C114通信網  |  通信人家園

專題
2019/8/13 08:47

中興通訊5G MEC: 面向5G的邊緣云部署方案

C114通信網  

隨著移動互聯網和物聯網的快速發展,5G業務呈現出需求多樣性的特點。3GPP定義了5G應用有三大場景:eMBB(增強移動寬帶)、URLLC(極可靠低延遲通信)和mMTC(海量機器通訊),其中eMBB場景提供大流量移動寬帶業務,峰值速率超過10Gbps,帶寬的要求高達幾十Gbit/s,如高速下載、高清視頻、VR/AR等,滿足人們對數字化生活的更高要求,這將對無線回傳網絡造成巨大的壓力。因此需要將業務盡可能下沉至網絡邊緣,以實現業務的本地分流。而URLLC場景提供超高可靠超低時延通信,如自動駕駛、工業控制、遠程醫療等,要求端到端99.999%高可靠和端到端小于1ms超低時延,滿足人們數字化工業的更高要求。這也需要將業務下沉至網絡邊緣,以減少網絡傳輸和多級業務轉發帶來的網絡時延。

針對5G的這兩個場景的應用特點,傳統大規模集中建設的電信云已經無法滿足,需要改變電信云的部署形式以適應5G時代不同場景的業務需求。而MEC(Mobile/Multi-access Edge Computing)邊緣云正好可以滿足這樣的需求。MEC作為5G演進的關鍵技術,可以在更靠近客戶的移動網絡邊緣,并為邊緣應用提供云計算能力和IT服務的環境,具備超低時延、超大帶寬、本地化、高實時性分析處理等特點。一方面,MEC部署在網絡邊緣位置,邊緣服務在終端設備上運行,反饋更迅速,解決了時延問題;另一方面,MEC將內容與計算能力下沉,提供智能化的流量調度,將業務本地分流,內容本地緩存,使得部分區域性業務能夠在本地終結,即提升了用戶的業務體驗,也減少了對骨干傳輸網以及上層核心網的資源占用。因此在5G時代,MEC將是5G網絡邊緣云部署的最佳選擇。

MEC邊緣云的部署位置

MEC邊緣云不限制網絡的部署方式,總的來講,可以按照不同業務場景以及時延方面的需求進行靈活的部署,通?刹渴鹪诮尤霗C房、匯聚機房、地市核心機房等位置,如下圖所示:

圖1 MEC邊緣云的部署位置

通過在邊緣部署MEC平臺,能夠有效的實現將云的計算能力從中心延伸到邊緣,實現業務快速處理和就近轉發,來滿足5G多樣化的應用場景。

MEC邊緣云的部署形態

由于受限邊緣站點機房的環境(比如空間、散熱、承重等)以及部署成本等因素的限制,MEC邊緣云的硬件基礎設施通常采用基于X86處理器的通用服務器,這類服務器具有尺寸小,功耗低、計算密度高等特點,適合在環境要求較低的邊緣機房部署。

MEC邊緣云通;谔囟ǖ脑破脚_(例如openstack)為上層MEC應用提供統一的虛擬化軟件環境和資源管理。MEC應用以虛擬機的形式部署于邊緣云平臺之上,根據不同的場景需要可以進行靈活的部署,比如在邊緣DC通常部署與流量轉發強相關的應用,包括vCPE,OLT-U,DU,BNG-U, UPF/GW-U,MEP等,滿足大帶寬、低時延的業務需求。

中興通訊MEC邊緣云部署方案

為了更好的契合5G時代多業務場景需求,中興通訊提出了完整的、面向5G的MEC邊緣云部署方案,該方案有以下5大亮點:

1.部署輕量化的邊緣云平臺

由于受限于邊緣站點機房的環境,MEC邊緣云的部署規模通常較小,單站點部署的服務器數量較少,可提供的硬件資源有限,而安裝Openstack等基礎設施平臺及管理模塊時會占用大量資源,造成邊緣云上的資源浪費。因此需要為MEC邊緣云進行“瘦身”,進行輕量化部署,減少平臺和管理部分占用的資源,提高邊緣云的資源利用率。“瘦身”主要包括以下幾種舉措:

