5G邊緣計(jì)算無(wú)處不在

隨著互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，“云”這一概念已經(jīng)成熟并已結(jié)出了累累碩果，造就了亞馬遜，微軟，谷歌這樣的行業(yè)巨頭。

▲“云”已經(jīng)全面服務(wù)于我們的日常生活

云計(jì)算，本質(zhì)就是在遠(yuǎn)端部署大量的服務(wù)器來(lái)對(duì)外提供計(jì)算服務(wù)，用戶只要有網(wǎng)絡(luò)能和云連接，就能享受強(qiáng)大地如核爆一樣的計(jì)算能力，終端存在的主要意義就是顯示和交互了。

▲無(wú)所不能的云服務(wù)

目前，一切的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)都在往云化發(fā)展，諸如云存儲(chǔ)，云物聯(lián)，云游戲，云教育，云安全等等，似乎我們生活中的一切都可以飄在云端一樣。

▲我們的日常生活飄在云端

這樣一來(lái)，連接云和終端之間的管道就尤為重要。在云的時(shí)代，連不上網(wǎng)的手機(jī)是可恥的，網(wǎng)速不好的手機(jī)是無(wú)地自容的，因?yàn)闆]有網(wǎng)絡(luò)，它們的存在就毫無(wú)意義。

在無(wú)線網(wǎng)絡(luò)中，5G就是那個(gè)連通云和終端的管道，帶寬，時(shí)延，容量，和可靠性就是衡量這個(gè)管道的表現(xiàn)好與不好的硬指標(biāo)。

▲5G是連接云和端最重要的通信管道

相比于5G的前輩2G，3G和4G，5G的的愿景更為宏大，它要做能連接世間萬(wàn)物，無(wú)所不通的智能管道?？偨Y(jié)起來(lái)就是eMBB，mMTC，uRLLC這三大場(chǎng)景。

▲5G的三大應(yīng)用場(chǎng)景

eMBB，即為增強(qiáng)型移動(dòng)寬帶，用戶體驗(yàn)速率要能達(dá)到1G比特每秒；

mMTC，即為大規(guī)模機(jī)器通信，每平方千米的網(wǎng)絡(luò)連接數(shù)要能達(dá)到一百萬(wàn)個(gè)；

uRLLC，即為超高可靠性低時(shí)延通信，不但誤碼率要低能達(dá)到10-5級(jí)別，時(shí)延還要不超過(guò)1毫秒。

這三個(gè)需求，個(gè)個(gè)都是難啃的骨頭。專家們?cè)陬l譜，帶寬，編碼，多址方式，波形等各個(gè)領(lǐng)域研究一通之后，5G的技術(shù)方案終于初步成型。

當(dāng)這些老專家從對(duì)于無(wú)線領(lǐng)域相關(guān)技術(shù)的聚焦中抬起頭來(lái)的時(shí)候，突然發(fā)現(xiàn)，“云”這種服務(wù)方式好是好，但是不是離終端太遠(yuǎn)了？

▲云還是離終端太遠(yuǎn)

與其絞盡腦汁，付出極大代價(jià)地提升5G這個(gè)管道能力，不如拉近“云”和“端”的距離，管道縮短了，一切不就都好辦了嗎？

就像網(wǎng)上商城一樣，如果全球的訂單都從一個(gè)地方發(fā)貨，距離遠(yuǎn)的地方必然是壓力大效率低，再怎么努力也難以突破物流的極限。而如果在各地建立本地倉(cāng)庫(kù)，就近發(fā)貨的話，物流效率必將大幅提升。

▲eBay全球倉(cāng)庫(kù)分布

于是，早在業(yè)界流行的“霧計(jì)算”進(jìn)入了通信專家的視野。眾所周知，除了緊挨著地面這一點(diǎn)之外，霧的本質(zhì)和云是一模一樣的。那么能不能在云的底下，再增加一層叫做“霧節(jié)點(diǎn)”的計(jì)算資源，使服務(wù)更貼近用戶呢？這就是霧計(jì)算的思想。

▲霧計(jì)算架構(gòu)圖

在“霧計(jì)算”思想的基礎(chǔ)之上，專家們把“霧節(jié)點(diǎn)”和移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)這個(gè)管道結(jié)合起來(lái)，提出了“移動(dòng)邊緣計(jì)算（Mobile Edge Computing，簡(jiǎn)稱MEC）”這個(gè)概念。

為啥叫移動(dòng)邊緣計(jì)算呢？因?yàn)闊o(wú)線接入網(wǎng)（主要指的是基站）就是直接用來(lái)接入用戶的，跟核心網(wǎng)相比，無(wú)線處于網(wǎng)絡(luò)的邊緣接入的位置，這個(gè)名字起得也還算形象。

▲MEC架構(gòu)圖

網(wǎng)絡(luò)上有很多定義強(qiáng)行區(qū)分“霧計(jì)算”和“邊緣計(jì)算”，認(rèn)為它們是云→霧→邊緣這樣不同層級(jí)的服務(wù)，其實(shí)兩者并沒有嚴(yán)格的界限，后文將以“邊緣計(jì)算”來(lái)統(tǒng)一描述。

2016年，歐洲電信標(biāo)準(zhǔn)協(xié)會(huì)把“移動(dòng)邊緣計(jì)算”的概念擴(kuò)展為“多接入邊緣計(jì)算”，把WiFi，固網(wǎng)等接入方式也囊括了進(jìn)來(lái)。曾經(jīng)的Mobile Edge Computing變成了Multi-access Edge Computing，簡(jiǎn)稱還是MEC。

