隨著國內4G網絡的正式商用，用戶在移動場景下高速率交互能力得到了大幅度提升。物聯網、智能製造及雲計算等新興產業快速的發展已催生了一大批行業應用規模化落地應用。這些新產業對4G移動網絡的需求越來越旺盛
，隨著網絡覆蓋範圍的擴大、帶寬的增強、資費的下降，萬物互聯的物聯網觸發了新的生產模式和商業模式

，催生了移動網絡新的數據生產和消費方式
；離散製造
、流程製造等智能製造亟待需要靠近現場、能提供可靠性高、實時性、準確性強的係統，以實現移動互聯網與智能製造係統深度融合。

 

隨(sui)著(zhe)雲(yun)計(ji)算(suan)技(ji)術(shu)的(de)成(cheng)熟(shu)與(yu)快(kuai)速(su)應(ying)用(yong)
，現(xian)在(zai)大(da)部(bu)分(fen)應(ying)用(yong)係(xi)統(tong)都(dou)采(cai)用(yong)雲(yun)計(ji)算(suan)的(de)架(jia)構(gou)來(lai)構(gou)建(jian)，一(yi)些(xie)傳(chuan)統(tong)架(jia)構(gou)的(de)應(ying)用(yong)係(xi)統(tong)也(ye)在(zai)逐(zhu)步(bu)向(xiang)雲(yun)平(ping)台(tai)遷(qian)移(yi)，采(cai)用(yong)雲(yun)平(ping)台(tai)架(jia)構(gou)來(lai)集(ji)中(zhong)化(hua)的(de)建(jian)設(she)應(ying)用(yong)係(xi)統(tong)優(you)化(hua)了(le)傳(chuan)統(tong)架(jia)構(gou)的(de)諸(zhu)多(duo)缺(que)點(dian)，但(dan)是(shi)這(zhe)種(zhong)集(ji)中(zhong)化(hua)的(de)建(jian)設(she)方(fang)式(shi)在(zai)靠(kao)近(jin)用(yong)戶(hu)的(de)網(wang)絡(luo)邊(bian)緣(yuan)也(ye)存(cun)在(zai)許(xu)多(duo)不(bu)足(zu)之(zhi)處(chu)。線(xian)性(xing)增(zeng)長(chang)的(de)雲(yun)計(ji)算(suan)能(neng)力(li)無(wu)法(fa)匹(pi)配(pei)爆(bao)炸(zha)式(shi)增(zeng)長(chang)的(de)海(hai)量(liang)網(wang)絡(luo)邊(bian)緣(yuan)數(shu)據(ju)；傳輸網絡帶寬負載急劇增加造成較長的網絡延遲
，難以滿足控製類數據
、實時數據和流式等數據的傳輸需求。

 

suizheyidonghulianwangdekuaisufazhan
，yuelaiyueduodeyonghuxiguantongguoduoyanghuadeyidongzhongduanlaishiyongyidongwangluozhongdeyingyongheguankanwangluozhonggezhonggaoqingshipin，bingqiegeleixingyeyingyongdeAPP鋪天蓋地的發展，這些APP應(ying)用(yong)及(ji)高(gao)清(qing)視(shi)頻(pin)會(hui)消(xiao)耗(hao)大(da)量(liang)的(de)網(wang)絡(luo)資(zi)源(yuan)和(he)帶(dai)寬(kuan)

，而(er)目(mu)前(qian)運(yun)營(ying)商(shang)的(de)傳(chuan)統(tong)網(wang)絡(luo)架(jia)構(gou)還(hai)不(bu)能(neng)完(wan)全(quan)滿(man)足(zu)如(ru)用(yong)戶(hu)所(suo)願(yuan)的(de)業(ye)務(wu)體(ti)驗(yan)，如(ru)何(he)滿(man)足(zu)用(yong)戶(hu)移(yi)動(dong)互(hu)聯(lian)網(wang)化(hua)的(de)各(ge)種(zhong)業(ye)務(wu)需(xu)求(qiu)、提高用戶的業務體驗，為用戶提供差異化的服務，成為運營目前移動網絡架構發展演進的難題。

 