• 首先要對Openstack進行裁剪,只保留必要的組件,去掉多余組件,減少對邊緣云上計算和存儲資源的占用。

• 其次可以采用虛機+容器雙核方案實現上層應用的輕量化部署,便于快速部署和升級。

• 另外瘦身后的Openstack與邊緣云上的計算節點合設,不獨占物理資源,以減少控制部分的資源占用。

中興通訊輕量化MEC邊緣云部署方案如圖2所示,通過部署輕量化Openstack比優化前的組件數量減少了60%,配置所需的資源數減少了75%,管理資源減少了10%,不僅大大降低了對邊緣云的資源需求,也大大提高了對MEC邊緣云的管理效率。

圖2 輕量化的MEC邊緣云部署方案

另外為了提高MEC邊緣云部署的適應性和資源密度,中興通訊聯合英特爾共同推出了一款MEC邊緣云專用的服務器平臺OEP600(Open Edge Platform 600)。該平臺采用小尺寸一體機設計,機箱深度僅為450mm;CPU采用英特爾最新至強可擴展處理器,為邊緣計算提供更強的計算性能;同時支持寬溫工作,散熱能力強,維護方便,滿足MEC部署的多種環境要求,實現性能與成本的最佳匹配。在2019年MEC技術與產業發展峰會上,中興通訊MEC邊緣云服務器平臺OEP600獲得了“2018-2019年度MEC技術創新獎”,充分展示了中興通訊在邊緣計算領域領先的創新能力和技術水平。

2.部署統一的MEC邊緣云管理系統

由于邊緣云的規模通常較小,數量較多且位置分散,這給邊緣云的規劃、部署、運維、運營帶來了極大大的復雜性,因此需要在上級匯聚站點部署MEC邊緣云統一管理平臺(如圖2所示),對下級邊緣站點進行統一的管理,各邊緣云上只部署計算節點和存儲節點,減少管理模塊的資源占用。

對MEC邊緣云的統一管理主要表現在資源管理和運維管理兩方面:

• 統一的資源管理

對所有邊緣節點上的資源池 (如計算、存儲、網絡等)進行統一管理和分配,提供統一的界面集中監控各邊緣節點上物理資源的拓撲、告警、性能、容量等信息,并為基礎設施管理員提供日志和告警分析等故障定位手段。NFVO只部署在上層的匯聚節點,直接對接邊緣云統一管理平臺,避免和所有邊緣節點的資源池進行對接,對所有邊緣節點上部署的虛機(VM)/容器進行統一編排和部署。

• 統一運維管理

為各邊緣云內的VIM提供統一的運維管理平臺,包括站點管理,用戶/租戶管理,功能配置、鏡像分發,集中備份,升級/補丁管理、巡檢、API分發等;提供統一的FCAPS管理,統一的告警、配置和性能統計;提供智能簡便的自動化工具快速實現安裝和升級、快速巡檢和開局檢查、快速故障分析和定位、日志分析等,提升運維效率。

3.將5G用戶面UPF下沉部署實現本地分流

為了滿足5G應用場景大帶寬和低時延的特性要求,MEC邊緣云在部署時將與5G網絡架構深度融合,其業務分流、策略控制、Qos保證等功能,都將通過標準的5G網絡功能實現;5G核心網的C/U分離式架構,用戶面功能UPF(User Plane Function)需要下沉到網絡邊緣部署,以減少傳輸時延,實現數據流量的本地分流?刂泼婀δ芫W元如SMF則在中心DC集中部署,便于統一控制部署在MEC的UPF,統一配置和下發分流策略。

5G用戶面UFP下沉部署實現本地分流方案如圖3所示。本地 MEC上UPF需要的分流規則,通過接口告知PCF,PCF將分流策略配置給SMF,SMF對所有流量進行集中調度,可采用 UL CL“上行分類”或IPv6多歸屬等方案實現邊緣UPF的選擇,并將需要分流的本地流量通過本地邊緣UPF卸載,對于非本地流量則通過本地UPF發送到中心UPF處理,這樣避免所有流量都迂回中心網絡,減輕骨干網傳輸的壓力和建網成本,提升網內分組數據的承載效率與用戶業務體驗。

圖3 5G UPF本地分流方案

4.為MEC邊緣云提供硬件加速提高性能

MEC邊緣云硬件普遍采用x86通用服務器,而x86通用服務器對于特定的業務需求處理性能低下,導致性價比很低 ,無法滿足5G 場景的商用部署要求,需要考慮針對不同的業務采用不同的軟硬件加速方案:

