移动边缘计算在5G网络发展中的重要性
2020-09-02
作者:牟艳霞
来源:AET
5G作为“新基建”的龙头,受到了社会各界的高度关注。5G可以提供最高10Gbps的峰值速率、更佳的移动性能、毫秒级时延和超高密度连接。理论上,5G的速度可以达到4G的10倍以上。得益于如此高的网络速度,5G未来将在增强型移动宽带(eMBB)、超可靠低时延通信(uRLLC)和海量大规模连接(mMTC)等三大应用场景发挥重大作用。
当前,云计算、人工智能、物联网等应用快速落地,使得网络上的数据量呈指数倍递增,如何实现海量数据的交互、存储、分析,发挥数据真正的价值,是5G时代的新挑战,而5G也将推动云计算从集中化向分布式演进。由于 5G 会让大量的应用在网络的边缘进行处理,所以, 移动边缘计算(Mobile Edge Computing, MEC)的需求得到爆发。
移动边缘计算为何物?
移动边缘计算(MEC)最初于2013年在IBM和Nokia Siemens共同推出的一款计算平台上出现。之后,各大电信标准组织开始推动移动边缘计算的规范化工作。根据欧洲电信标准协会(ETSI)的定义,移动边缘计算侧重在移动网边缘提供IT服务环境和云计算能力,强调靠近移动用户以减少网络操作和服务交付的时延。
图1 英特尔对移动边缘计算整体架构的定义
(图片来源:Intel,中信建投证券研究发展部)
根据Intel对移动边缘计算整体架构的定义,移动边缘计算位于无线接入点与有线网络之间,传统无线接入网具备了业务本地化和近距离部署的条件,从而提供了高带宽、低时延的传输能力,同时业务面下沉形成本地化部署,可有效降低对网络回传带宽的要求和网络负荷。移动边缘计算由于提供了应用程序编程接口(API),并对第三方开放基础网络能力,从而使得网络可以根据第三方的业务需求实现按需定制和交互,这将是5G迈向更扁平网络的第一步。
相比于云计算,边缘计算自概念诞生之后就一直不温不火,为什么在 5G 时代,它变得如此重要?
MEC的技术特征与5G网络特征不谋而合
移动边缘计算的技术特征主要体现为:邻近性、低时延、高宽带和位置认知。
(1)邻近性:由于移动边缘计算服务器的布置非常靠近信息源,因此边缘计算特别适用于捕获和分析大数据中的关键信息,此外边缘计算还可以直接访问设备,因此容易直接衍生特定的商业应用。
(2)低时延:由于移动边缘计算服务靠近终端设备或者直接在终端设备上运行,因此大大降低了延迟。这使得反馈更加迅速,同时也改善了用户体验,大大降低了网络在其他部分中可能发生的拥塞。
(3)高带宽:由于移动边缘计算服务器靠近信息源,可以在本地进行简单的数据处理,不必将所有数据或信息都上传至云端,这将使得核心网传输压力下降,减少网络堵塞,网络速率也会因此大大增加。
(4)位置认知:当网络边缘是无线网络的一部分时,无论是WiFi还是蜂窝,本地服务都可以利用相对较少的信息来确定每个连接设备的具体位置。
可以看到,边缘计算可以靠近物或数据源头的一侧,将网络处理能力、计算位置下沉到用户边缘,这与5G网络特性不谋而合。
近年来,MEC产业环境渐入佳境,标准化组织、运营商、设备商、互联网厂商等都在推动整个MEC产业的进程,特别是5G商用之后,MEC成为其关键技术之一。
MEC可以满足5G低时延要求
5G“低功耗大连接”的应用场景要求能够提供具备超千亿网络连接的支持能力,满足100万/km2连接数密度指标要求,在这样的海量数据以及高连接密度指标的要求下,如何保证低时延和低功耗是非常重要的。要实现低时延以及低功耗,一方面需要大幅度降低空口传输时延,另一方面要尽可能减少转发节点,缩短源到目的节点之间的“距离”。
而目前的移动技术对时延优化并不充分,LTE技术可以将空口吞吐率提升10倍,但对端到端的时延只能优化3倍。其原因在于当空口效率大幅提升以后,网络构架并没有充分优化而成为了业务时延的瓶颈。LTE网络虽然实现了2跳的扁平构架,但基站到核心网往往会距离数百公里,途径多重会聚、转发设备,再加上不可预知的拥塞和抖动,根本无法实现低时延的保障。
移动边缘计算部署在移动边缘,将把无线网络和互联网两者技术有效融合在一起,并在无线网络侧增加计算、存储、处理等功能,构建移动边缘云,提供信息技术服务环境和云计算能力。由于应用服务和内容部署在移动边缘,这样便可以减少数据传输中的转发和处理时间,降低端到端时延,满足低时延要求,并降低功耗。
未来及展望
MEC属于一个新兴的技术与市场,有很多还未开发的商业模式等待各方共同创新、创造。在我国,2020年5G基站将迎来真正的大规模建设,边缘计算也刚刚起步,但伴随着5G的爆发,其前景亦不可估量。
在5G时代,MEC的应用将伸展至交通运输系统、智能驾驶、实时触觉控制、增强现实等领域。同时,新的MEC行业标准和MEC平台的部署,也将提供一种新型的网络生态系统和价值链,基于MEC的移动网络和移动应用的无缝结合,将为网络业务和服务的创新带来无限可能。
(整理自网络)
(信息服务部 牟艳霞)