移動邊緣計算MEC（Mobile Edge Computing）將虛擬化的平台引入移動網絡中，能有效實現業務錨點下沉，縮短業務響應時間，很好地解決目前4G移yi動dong網wang絡luo中zhong業ye務wu發fa展zhan存cun在zai的de諸zhu多duo問wen題ti，還hai能neng提ti供gong將jiang傳chuan統tong移yi動dong網wang絡luo的de通tong信xin能neng力li開kai放fang，為wei開kai展zhan網wang絡luo能neng力li相xiang關guan的de創chuang新xin業ye務wu應ying用yong奠dian定ding良liang好hao的de基ji礎chu。

 

 

移動邊緣計算MEC是把移動網絡和互聯網兩者技術有效融合在一起，在移動網絡側增加了計算、存儲、數據處理等功能
；構建了開放式平台以植入應用
，並通過無線API開放移動網絡與業務服務器之間的信息交互，移動網絡與業務進行了深度融合，將傳統的無線基站升級為智能化基站
；MEC的部署策略尤其是距離用戶的相對地理位置可以有效實現低延遲、高帶寬等，MEC也可以實時獲取移動網絡信息和更精準的位置信息來提供更加精準的位置服務。

 

 

MEC係統底層：基於網絡功能虛擬化NFV技術的硬件資源和虛擬化層架構
，分別提供底層硬件的計算

、存儲

、控製功能和硬件虛擬化組件，完成虛擬化的計算處理、緩存
、虛擬交換及相應的管理功能。

 

MEC功能組件：承載業務的對外接口適配功能，通過API完成和基站及上層應用層之間的接口協議封裝，提供流量旁路、無線網絡信息、虛擬機通信、應用與服務注冊等能力
，具備相應的底層數據包解析
、內容路由選擇、上層應用注冊管理、無線信息交互等功能。

 

MEC應用層：基於網絡功能虛擬化的虛擬機應用架構，將MEC功能組件層封裝的基礎功能進一步組合成虛擬應用
， 包括無線緩存、本地內容轉發

、增強現實、業務優化等應用， 並通過標準的API和第三方應用APP實現對接。

 

如下圖所示，MEC係統通常位於無線接入點及有線網絡之間。在電信蜂窩網絡中，MEC係統可部署於無線接入網與移動核心網之間。MEC係統的核心設備是基於IT通用硬件平台構建的MEC服務器。MEC係(xi)統(tong)通(tong)過(guo)部(bu)署(shu)於(yu)無(wu)線(xian)基(ji)站(zhan)內(nei)部(bu)或(huo)無(wu)線(xian)接(jie)入(ru)網(wang)邊(bian)緣(yuan)的(de)邊(bian)緣(yuan)雲(yun)，可(ke)提(ti)供(gong)本(ben)地(di)化(hua)的(de)雲(yun)服(fu)務(wu)

，並(bing)可(ke)連(lian)接(jie)其(qi)它(ta)網(wang)絡(luo)如(ru)企(qi)業(ye)網(wang)內(nei)部(bu)的(de)私(si)有(you)雲(yun)實(shi)現(xian)混(hun)合(he)雲(yun)服(fu)務(wu)。MEC係統提供基於雲平台的虛擬化環境
，支持第三方應用在邊緣雲內的虛擬機（VM）上運行。相關的無線網絡能力可通過MEC服務器上的平台中間件向第三方應用開放。

 

MEC係統架構

 

 

移動邊緣計算MEC可利用無線接入網絡就近提供用戶所需服務和雲端計算功能
，而創造出一個具備高性能、低延遲與高帶寬的電信級服務環境，加速網絡中各項內容、服務及應用的快速下載
，讓用戶享有不間斷的高質量業務體驗。

 