• 對于計算密集型的業務:如5G CU PDCP空口加解密處理,MEC定位算法,對CPU消耗極大,需要有專用硬件加速

• 對于流量轉發型的業務:如5G UPF/GW-U、MEC本地分流以及CDN、BRAS-U等業務對網絡轉發能力要求很高,需要對數據轉發軟硬件加速

• 對于視頻相關類的業務:如AR/VR、視頻直播等業務需要對視頻渲染、轉碼進行硬件加速;

• AI領域:涉及的訓練、推理操作需要引入GPU進行硬件加速

中興通訊硬件加速方案目前已經支持基于FPGA的GTP業務加速,基于GPU的視頻音頻業務加速及QAT加解密加速。特別是對5G用戶面UPF采用智能網卡硬件加速,將大部分流量從CPU卸載到智能網卡上,以獲得更高的轉發性能。特別是在上海舉行的MWC世界移動大會上海展上,中興通訊成功演示了基于邊緣開放硬件加速平臺的5G用戶面UPF解決方案,該方案較不帶加速的虛擬化UPF轉發時延降低了90%,吞吐量提高了200%,同時功耗可以減少55%,更好地滿足5G URLLC和eMBB對邊緣數據中心轉發能力的特殊要求。

5.提供API實現5G網絡業務能力開放

業務能力開放是MEC應用的另一大特色。MEC在網絡邊緣部署,為無線網絡信息的實時感知獲取提供了便利條件,再通過開放接口將這些信息開放給第三方業務應用,可以優化業務應用、提升用戶體驗、實現網絡和業務深度融合。

為了實現5G網絡的能力開放,邊緣計算體系中引入了邊緣計算應用(ME APP),通過NEF(Network Exposure Function,網絡能力開放)與5G網絡進行實時交互。一方面,NEF將感知的UE和業務流相關測量信息,比如UE實時位置、無線鏈路質量、漫游狀態等傳遞給MEC服務器,MEC服務器基于上述測量信息通過智能分析和抽象,對應用的業務性能進行優化(例如調整視頻播放碼率),進而提升服務質量;另一方面,NEF將感知的應用服務相關信息,比如業務時長、業務周期、移動模式等傳遞給網絡,網絡感知分析應用提供的這些信息,進一步優化其UE資源配置(例如為VIP用戶分配合適的帶寬資源)與會話管理。

中興通訊MEC能力開放架構如下圖所示,依托MEC邊緣業務平臺,開放網絡能力(LBS位置能力、RNIS無線網絡信息能力、QoS能力、帶寬能力等),為用戶提供差異化的體驗,挖掘網絡價值,提高運營商增值收入。同時通過開放接口的研究及標準化,加速創新型業務應用的開發及上線,打造良好的 MEC 產業生態鏈。

圖4 MEC能力開放架構

中興通訊的面向5G的 MEC解決方案,將平臺設計、虛擬化、 MEP、硬件加速等多種軟硬件技術與 5G 網絡架構相結合,提供輕量化的、統一管理的,高性能、靈活開放的MEC邊緣云, 使應用、服務和內容可以實現本地化、近距離、分布式部署,從而一定程度解決了 5G 網絡 eMBB、URLLC、mMTC 等技術場景的業務需求,增進用戶體驗。中興通訊希望能夠攜手更多的行業合作伙伴,共同探討邊緣云的合作模式,共建面向5G的邊緣生態系統,全面推動MEC邊緣云商用步伐,共同促進5G邊緣業務的蓬勃發展。

給作者點贊
0 VS 0
寫得不太好

免責聲明:本文僅代表作者個人觀點,與C114通信網無關。其原創性以及文中陳述文字和內容未經本站證實,對本文以及其中全部或者部分內容、文字的真實性、完整性、及時性本站不作任何保證或承諾,請讀者僅作參考,并請自行核實相關內容。

熱門文章
    最新視頻
    為您推薦

      C114簡介 | 聯系我們 | 網站地圖 | 手機版

      Copyright©1999-2020 c114 All Rights Reserved | 滬ICP備12002291號

      C114 通信網 版權所有 舉報電話:021-54451141

      竞彩足球比分直播网 双色球什么叫三角码 刘伯温自选一肖 北京快中彩开奖号码 胆码4个 拖码4 打麻将有什么技巧 中超赛事直播 经典麻将游戏单机版 西甲视频直播pptv巴萨 永利棋牌 金沙棋牌 真人 体彩11选五5势图辽宁