从移动边缘计算到多接入边缘计算,MEC成5G研究新宠

云视角

2018-09-14

科技云报道原创。
如果说4G时代的智能终端技术全面促进了传统PC互联网同移动网络的深度融合,那么在5G时代,MEC技术将会推动云计算平台同移动网络的融合,并可能在技术及商业生态上带来新一轮的变革和颠覆。

如今,来自游戏、视频和网页内容将占据84%的IP流量,根据Gartner的报告,到2020年全球连接到网络的设备将达到约208亿台,这要求移动网络提供更好的体验质量。 

移动边缘计算(MobileEdgeComputing,MEC)正是这样一个强大的平台,可以解决未来网络的延迟、拥塞和容量等问题。 

具体来说,它是一种网络架构,利用无线接入网络就近提供电信用户IT所需服务和云端计算功能,而创造出一个具备高性能、低延迟与高带宽的电信级服务环境,加速网络中各项内容、服务及应用的快速下载,让消费者享有不间断的高质量网络体验。 

据估计,将应用服务器部署于无线网络边缘,可在无线接入网络与现有应用服务器之间的回程线路(Backhaul)上节省高达35%的带宽使用。

从移动边缘计算到多接入边缘计算

MEC并不是一个新概念,它最初于2013年出现,源于IBM与Nokia Siemens网络当时共同推出了一款计算平台,可在无线基站内部运行应用程序,向移动用户提供业务。 

欧洲电信标准协会(ETSI)于2014年成立移动边缘计算规范工作组,正式宣布推动移动边缘计算标准化。其基本思想是把云计算平台从移动核心网络内部迁移到移动接入网边缘,实现计算及存储资源的弹性利用。 

这一概念将传统电信蜂窝网络与互联网业务进行了深度融合,旨在减少移动业务交付的端到端时延,发掘无线网络的内在能力,从而提升用户体验。 

2016年,ETSI把MEC的概念扩展为多接入边缘计算(Multi-AccessEdgeComputing),将边缘计算从电信蜂窝网络进一步延伸至其他无线接入网络(如WiFi)。至此,MEC可以看作是一个运行在移动网络边缘的、运行特定任务的云服务器。  

ETSI提出的MEC是基于5G演进的架构,并将移动接入网与互联网业务深度融合的一种技术。MEC一方面可以改善用户体验,节省带宽资源,另一方面通过将计算能力下沉到移动边缘节点,提供第三方应用集成,为移动边缘入口的服务创新提供了无限可能。 

那么,MEC与我们熟知的云计算、CDN是什么关系呢? 

首先,MEC与云计算并不对立,更多是协同互补的关系。云计算把握整体,聚焦于非实时、长周期数据的分析,能够在周期性维护等领域发挥特长,而MEC则专注于局部,聚焦实时、短周期数据的分析,能够更好地支撑本地业务的实时智能化处理与执行。 

其次,MEC与CDN有诸多不同,是CDN未来演进方向之一。传统CDN是以缓存分发业务为中心的IO密集型系统,应用场景的关注点是“分发加速”;而MEC更靠近无线网边缘,下沉位置更深,时延更小,因此MEC不仅要“加速”,还拥有开放API能力及本地化的计算存储能力,可以让网络智能化。

 作为5G的核心技术之一,MEC发展前景广阔。因此,诺基亚、英特尔、华为、中兴等巨头纷纷布局该领域。

MEC典型应用场景

如前所述,MEC通过将计算存储能力与业务服务能力向网络边缘迁移可以为移动运营商、服务提供商以及终端用户等带来很大价值。在5G时代,MEC可以广泛应用在各个领域,如:交通运输系统、智能驾驶、实时触觉控制、增强现实等领域。 

综合来看,MEC的业务应用场景主要包含如下三大类别: 