MEC係統原理如下圖所示
，每個用戶終端（UE）發起內容調用申請時，傳統的內容獲取需要經過基站接入後

，通過核心網（CN）連(lian)接(jie)目(mu)標(biao)內(nei)容(rong)，再(zai)逐(zhu)層(ceng)進(jin)行(xing)傳(chuan)遞(di)完(wan)成(cheng)終(zhong)端(duan)和(he)該(gai)目(mu)標(biao)內(nei)容(rong)間(jian)的(de)交(jiao)互(hu)，同(tong)一(yi)個(ge)基(ji)站(zhan)下(xia)的(de)其(qi)他(ta)終(zhong)端(duan)如(ru)要(yao)發(fa)起(qi)同(tong)樣(yang)的(de)內(nei)容(rong)調(tiao)用(yong)
，上(shang)述(shu)調(tiao)用(yong)流(liu)程(cheng)和(he)連(lian)接(jie)將(jiang)重(zhong)複(fu)發(fa)送(song)，這(zhe)樣(yang)，一(yi)方(fang)麵(mian)占(zhan)用(yong)了(le)路(lu)徑(jing)上(shang)的(de)各(ge)級(ji)網(wang)絡(luo)資(zi)源(yuan)，另(ling)一(yi)方(fang)麵(mian)也(ye)增(zeng)加(jia)了(le)相(xiang)應(ying)的(de)時(shi)延(yan)。

 

引入MEC技術後
，通過在基站側疊加MEC服務器
，由MEC服務器和目標內容直接完成內容提取和緩存，這樣當同一個基站內其他終端進行相同內容調用時，將可以直接從ＭＥＣfuwuqizhongyuyihuoqu
，buzaitongguohexinwangzhongfuhuoqu，youxiaojieshenglehexinwangcedexitongziyuan，tongshiyouyuyewuneirongdexiachenjiangxianzhusuoduanxiangyingdeyewuxiangyingshiyan。

 

MEC係統原理示意圖

 

 

keyitigonggengdideshiyan。youyuyewuhuancundeneirongdafudujiejinyonghuzhongduanshebei


，dadasuoduanleyewujiexuhexiangyingshiyan，congershixianduiwangluoshijizhuangtaijinxingkuaisufankui
，yongyigaishanyonghuyewutiyan

，tongshijianshaowangluozhongqitabufendeyongsai。

 

可提供位置感知。MEC服務器可以使用獲取的無線網絡的信令信息來確定每個連接設備的位置，可為後續基於位置的服務
、分析等業務應用奠定良好基礎。

 

可獲取網絡內容信息。MEC服務器獲取的實時網絡數據如空中接口條件
、網絡參數等，可以作為能力開放給應用程序和服務，從而為開發新的應用程序通過開發API獲得網絡能力信息以幫助移動用戶獲得基於位置的興趣點、商業信息以及業務消費習慣等提供了技術可行性。

 

 

4k高清視頻
、視頻直播及VR等對網絡時延要求很高的業務場景。在這種業務應用中，MEC服務器和各業務係統可進行實時交互，能獲取視頻業務中的熱點內容並在本地緩存，MEC服(fu)務(wu)器(qi)對(dui)網(wang)絡(luo)中(zhong)的(de)實(shi)時(shi)數(shu)據(ju)進(jin)行(xing)深(shen)度(du)的(de)解(jie)析(xi)
，並(bing)和(he)本(ben)地(di)緩(huan)存(cun)內(nei)容(rong)進(jin)行(xing)詳(xiang)細(xi)地(di)對(dui)比(bi)
，如(ru)果(guo)申(shen)請(qing)訪(fang)問(wen)內(nei)容(rong)已(yi)在(zai)本(ben)地(di)緩(huan)存(cun)中(zhong)，則(ze)直(zhi)接(jie)將(jiang)緩(huan)存(cun)內(nei)容(rong)及(ji)時(shi)推(tui)送(song)給(gei)申(shen)請(qing)用(yong)戶(hu)，網(wang)絡(luo)中(zhong)的(de)熱(re)點(dian)內(nei)容(rong)可(ke)以(yi)根(gen)據(ju)用(yong)戶(hu)訪(fang)問(wen)情(qing)況(kuang)進(jin)行(xing)動(dong)態(tai)實(shi)時(shi)更(geng)新(xin)。這(zhe)樣(yang)以(yi)來(lai)，一(yi)方(fang)麵(mian)可(ke)以(yi)有(you)效(xiao)降(jiang)低(di)內(nei)容(rong)訪(fang)問(wen)時(shi)延(yan)，緩(huan)解(jie)網(wang)絡(luo)壓(ya)力(li)；另一方麵可以依托對內容的定向緩存，能顯著提升用戶的業務體驗，挖掘基於視頻內容的增值價值。

