5G和IoT應(yīng)用落地的關(guān)鍵是什么

根據(jù) Cisco的預(yù)測(cè)報(bào)告，到2021年全球IP流量將達(dá)到3.3ZB，IP視頻流量將占所有消費(fèi)者互聯(lián)網(wǎng)流量的82%；此外，移動(dòng)數(shù)據(jù)流量從2016年至2021年間將增長(zhǎng)7倍，到2021年流量將達(dá)到每月48.3EB。

試想一下，如果將海量的數(shù)據(jù)全部傳輸?shù)皆贫耍鋵?duì)網(wǎng)絡(luò)帶寬、流量成本控制、云端存儲(chǔ)能力帶來(lái)巨大挑戰(zhàn)。而邊緣計(jì)算，更適合低時(shí)延、高帶寬、高可靠、海量連接、異構(gòu)匯聚和本地安全隱私保護(hù)等特殊業(yè)務(wù)要求的應(yīng)用場(chǎng)景。

說(shuō)起邊緣計(jì)算（Edge computing），盡管這是一個(gè)科技領(lǐng)域的熱門詞匯，但許多人對(duì)此還是知之甚少。

相對(duì)云計(jì)算而言，邊緣計(jì)算是指收集并分析數(shù)據(jù)的行為發(fā)生在靠近數(shù)據(jù)生成的本地設(shè)備和網(wǎng)絡(luò)中，其又被叫做分布式云計(jì)算或第四代數(shù)據(jù)中心。

在各種邊緣計(jì)算技術(shù)與產(chǎn)品中，其中，MEC作為具有運(yùn)營(yíng)商特色、網(wǎng)絡(luò)側(cè)邊緣部署的一種邊緣計(jì)算而備受關(guān)注。此外，MEC作為承接5G、IoT應(yīng)用落地的關(guān)鍵一環(huán)，近年來(lái)在越來(lái)越多的垂直行業(yè)落地。

什么是MEC？

MEC，現(xiàn)稱作多接入邊緣計(jì)算（Multi-AccessEdgeComputing），其定義和框架均來(lái)自歐洲電信標(biāo)準(zhǔn)協(xié)會(huì)ETSI，其初創(chuàng)成員包括：惠普、沃達(dá)豐、華為、諾基亞、Intel以及Viavi等。

根據(jù)ETSI 對(duì) MEC的描述，其是為應(yīng)用程序開(kāi)發(fā)人員和內(nèi)容提供商提供了云計(jì)算功能，以及在網(wǎng)絡(luò)邊緣的IT服務(wù)環(huán)境。這種環(huán)境的特點(diǎn)是超低延遲和高帶寬，能實(shí)現(xiàn)通過(guò)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)對(duì)應(yīng)用程序中的信息進(jìn)行實(shí)時(shí)訪問(wèn)。

關(guān)于這個(gè)技術(shù)的起源和發(fā)展，早在2014年，ETSI 就成立了移動(dòng)邊緣計(jì)算規(guī)范工作組，正式宣布推動(dòng)MEC標(biāo)準(zhǔn)化，在早期，這個(gè)技術(shù)被叫作移動(dòng)邊緣計(jì)算（Mobile Edge Computing）。

到了2016年初，ETSI 把MEC的概念擴(kuò)展為多接入邊緣計(jì)算（Multi-AccessEdgeComputing），將邊緣計(jì)算從電信蜂窩網(wǎng)絡(luò)進(jìn)一步延伸至其它無(wú)線接入網(wǎng)絡(luò)，支持3GPP和非3GPP多址接入。

據(jù)2019年GTI（TD-LTE全球發(fā)展倡議組織）發(fā)布的5G MEC白皮書，MEC（多接入邊緣計(jì)算）體系架構(gòu)如下：

ETSI定義的MEC基本架構(gòu)

從宏觀來(lái)講，MEC的基本架構(gòu)中不同的功能實(shí)體可劃分為三個(gè)層級(jí)，網(wǎng)絡(luò)層（Networks Level）、移動(dòng)邊緣主機(jī)層（Mobile Edge Host Level）、移動(dòng)邊緣系統(tǒng)層（Mobile Edge System Level）。

雷鋒網(wǎng)了解到，移動(dòng)邊緣系統(tǒng)包括在運(yùn)營(yíng)商網(wǎng)絡(luò)或運(yùn)營(yíng)商網(wǎng)絡(luò)子集內(nèi)運(yùn)行移動(dòng)邊緣應(yīng)用程序所需的移動(dòng)邊緣主機(jī)和移動(dòng)邊緣管理。

