5G-MEC(多接入边缘计算)-业务系统架构

标题:节点:编号:5GMEC（多接入边缘计算）业务系统架构G1-5-4业务架构终端UEgNB汇聚5GC本地流量外网流量MEPMAPPMEOMEC管理边缘云平台InternetETSI7类MEC场景：视频优化、视频分析、企业分流、增强现实VRAR、车联网、工业互联网、辅助敏感计算。基本上视频优化为MEC主流2C应用，因其实现难度较低，需求广泛。针对后期MEC应用大概率均为业务驱动即深入到客户的应用系统，例如制造业的OT系统中的PLC计算能力不足的问题，采用虚拟化PLC进行数据卸载（是MEC系统实现终端业务实时化处理的重要手段）。作为新一代数字基础设施，可以解决数据存不下、流不动、用不好的痛点。MEC的相关标准是要随着3GPP来推动的，ETSI定了MEC的商业框架，包含应用场景、整体架构、部件以及API接口。UPF是ETSI与3GPP网络架构融合的锚点。MEC位置物理部署尤为关键，也需要根据核心网架构来确定的。对用户请求的数据包进行报文解析，获取具体的业务数据，并判定该业务数据是否需要交给MEC服务器进行本地分流。接入设备边缘DC(30km-50km)区域DC(100km-150km)/中心DC(200km-300km)在移动边缘计算的众多功能中，移动边缘网络的流量卸载（本地分流）功能是非常重要的一环。流量卸载功能用于把符合特定卸载规则的流量卸载到移动边缘网络（即本地特定网络，可以是企业内部网或因特网），以节省回传带宽、降低时延，并便于拓展MEC其他业务。要么解决低时延,要么解决带宽拥堵。最终的目前是为电信运营商引流。可以复用CDN的资源，包括服务器设备或者机房，因CDN承载的业务不需要算力，传统的CDN做到内容分发为主，CPU负荷低。5GC能力下沉，针对客户侧MEC将客户的IT设备上升至5GCUPF上，针对低时延以及带宽高的场景，高于终端本身处理能力100倍，减低了客户本地部署费用。（目前部署的规模来看，可以分为便利店、小区商超、大型超市）运营商网络非运营商网络固定网络4G5GLora蓝牙Wifi接入模式MEC（MultiAccessEdgeComputing）指多种网络接入模式，如LTE、WiFi、有线，甚至ZigBee、LoRa、NBIoT等各种物联网场景，多接入实现无处不在的一致性用户体验。MEC独立商业闭环可能性不大。主要依托5G的网络架构重组，将目前的IT架构重新整合，意图在将显示和储存分离。由于网络传输可以达到本地计算的能力，故无需本地化存储。最为简单的MEC定义就是C/S架构的升级。提供MEC业务的应用，厂商、运营商自研、第三方整网MEC业务的编排器，对等于NFV中的NFVOMEC生命周期管理，对等于NFV中的VNFMX86基础设施（部分复用CDN硬件资源）虚拟化为主非本地流量，从本地UPF通过N9发送给核心UPF本地流量，从本地UPF通过N4发送给核心SMF多租户单租户MEC部署运营商侧接入设备DC接入模式无MEC部署客户侧（减少本地部署费用/提升连接和计算两大维度）应用程度启动步骤：OSS/MEO/MEPM/MEP/APP/VIMA1A2A3A4A5A6MEC在无线接入网（RadioAccessNetwork,RAN）内提供IT服务环境、计算和存储功能，其目标是减少网络延迟，确保高效的网络运营和服务交付，并提高用户体验质量。MEC基于虚拟化平台，需要依托SDN和NFV关键技术。适合移动的（低时延、高带宽)，且为临时部署场景。A7A1细化环节A4.2-1upf分流3GPP_23.501/23.502在MEC边缘云侧配置分流规则，通常采用IP五元组法和基于DNS域名解析的分流规则。基于IT五元组的分流规则：IP地址+端口号；基于DNS响应的分流规则：DNS目标域名。Upf可以下沉到园区节点埃森哲在最新发布的一份2015-2018研究报告中提到：“有三分之二的中国企业，对IT的投资回报不满意”。