 

對於如視頻教學係統、各種論壇、郵件、FTP等在本地頻繁訪問的業務係統，用戶如果訪問的是非內部網絡內容
，MEC服務器通過詳細地解析，可識別為非本地業務，則直接將業務轉發至核心網
，進行業務的訪問。

 

用戶如果訪問的是本地業務，MEC服fu務wu器qi通tong過guo深shen度du的de包bao解jie析xi
，可ke識shi別bie為wei本ben地di業ye務wu，則ze將jiang業ye務wu轉zhuan發fa至zhi本ben地di網wang絡luo，進jin入ru相xiang應ying的de內nei容rong和he應ying用yong服fu務wu器qi訪fang問wen。這zhe樣yang避bi免mian了le通tong過guo外wai部bu互hu聯lian網wang訪fang問wen本ben地di內nei容rong的de路lu由you迂yu回hui，能neng有you效xiao降jiang低di用yong戶hu訪fang問wen業ye務wu的de時shi延yan， 提升用戶的業務體驗， 能有效緩解傳輸網和核心網的壓力。

 

對於室內多樣化業務的應用場景，比如飛機場
、規模較大的商住區
、大型的場館、地鐵及高鐵等這些場景下不同的用戶業務需求也不同，麵向所有用戶的各類業務需求
，可以部署LTE小站加MEC服務器
，將應用
、服務和內容下沉至無線接入網，拉近應用、服務和內容與用戶之間的距離，有效降低無線接入網到核心網的傳輸帶寬壓力，使得室內的業務交互可以更直接
、更高效、更優質

，從而為用戶提供高品質業務體驗

，提高室內網絡投資收益。

 

隨著雲計算技術的快速發展
、完善成熟及在數據中心的應用，運營商及各大互聯網企業的雲數據中心快速建成並投入使用，由於雲計算具有能有效降低成本、保證數據安全、業務部署快速靈活等特點，越來越多的政府
、企qi業ye將jiang各ge類lei應ying用yong向xiang雲yun數shu據ju中zhong心xin遷qian移yi，雲yun數shu據ju中zhong心xin新xin的de應ying用yong不bu斷duan地di湧yong現xian，同tong時shi在zai雲yun端duan部bu署shu應ying用yong
，它ta的de局ju限xian性xing也ye慢man慢man地di暴bao露lu出chu來lai，業ye務wu部bu署shu在zai雲yun數shu據ju中zhong心xin
，給gei用yong戶hu到dao數shu據ju中zhong心xin之zhi間jian的de傳chuan輸shu網wang造zao成cheng很hen大da的de壓ya力li，業ye務wu高gao峰feng期qi時shi，用yong戶hu的de業ye務wu體ti驗yan極ji差cha
，有you時shi甚shen至zhi無wu法fa訪fang問wen相xiang應ying的de應ying用yong，如ru果guo在zai各ge大da雲yun數shu據ju中zhong心xin引yin入ruMEC技術，將傳統的無線基站升級為智能化基站，把雲數據中心的計算

、網絡及存儲等彈性資源從核心網下沉到分布式基站，在靠近用戶的無線網絡側增加計算
、網絡及存儲等資源處理等能力
，將能有效降低用戶訪問業務時的延遲
，緩解雲數據中心傳輸網和核心網的壓力，MEC邊緣計算和雲計算技術相互協同，將能有效地提升雲數據中心的業務體驗。

 

雲數據中心引入MEC技術架構示意圖

 

由於MEC服務器獲取了網絡側和用戶的信令、位置等海量數據信息，可以和大數據係統進行對接，作為大數據係統的無線數據輸入源之一
，為大數據運營提供準確的用戶位置信息
、信令交互等大量有價值的數據。

 

目前，MEC正逐步從實驗室研究階段走向現網實驗階段，隨著係統架構、API接口
、商業模式

、所承載的應用等進一步完善，以後必將在現網部署商用，會進一步提升4G甚至5G無線網絡的業務應用體驗，有效帶動無線網絡的價值增值。

 

（來源：C114中國通信網；作者：陝西聯通 席曉）