· 移動(dòng)邊緣主機(jī)是一個(gè)實(shí)體，它包含一個(gè)移動(dòng)邊緣平臺(tái)和一個(gè)虛擬化基礎(chǔ)設(shè)施，后者提供計(jì)算、存儲(chǔ)和網(wǎng)絡(luò)資源，用于運(yùn)行移動(dòng)邊緣應(yīng)用程序；

· 移動(dòng)邊緣管理包括移動(dòng)邊緣系統(tǒng)級(jí)管理和移動(dòng)邊緣主機(jī)級(jí)管理。其中，移動(dòng)邊緣主機(jī)級(jí)管理包括移動(dòng)邊緣平臺(tái)管理器和虛擬化基礎(chǔ)設(shè)施管理器。

據(jù)公開(kāi)資料顯示，MEC的基礎(chǔ)架構(gòu)主要包括MEC硬件資源、MEC虛擬化層，應(yīng)用平臺(tái)由MEC虛擬化管理器和MEC應(yīng)用平臺(tái)服務(wù)組成，前者提供了IaaS功能，后者則提供了TOF、RNIS等中間件服務(wù)。

現(xiàn)階段，ETSI 將繼續(xù)對(duì)之前推出的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行完善，同時(shí)推出一批新的標(biāo)準(zhǔn)，主要包括MEC對(duì)3GPP和非3GPP的接入支持、虛擬化支持、類型拓展等。

5G架構(gòu)下MEC的部署

目前，不論是國(guó)內(nèi)還是國(guó)外，MEC均未有規(guī)模的商用部署。其商業(yè)化規(guī)模進(jìn)程較慢，一方面是技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)成熟度問(wèn)題，另一方面是其面臨業(yè)務(wù)驅(qū)動(dòng)、技術(shù)路線、運(yùn)維管理等具體問(wèn)題。

雷鋒網(wǎng)了解到，目前中國(guó)聯(lián)通聯(lián)合BAT、中興通訊、Intel等合作伙伴，已啟動(dòng)15個(gè)省市的Edge-Cloud規(guī)模試點(diǎn)，而中國(guó)移動(dòng)也已在10個(gè)省、20多個(gè)城市現(xiàn)網(wǎng)開(kāi)展多種MEC應(yīng)用試點(diǎn)。

作為5G網(wǎng)絡(luò)的關(guān)鍵技術(shù)之一，MEC在距離用戶最近的位置提供了業(yè)務(wù)本地化和邊緣業(yè)務(wù)移動(dòng)性能力，進(jìn)一步減小業(yè)務(wù)時(shí)延，提高網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)效率、提高業(yè)務(wù)分發(fā)以及改善終端用戶體驗(yàn)等。其采用靈活的分布式網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)，把服務(wù)能力和應(yīng)用推進(jìn)到網(wǎng)絡(luò)邊緣，極大地縮減了等待時(shí)間。

華為云核心網(wǎng)產(chǎn)品線總裁石冀琳曾表示，MEC是運(yùn)營(yíng)商數(shù)字化轉(zhuǎn)型的利器，通過(guò)將核心網(wǎng)處理能力部署到邊緣，能方便更多應(yīng)用“上車”，形成閉環(huán)業(yè)務(wù)。

現(xiàn)階段來(lái)看，MEC的部署和應(yīng)用已成為5G落地中的重要課題，然而，MEC并不只是在5G網(wǎng)絡(luò)中才有的概念。

在4G網(wǎng)絡(luò)中，由于MEC提出時(shí)LTE網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)已完成制定，所以4G網(wǎng)絡(luò)下的MEC部署目前大多采用非標(biāo)的串聯(lián)部署或廠家私有標(biāo)準(zhǔn)部署模式，在計(jì)費(fèi)、監(jiān)聽(tīng)、業(yè)務(wù)移動(dòng)性支持方面并不完善。

而在5G網(wǎng)絡(luò)中，3GPP的5G核心網(wǎng)在標(biāo)準(zhǔn)上原本就支持用戶數(shù)據(jù)面的下沉及邊緣計(jì)算的部署，能很好地解決目前4G網(wǎng)絡(luò)MEC部署時(shí)存在的計(jì)費(fèi)監(jiān)聽(tīng)等問(wèn)題。

