隨著互聯網的發展,“云”這一概念已經成熟并已結出了累累碩果,造就了亞馬遜,微軟,谷歌這樣的行業巨頭。
▲“云”已經全面服務于我們的日常生活
云計算,本質就是在遠端部署大量的服務器來對外提供計算服務,用戶只要有網絡能和云連接,就能享受強大地如核爆一樣的計算能力,終端存在的主要意義就是顯示和交互了。
▲無所不能的云服務
目前,一切的網絡服務都在往云化發展,諸如云存儲,云物聯,云游戲,云教育,云安全等等,似乎我們生活中的一切都可以飄在云端一樣。
▲我們的日常生活飄在云端
這樣一來,連接云和終端之間的管道就尤為重要。在云的時代,連不上網的手機是可恥的,網速不好的手機是無地自容的,因為沒有網絡,它們的存在就毫無意義。
在無線網絡中,5G就是那個連通云和終端的管道,帶寬,時延,容量,和可靠性就是衡量這個管道的表現好與不好的硬指標。
▲5G是連接云和端最重要的通信管道
相比于5G的前輩2G,3G和4G,5G的的愿景更為宏大,它要做能連接世間萬物,無所不通的智能管道。總結起來就是eMBB,mMTC,uRLLC這三大場景。
▲5G的三大應用場景
eMBB,即為增強型移動寬帶,用戶體驗速率要能達到1G比特每秒;
mMTC,即為大規模機器通信,每平方千米的網絡連接數要能達到一百萬個;
uRLLC,即為超高可靠性低時延通信,不但誤碼率要低能達到10-5級別,時延還要不超過1毫秒。
這三個需求,個個都是難啃的骨頭。專家們在頻譜,帶寬,編碼,多址方式,波形等各個領域研究一通之后,5G的技術方案終于初步成型。
當這些老專家從對于無線領域相關技術的聚焦中抬起頭來的時候,突然發現,“云”這種服務方式好是好,但是不是離終端太遠了?
▲云還是離終端太遠
與其絞盡腦汁,付出極大代價地提升5G這個管道能力,不如拉近“云”和“端”的距離,管道縮短了,一切不就都好辦了嗎?
就像網上商城一樣,如果全球的訂單都從一個地方發貨,距離遠的地方必然是壓力大效率低,再怎么努力也難以突破物流的極限。而如果在各地建立本地倉庫,就近發貨的話,物流效率必將大幅提升。
▲eBay全球倉庫分布
于是,早在業界流行的“霧計算”進入了通信專家的視野。眾所周知,除了緊挨著地面這一點之外,霧的本質和云是一模一樣的。那么能不能在云的底下,再增加一層叫做“霧節點”的計算資源,使服務更貼近用戶呢?這就是霧計算的思想。
▲霧計算架構圖
在“霧計算”思想的基礎之上,專家們把“霧節點”和移動網絡這個管道結合起來,提出了“移動邊緣計算(Mobile Edge Computing,簡稱MEC)”這個概念。
為啥叫移動邊緣計算呢?因為無線接入網(主要指的是基站)就是直接用來接入用戶的,跟核心網相比,無線處于網絡的邊緣接入的位置,這個名字起得也還算形象。
▲MEC架構圖
網絡上有很多定義強行區分“霧計算”和“邊緣計算”,認為它們是云→霧→邊緣這樣不同層級的服務,其實兩者并沒有嚴格的界限,后文將以“邊緣計算”來統一描述。
2016年,歐洲電信標準協會把“移動邊緣計算”的概念擴展為“多接入邊緣計算”,把WiFi,固網等接入方式也囊括了進來。曾經的Mobile Edge Computing變成了Multi-access Edge Computing,簡稱還是MEC。
既然叫做“邊緣計算”,MEC服務器的部署肯定在貼近用戶的地方,那么到底有多近呢?下面是3個選項。
▲MEC的部署位置
1.站點機房。站點機房距離用戶最近,但如果把MEC部署在這個地點的話,只能管理到臨近一公里范圍的大約5個以內的站點,規模太小,成本高,很少有運營商這么做。
當然這種場景也有特例,那就是針對大樓的室內覆蓋站點,這種站點用戶密度高,還可能有大型商場這樣的業務熱點區域,部署MEC可以提供內網訪問,數據分流,室內定位,精準廣告推送等綜合業務。
2.綜合接入機房。這個位置離用戶也很近,可以管理到周圍5到10公里的20個左右的站點,在此部署MEC的話,服務規模還是太小,也極少有運營商這樣部署。
3.邊緣數據中心。這個位置雖說離用戶稍遠,但也還屬于網絡邊緣。在此部署MEC的話,可以服務于臨近50到100公里的一百多個站點的用戶,規模適中,在成本和收益之間取得了較好的平衡,因此多數運營商選擇在邊緣數據中心部署MEC服務。
到了區域數據中心這個位置,離網絡邊緣就比較遠了,不再建議部署MEC服務。下沉的CDN和下沉的4G用戶面xGW可以在這個位置就近和下面的MEC服務器通信。
▲MEC平臺架構圖
MEC是一個基于通用服務器的虛擬化平臺,在此平臺之上,不但可以部署5G的CU,下沉的UPF和各種各樣的服務,用于5G的eMBB,mMTC和uRLLC服務之外,還可以部署下沉的4G用戶面SGW-U和PGW-U(合稱xGW),讓數據通道更為暢通。
引入了MEC之后,eMBB, mMTC和uRLLC這3大5G應用場景都可以受益。
▲5G的3大場景及MEC部署建議
首先,對于eMBB業務,典型的應用是高清視頻,虛擬現實(VR),賽事直播等等,它們都需要極大的網絡帶寬。但是從手機到外部網絡需要經過基站,回傳網,核心網之后才能到達,路徑冗長,占用的帶寬多,網絡時延大,用戶體驗難以保障。
在增加了MEC之后,可在MEC上配置視頻緩存,處理VR數據,由于離用戶更近,更能保證高速率低時延。
或者,對于一些高校或者企業的內網,可以直接和MEC相連就近訪問,路徑更短,不但速率更高,還可以有效到分流核心網的流量,減輕網絡負荷。
還有前面說到的,對于大型商場的室內覆蓋,可以提供精準室內定位及導航,精準廣告推送,VR購物體驗,內網訪問分流,商場人流量分析等多種個性化服務。
然后,mMTC業務來說,海量的物聯網終端產生海量的連接和海量的數據,這些未經處理的原始數據會對核心網產生很大的沖擊,而把這些海量數據在MEC接收,再經過MEC的分析匯總之后,提取關鍵信息再進行上報,數據量就會大幅減小。
對于uRLLC來說,MEC就更重要了,因為用戶面功能UPF也可以下沉,和MEC部署在同一節點,因為這個貼近網絡邊緣的節點存在,時延敏感的數據直接在MEC處理,大大降低時延。甚至可以說,有了MEC,uRLLC業務的實現才有了保障。
▲5G多接入邊緣計算,一點也不邊緣!
MEC,這棵在4G時代萌芽的幼苗,在5G時代的3大場景都被寄予厚望。如此根正苗紅的種子選手,必將在5G時代長為參天大樹。
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原文標題:5G邊緣計算:這回要當主角
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