《電子技術(shù)應(yīng)用》
您所在的位置:首頁(yè) > 通信與網(wǎng)絡(luò) > AET原創(chuàng) > 移動(dòng)邊緣計(jì)算在5G網(wǎng)絡(luò)發(fā)展中的重要性

移動(dòng)邊緣計(jì)算在5G網(wǎng)絡(luò)發(fā)展中的重要性

2020-09-02
作者:牟艷霞
來(lái)源:AET
關(guān)鍵詞: 5G 新基建 uRLLC

  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(lái)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(kāi)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。

2.jpg

  圖1 英特爾對(duì)移動(dòng)邊緣計(jì)算整體架構(gòu)的定義

 ?。▓D片來(lái)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(wú)線接入點(diǎn)與有線網(wǎng)絡(luò)之間,傳統(tǒng)無(wú)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(kāi)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矗虼诉吘売?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(wèn)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。

 ?。?)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(wú)線網(wǎng)絡(luò)的一部分時(shí),無(wú)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(lái)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(lái),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(wàn)/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(méi)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(wú)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(wú)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(wú)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(lái)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(kāi)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(lái)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(jué)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(wú)縫結(jié)合,將為網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)和服務(wù)的創(chuàng)新帶來(lái)無(wú)限可能。

 ?。ㄕ碜跃W(wǎng)絡(luò))

  (信息服務(wù)部 牟艷霞)


此內(nèi)容為AET網(wǎng)站原創(chuàng),未經(jīng)授權(quán)禁止轉(zhuǎn)載。