A8gNBA4.5固网网元BRAS5G网元UPF《3GPPTS23.501R16g305G系统架构》12：支持边缘计算（MEC）边缘计算使运营商和第三方服务能够靠近UE的接入连接点进行托管，从而通过减少端到端延迟和传输网络负载实现高效的服务交付。中心(大区/省）边缘（地市及以下）5GC网中心云云边缘云（面向局域应用）边缘云（面向广域应用）UPF到用户本地gNBUPF下沉到地市公有云为主私有云为主涉及环节3A2A1AA如果做个形象的比喻，就是ICT行业“手机化”，更加确切的话就是ICT“苹果化”，你只需要采集和显示设备，其他都不需要了。AAA4.2-2upf加速A10超过70%的受访公司认为，固定网络也将（广泛地）用于边缘计算场景。一个边缘节点支持有限数量的基站（如少于10个基站）用于智慧园区或类似“封闭”环境的应用，而一个边缘节点支持50个以上（或100个）的基站则可供公共使用。A4.4B标题:节点:编号:5GMEC（多接入边缘计算）业务系统架构G1-5-4形态由来在过去40年里，算力和处理在集中式架构和分布式架构之间交替往复。21世纪，随着互联网、企业IT和智能手机的大规模商用，激起了以大型集中服务器群为基础的云计算浪潮。一些公司成为这个领域的领军者，即所谓的超大规模云计算玩家，包括亚马逊、微软和谷歌。近年来，其他公司也加入了这一市场，并正在迅速扩大规模，包括IBM、Oracle以及中国的阿里巴巴和腾讯。尽管边界很难严格定义，但可信迹象表明，边缘计算这一新浪潮正在发展，这标志着算力和资源靠近客户部署的分布式转型将成为趋势。本质上讲，这表示业务模式从以网络为中心转变为以工作负载为中心，本地化成为首要原则。但这并不是非此即彼的情况，集中式云数据中心将继续存在，且整体容量仍可能继续扩大，但新的需求（如物联网和企业）以及5G时代超低时延业务的潜力正在将计算拉近最终用户。时间维度历史计算周期市场规模（运营商相关)1219亿2030集中式/分布式12197019902010主机计算边缘计算集中式“喇叭口”效应曲线预计到2025年，中国将有19亿授权蜂窝物联网的连接。中国四分之三的企业已经部署了物联网，属全球最高。分布式分布式云边协同阶段（分割时间以5G规模商用为准即2020起)部署完成MEC的基础硬件设备、包括N3/N4/N6的主要接口设备以及虚拟化为前提（N4各个产业也在主导OPEN，其中包括中国移动的Openupf明确2B可解耦，存在的方式服务器或者交换机）。主要集中在计算侧，连接侧主要需要接入5GCSMF功能，SA组网方式具备。逐步接入非运营商网络，当然必须包括运营商的固网网元BRAS。新基建的定义以及投入驱动，会大幅度提速该环节与第二阶段进行融合。目前13个省直辖市2020年重大项目投资已公布，总投资额为33.83万亿，浙江省未公布。同时于云计算的协同仍未消失和脱离。在计算和连接侧都建立完成后，面向业务应用推出解决方案，包括具备边缘计算功能的底层芯片、API接口规范、平台业务自动识别。随着MEP平台的开源推进，后期开展5G垂直行业的解决方案就是网络适配和APP应用为主，大概率上没有第三种形态和模式了。另外随着中国制造2025节点（据预测2024年5G的接入占比为50%，当然要根据运营商资本开支逐年增长的确定性即CapeX和Opex修正），工业互联网标识解析体系也建设完毕，并开始运营。该窗口也需要结合浙江递归节点进行完善技术路线的修正和完善。3.2343.13.13.2集中式ICT部署手机化应用用户化部署独立化云计算智能手机美国历年硬件和软件投资总额对比（十亿美元）美国历年软件和硬件占IT总投资比例趋势每一次技术的的发展，最大的驱动就是危机的发生，例如上图（左）的三个周期都是伴随全球互联网泡沫、经济危机交叉力图逆周期发展，最大程度的拉升经济发展为导向。同时，云计算的兴起不能以设备价格大幅度降低而肆意滥用。IaaS：少数巨头主导PaaS：云计算产业核心环节，但较难独立存在SaaS：市场相对分散，订阅模式带来更高可预见性PC客户端分布式集中式分布式集中式这是一个资源优化的阶段，结合市场需求和技术发展为导向5GC采用SBA架构，UPF下沉，开放。