既然叫做“邊緣計(jì)算”，MEC服務(wù)器的部署肯定在貼近用戶的地方，那么到底有多近呢？下面是3個(gè)選項(xiàng)。

▲MEC的部署位置

1.站點(diǎn)機(jī)房。站點(diǎn)機(jī)房距離用戶最近，但如果把MEC部署在這個(gè)地點(diǎn)的話，只能管理到臨近一公里范圍的大約5個(gè)以內(nèi)的站點(diǎn)，規(guī)模太小，成本高，很少有運(yùn)營(yíng)商這么做。

當(dāng)然這種場(chǎng)景也有特例，那就是針對(duì)大樓的室內(nèi)覆蓋站點(diǎn)，這種站點(diǎn)用戶密度高，還可能有大型商場(chǎng)這樣的業(yè)務(wù)熱點(diǎn)區(qū)域，部署MEC可以提供內(nèi)網(wǎng)訪問(wèn)，數(shù)據(jù)分流，室內(nèi)定位，精準(zhǔn)廣告推送等綜合業(yè)務(wù)。

2.綜合接入機(jī)房。這個(gè)位置離用戶也很近，可以管理到周圍5到10公里的20個(gè)左右的站點(diǎn)，在此部署MEC的話，服務(wù)規(guī)模還是太小，也極少有運(yùn)營(yíng)商這樣部署。

3.邊緣數(shù)據(jù)中心。這個(gè)位置雖說(shuō)離用戶稍遠(yuǎn)，但也還屬于網(wǎng)絡(luò)邊緣。在此部署MEC的話，可以服務(wù)于臨近50到100公里的一百多個(gè)站點(diǎn)的用戶，規(guī)模適中，在成本和收益之間取得了較好的平衡，因此多數(shù)運(yùn)營(yíng)商選擇在邊緣數(shù)據(jù)中心部署MEC服務(wù)。

到了區(qū)域數(shù)據(jù)中心這個(gè)位置，離網(wǎng)絡(luò)邊緣就比較遠(yuǎn)了，不再建議部署MEC服務(wù)。下沉的CDN和下沉的4G用戶面xGW可以在這個(gè)位置就近和下面的MEC服務(wù)器通信。

▲MEC平臺(tái)架構(gòu)圖

MEC是一個(gè)基于通用服務(wù)器的虛擬化平臺(tái)，在此平臺(tái)之上，不但可以部署5G的CU，下沉的UPF和各種各樣的服務(wù)，用于5G的eMBB，mMTC和uRLLC服務(wù)之外，還可以部署下沉的4G用戶面SGW-U和PGW-U（合稱xGW），讓數(shù)據(jù)通道更為暢通。

引入了MEC之后，eMBB, mMTC和uRLLC這3大5G應(yīng)用場(chǎng)景都可以受益。

▲5G的3大場(chǎng)景及MEC部署建議

首先，對(duì)于eMBB業(yè)務(wù)，典型的應(yīng)用是高清視頻，虛擬現(xiàn)實(shí)（VR），賽事直播等等，它們都需要極大的網(wǎng)絡(luò)帶寬。但是從手機(jī)到外部網(wǎng)絡(luò)需要經(jīng)過(guò)基站，回傳網(wǎng)，核心網(wǎng)之后才能到達(dá)，路徑冗長(zhǎng)，占用的帶寬多，網(wǎng)絡(luò)時(shí)延大，用戶體驗(yàn)難以保障。

在增加了MEC之后，可在MEC上配置視頻緩存，處理VR數(shù)據(jù)，由于離用戶更近，更能保證高速率低時(shí)延。

或者，對(duì)于一些高?；蛘咂髽I(yè)的內(nèi)網(wǎng)，可以直接和MEC相連就近訪問(wèn)，路徑更短，不但速率更高，還可以有效到分流核心網(wǎng)的流量，減輕網(wǎng)絡(luò)負(fù)荷。

還有前面說(shuō)到的，對(duì)于大型商場(chǎng)的室內(nèi)覆蓋，可以提供精準(zhǔn)室內(nèi)定位及導(dǎo)航，精準(zhǔn)廣告推送，VR購(gòu)物體驗(yàn)，內(nèi)網(wǎng)訪問(wèn)分流，商場(chǎng)人流量分析等多種個(gè)性化服務(wù)。

然后，mMTC業(yè)務(wù)來(lái)說(shuō)，海量的物聯(lián)網(wǎng)終端產(chǎn)生海量的連接和海量的數(shù)據(jù)，這些未經(jīng)處理的原始數(shù)據(jù)會(huì)對(duì)核心網(wǎng)產(chǎn)生很大的沖擊，而把這些海量數(shù)據(jù)在MEC接收，再經(jīng)過(guò)MEC的分析匯總之后，提取關(guān)鍵信息再進(jìn)行上報(bào)，數(shù)據(jù)量就會(huì)大幅減小。

對(duì)于uRLLC來(lái)說(shuō)，MEC就更重要了，因?yàn)橛脩裘婀δ躑PF也可以下沉，和MEC部署在同一節(jié)點(diǎn)，因?yàn)檫@個(gè)貼近網(wǎng)絡(luò)邊緣的節(jié)點(diǎn)存在，時(shí)延敏感的數(shù)據(jù)直接在MEC處理，大大降低時(shí)延。甚至可以說(shuō)，有了MEC，uRLLC業(yè)務(wù)的實(shí)現(xiàn)才有了保障。

▲5G多接入邊緣計(jì)算，一點(diǎn)也不邊緣！

MEC，這棵在4G時(shí)代萌芽的幼苗，在5G時(shí)代的3大場(chǎng)景都被寄予厚望。如此根正苗紅的種子選手，必將在5G時(shí)代長(zhǎng)為參天大樹。