“瘦身”主要包括以下幾種舉措：

● 首先要對Openstack進行裁剪，只保留必要的組件，去掉多余組件，減少對邊緣云上計算和存儲資源的占用。

● 其次可以采用虛機+容器雙核方案實現上層應用的輕量化部署，便于快速部署和升級。

● 另外瘦身后的Openstack與邊緣云上的計算節點合設，不獨占物理資源，以減少控制部分的資源占用。

中興通訊輕量化MEC邊緣云部署方案如圖2所示，通過部署輕量化Openstack比優化前的組件數量減少了60%，配置所需的資源數減少了75%，管理資源減少了10%，不僅大大降低了對邊緣云的資源需求，也大大提高了對MEC邊緣云的管理效率。

圖2? 輕量化的MEC邊緣云部署方案

另外為了提高MEC邊緣云部署的適應性和資源密度，中興通訊聯合英特爾共同推出了一款MEC邊緣云專用的服務器平臺OEP600（Open Edge Platform 600）。該平臺采用小尺寸一體機設計，機箱深度僅為450mm；CPU采用英特爾最新至強可擴展處理器，為邊緣計算提供更強的計算性能；同時支持寬溫工作，散熱能力強，維護方便，滿足MEC部署的多種環境要求，實現性能與成本的最佳匹配。在2019年MEC技術與產業發展峰會上，中興通訊MEC邊緣云服務器平臺OEP600獲得了“2018-2019年度MEC技術創新獎”，充分展示了中興通訊在邊緣計算領域領先的創新能力和技術水平。

2.?部署統一的MEC邊緣云管理系統

由于邊緣云的規模通常較小，數量較多且位置分散，這給邊緣云的規劃、部署、運維、運營帶來了極大大的復雜性，因此需要在上級匯聚站點部署MEC邊緣云統一管理平臺（如圖2所示），對下級邊緣站點進行統一的管理，各邊緣云上只部署計算節點和存儲節點，減少管理模塊的資源占用。

對MEC邊緣云的統一管理主要表現在資源管理和運維管理兩方面：

● 統一的資源管理

對所有邊緣節點上的資源池 （如計算、存儲、網絡等）進行統一管理和分配，提供統一的界面集中監控各邊緣節點上物理資源的拓撲、告警、性能、容量等信息，并為基礎設施管理員提供日志和告警分析等故障定位手段。NFVO只部署在上層的匯聚節點，直接對接邊緣云統一管理平臺，避免和所有邊緣節點的資源池進行對接，對所有邊緣節點上部署的虛機(VM)/容器進行統一編排和部署。

● 統一運維管理

為各邊緣云內的VIM提供統一的運維管理平臺，包括站點管理，用戶/租戶管理，功能配置、鏡像分發，集中備份，升級/補丁管理、巡檢、API分發等；提供統一的FCAPS管理，統一的告警、配置和性能統計；提供智能簡便的自動化工具快速實現安裝和升級、快速巡檢和開局檢查、快速故障分析和定位、日志分析等，提升運維效率。

3.?將5G用戶面UPF下沉部署實現本地分流

為了滿足5G應用場景大帶寬和低時延的特性要求，MEC邊緣云在部署時將與5G網絡架構深度融合，其業務分流、策略控制、Qos保證等功能，都將通過標準的5G網絡功能實現。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。

5G用戶面UFP下沉部署實現本地分流方案如圖3所示。本地 MEC上UPF需要的分流規則，通過接口告知PCF，PCF將分流策略配置給SMF，SMF對所有流量進行集中調度，可采用 UL CL“上行分類”或IPv6多歸屬等方案實現邊緣UPF的選擇，并將需要分流的本地流量通過本地邊緣UPF卸載，對于非本地流量則通過本地UPF發送到中心UPF處理，這樣避免所有流量都迂回中心網絡，減輕骨干網傳輸的壓力和建網成本，提升網內分組數據的承載效率與用戶業務體驗。