面向用户的业务应用 

主要指可为终端用户直接带来全新功能以及体验的新型业务应用,例如:在线游戏、远程桌面、增强现实、人脸识别等。 

2018年2月,AT&T和GridRaster在帕罗奥多市一起启动了针对AR/VR用户体验的测试项目。这一项目期望能够通过MEC实现为移动用户在5G网络环境下提供更好的AR/VR体验。 

在这种用户场景下,MEC通过网络数据确定用户位置并将数据流实时提供给用户,本地增强现实服务器提供内容匹配计算和推送,实现本地实景和增强现实内容频道的高度聚合,为不在现场的用户提供更多选择,或者为用户带来独特的视角体验。 

MEC在人工智能领域也有不错的应用。在图像识别方面,服务器相对于移动终端在处理时间及功耗上有显著优势,处理时间增加50-100毫秒,就能提高10-20%的准确率。这意味着在不改进现有算法的情况下,通过引入MEC技术,就可通过降低服务器与移动终端之间的时延改善识别效果。

 面向运营商以及第三方的业务应用 

主要指依托部署在移动网络边缘的计算、存储等能力优势而提供的新型业务应用,此类业务应用不直接针对终端用户,但可以通过与第三方业务/内容服务商合作为用户服务,例如:位置追踪、大数据分析、公共安全、企业园区虚拟专网等。 

目前,国内三大运营商早已行动:中国联通除了在标准方便有所建树外,还发布《中国联通Edge-Cloud平台架构及产业生态白皮书》,今年在15个省市进行规模试点及试商用网络建设,2019年面向5G平滑演进;中国移动已在10省29多个地市现网开展MEC应用试点;中国电信提出5G MEC融合架构,把5G的网络平台和MEC平台整体考虑。 

面向网络性能及QoE提升的业务应用 

主要指以优化网络性能以及用户QoE为主要目标的业务应用,此类业务应用同样不直接面向最终用户,例如:内容/域名缓存、网络性能优化、视频优化传输等。 

比如华为在西班牙帮助沃达丰部署的MEC网络,将整网时延降低了50%,提升了当地人特别喜欢的名为“危机时刻”的游戏体验,效果比较明显。通过MEC降低网络时延,在像“王者荣耀”“绝地求生”等以团队合作、对战为卖点的手机游戏中,对改善参与者的游戏体验可以起到很好的作用。 

MEC存在三大挑战

虽然MEC已成主流,但在实现大规模应用之前,MEC以及各种基于MEC的解决方案还存在三大问题和挑战。 

一是移动性问题。MEC系统所涉及到的移动性问题主要分为两种情况,一种是移动终端在特定MEC服务器覆盖范围内的移动,这种移动不涉及到MEC服务器的切换。另一种情况则是移动终端从一个源MEC服务器移动到另一个目的MEC服务器。

目前,ETSI和各大厂商也都在关注MEC移动性的问题,相信随着研究的不断深入,这一问题将会得到逐步解决。 

二是计费问题。在当前网络架构下,计费功能由核心网负责。移动边缘计算平台将网络服务功能“下沉”到网络边缘,在网络边缘就可以进行计算卸载,这使得计费功能不易实现。

目前,ETSI的标准化工作尚未涉及到计费功能的实现,因此,当前还没有统一的计费标准,不同的公司提供不同的计费标准。 

三是安全问题。在移动边缘计算场景下,移动终端将会面临更加复杂的环境,因此原本用于云计算的许多安全解决方案可能不再适用于移动边缘计算。不同层次的网关等网络实体的认证也是一个需要考虑的安全问题,因此,MEC系统必须解决认证、鉴权等安全性问题。

同时,基于MEC的通信过程涉及众多内容共享和计算协作,用户的隐私保护成为MEC未来发展过程中亟须解决的挑战。

尽管面临上述问题,但相信随着向5G不断迈进,MEC仍将在更多新型场景下发挥重大作用。同时,MEC行业标准的发布和MEC平台的广泛部署,也将为各大移动运营商、设备提供商、OTT和第三方公司带来新的运营模式。在未来,MEC必将成为5G重要一环,助推网络业务和通信服务进入新的阶段。

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