形态由来标题:节点:编号:5GMEC（多接入边缘计算）业务系统架构G1-5-4最大程度地发挥边缘计算能力及特性，提高用户确定性网络服务体验。XX积极谋求把连接维度、计算方向这两者有效融合到MEC产业中，强连接（包含Qos切片/网络切片）形成VCN为代表的新的趋势，通过SDN/NFV支持网络切片实现快速网络定制，解决提供差异化网络服务为主；计算侧融入超融合分布计算为主，解决数据异构为导向，其中结合中间件的举措，独立的系统软件服务程序，分布式应用软件借助这种软件在不同的技术之间共享资源，其位于客户机服务器的操作系统之上，管理计算资源和网络通信。实现Sub6GHz所有频段接入，支持固网和移动网络上的集成访问，同时完善最短MEC接入网，从gNB到MECUPF的N3接口服务流提供最短的路径。在现场MEC模式下，需要直接通过园区中的移动承载路由器将N3接口服务流转发到MEC。除了确保低延迟并节省运营商网络上的带宽外，这还确保了企业的关键服务数据不会离开园区。这需要MEC访问路由器通过最短路径转发数据包。逐步完善和迭代成为VCN、MCSN等主流交付方案。连接能力原生态MEC（SDN/NFV）VCN3.0计算能力1212QOS切片（基于PLMN）NSMF/NSSMF分布式智能小站运营商网络（包括固网）非运营商网络MCSNVCN2.0在连接侧提供5GNR细颗粒度保障，融合MEC下沉的UPF能力，跟进现阶段5G的发展，融合5GNR空口资源以及基于SBA核心网的UPF下沉的能力，公网与专网的RAN和核心网、控制面的可共享，5GgNB部署在企业侧。SA组网，CSMF/NSMF建设完毕，并可商用，具备开通和实现RAN/TN/CN的切片服务为起始点。MCSN相比于VCN2.0阶段功能，倾向于基于最大程度的发挥5G的连接能力，（gNB到upf的N3口解耦趋势，核心网解耦带了的成本下降很有限，运营商必须推动的是RAN侧的解耦）在计算侧采用相对保守的配置进行集成交付，在商业模式方向，建议采用B2B2C的收费方式，采用5GMCSN基站模型，5GgNB作为类产品化规模交付使用，发挥5G能力为圆心开展信息化业务，向企业客户提供确定性的网络服务，再由企业客户结合自身的专业服务内容，运营商通过面向不同垂直领域内的企业客户、第三方服务平台收费，最终实现互惠共赢，共享5G红利。最小计算能力最小连接能力连接12通讯网络运营商可以从“联接”机会开始，向上扩展提供更多的能力或服务。基于全球10个行业的调研和分析，5G作为平台技术给各个行业数字化转型带来广阔的市场空间。各行业中，联接服务的占比从10%到24%不等。且联接份额较高的智慧城市、能源与公用事业、汽车、制造供应链等行业应用也均更为成熟，行业数字化转型的意愿更强烈。独立的系统软件服务中间件3边缘移动云（公有云）边缘网络云（电信云）物理隔离独立云管MECApp3rdgNB到UPF的N3接口解耦3应用驱动VCN1.0MECApp3rd边缘计算按照发展阶段，可以连接和计算形态两种形体：网络和计算。网络分为根据面向广域或局域边缘应用位置边缘移动云（公用云、私有云）和边缘网络云（原电信云），应用可以包括在计算中，也可以独立成为第三维度，边缘应用的部署主体为划分标准。C-vCN（CellularvirtualCampusNetwork）蜂窝虚拟园区网MCSN（MobileCampusSliceNetwork）移动园区切片网络2020年第四季度力争5GSA商用。中国移动研究院无线与终端技术研究所所长/丁海煜MCSN（MobileCampusSliceNetwork）移动园区切片网络，是中国移动通信技术和云网融合技术的集大成者，扩大了传统5G切片的范围，把传统频谱共享、基于APN的路由选择。纳入基于切片的资源预留和隔离以及基于MEC移动边缘云，融合无线接入、承载、边缘云计算的最新技术。具备虚