圖3? 5G UPF本地分流方案

4.?為MEC邊緣云提供硬件加速提高性能

MEC邊緣云硬件普遍采用x86通用服務器，而x86通用服務器對于特定的業務需求處理性能低下，導致性價比很低 ，無法滿足5G 場景的商用部署要求，需要考慮針對不同的業務采用不同的軟硬件加速方案：

● 對于計算密集型的業務：如5G CU PDCP空口加解密處理，MEC定位算法，對CPU消耗極大，需要有專用硬件加速

● 對于流量轉發型的業務：如5G UPF/GW-U、MEC本地分流以及CDN、BRAS-U等業務對網絡轉發能力要求很高，需要對數據轉發軟硬件加速

● 對于視頻相關類的業務：如AR/VR、視頻直播等業務需要對視頻渲染、轉碼進行硬件加速；

● AI領域：涉及的訓練、推理操作需要引入GPU進行硬件加速

中興通訊硬件加速方案目前已經支持基于FPGA的GTP業務加速，基于GPU的視頻音頻業務加速及QAT加解密加速。特別是對5G用戶面UPF采用智能網卡硬件加速，將大部分流量從CPU卸載到智能網卡上，以獲得更高的轉發性能。特別是在上海舉行的MWC世界移動大會上海展上，中興通訊成功演示了基于邊緣開放硬件加速平臺的5G用戶面UPF解決方案，該方案較不帶加速的虛擬化UPF轉發時延降低了90%，吞吐量提高了200%，同時功耗可以減少55%，更好地滿足5G URLLC和eMBB對邊緣數據中心轉發能力的特殊要求。

5.?提供API實現5G網絡業務能力開放

業務能力開放是MEC應用的另一大特色。MEC在網絡邊緣部署，為無線網絡信息的實時感知獲取提供了便利條件，再通過開放接口將這些信息開放給第三方業務應用，可以優化業務應用、提升用戶體驗、實現網絡和業務深度融合。

為了實現5G網絡的能力開放，邊緣計算體系中引入了邊緣計算應用（ME APP），通過NEF（Network Exposure Function，網絡能力開放）與5G網絡進行實時交互。一方面，NEF將感知的UE和業務流相關測量信息，比如UE實時位置、無線鏈路質量、漫游狀態等傳遞給MEC服務器，MEC服務器基于上述測量信息通過智能分析和抽象，對應用的業務性能進行優化（例如調整視頻播放碼率），進而提升服務質量；另一方面，NEF將感知的應用服務相關信息，比如業務時長、業務周期、移動模式等傳遞給網絡，網絡感知分析應用提供的這些信息，進一步優化其UE資源配置（例如為VIP用戶分配合適的帶寬資源）與會話管理。

中興通訊MEC能力開放架構如下圖所示，依托MEC邊緣業務平臺，開放網絡能力（LBS位置能力、RNIS無線網絡信息能力、QoS能力、帶寬能力等），為用戶提供差異化的體驗，挖掘網絡價值，提高運營商增值收入。同時通過開放接口的研究及標準化，加速創新型業務應用的開發及上線，打造良好的 MEC 產業生態鏈。

圖4?? MEC能力開放架構

中興通訊的面向5G的 MEC解決方案，將平臺設計、虛擬化、 MEP、硬件加速等多種軟硬件技術與?5G 網絡架構相結合，提供輕量化的、統一管理的，高性能、靈活開放的MEC邊緣云， 使應用、服務和內容可以實現本地化、近距離、分布式部署，從而一定程度解決了 5G 網絡 eMBB、URLLC、mMTC 等技術場景的業務需求，增進用戶體驗。中興通訊希望能夠攜手更多的行業合作伙伴，共同探討邊緣云的合作模式，共建面向5G的邊緣生態系統，全面推動MEC邊緣云商用步伐，共同促進5G邊緣業務的蓬勃發展。