然而，盡管5G標(biāo)準(zhǔn)其先天基因與MEC的部署比較契合，但也可能會(huì)面臨一個(gè)問(wèn)題：5G近期部署如果采用基于4G核心網(wǎng)升級(jí)改造的NSA組網(wǎng)方案，那么這種情況下，為了支持5G eMBB 等發(fā)展，運(yùn)營(yíng)商是否大量建設(shè)部署MEC系統(tǒng)以及為解決計(jì)費(fèi)監(jiān)聽(tīng)等問(wèn)題對(duì)4G核心網(wǎng)進(jìn)一步升級(jí)，就成為運(yùn)營(yíng)商需要解決的難題了。

中國(guó)電信北京研究院視頻與邊緣云研發(fā)部主任楊鑫曾表示：MEC與一般的5G 網(wǎng)元不通， 天然具有“IT化、業(yè)務(wù)驅(qū)動(dòng)”特性，不完全是標(biāo)準(zhǔn)驅(qū)動(dòng)和定義，各家運(yùn)營(yíng)商應(yīng)遵循通用的標(biāo)準(zhǔn)，結(jié)合自身需求打造適合自己的MEC平臺(tái)。

MEC與物聯(lián)網(wǎng)的結(jié)合

物聯(lián)網(wǎng)（IoT）是實(shí)現(xiàn)行業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型的重要手段，并將催生新的產(chǎn)業(yè)生態(tài)和商業(yè)模式。而借助于邊緣計(jì)算可以提升物聯(lián)網(wǎng)的智能化，促使物聯(lián)網(wǎng)在各個(gè)垂直行業(yè)落地生根。

作為邊緣計(jì)算其中的一種，MEC與物聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行結(jié)合將會(huì)產(chǎn)生怎樣的效果？

關(guān)于物聯(lián)網(wǎng)這個(gè)技術(shù)名詞，從最早的萌芽階段發(fā)展至今，早已不是一個(gè)新鮮詞匯。由于其包含的技術(shù)門類之多，產(chǎn)業(yè)鏈長(zhǎng)，入局企業(yè)多，可以說(shuō)盡管火爆了很多年，但卻一直未能真正進(jìn)入大規(guī)模落地階段。

一般來(lái)講，物聯(lián)網(wǎng)分為三個(gè)層次，感知層、網(wǎng)絡(luò)層和應(yīng)用層。感知層包含：傳感器、無(wú)線定位、自動(dòng)識(shí)別（RFID）技術(shù)等；而網(wǎng)絡(luò)層包含：3/4/5G、LPWAN、藍(lán)牙、Wi-Fi、ZigBee等；至于應(yīng)用層，則為各種垂直細(xì)分的應(yīng)用，比如智慧園區(qū)、自動(dòng)駕駛、智慧工業(yè)、智能家居等具體的應(yīng)用案例。

當(dāng)把MEC用在智慧園區(qū)中，MEC可幫助園區(qū)的視頻和IT應(yīng)用減少流量迂回，降低傳輸時(shí)延，提供更安全的數(shù)據(jù)處理環(huán)境等；而在自動(dòng)駕駛領(lǐng)域，MEC平臺(tái)借助5G技術(shù)能提供給車隊(duì)高精地圖、視野共享、智能分析及連續(xù)切換等，輔助自動(dòng)駕駛，提供更精準(zhǔn)、更安全、零中斷的駕駛體驗(yàn)。

據(jù)公開(kāi)資料，百度智能云已通過(guò)邊云融合技術(shù)有效支撐了V2X產(chǎn)品在5G和MEC條件下的落地，在路側(cè)通過(guò)智能邊緣Baidu Intelligent Edge/BIE實(shí)現(xiàn)了路面狀況和行駛車輛的結(jié)構(gòu)化信息實(shí)時(shí)上傳，在平臺(tái)側(cè)通過(guò)智能云天工平臺(tái)實(shí)現(xiàn)了大規(guī)模時(shí)序數(shù)據(jù)的整合，并借助流式計(jì)算完成道路和交通信息的分析整合。

在產(chǎn)業(yè)界不斷的探索中，MEC已進(jìn)入商用階段，各大運(yùn)營(yíng)商開(kāi)展了一系列MEC試點(diǎn)和部署，其在越來(lái)越多的垂直行業(yè)落地。華為云核心網(wǎng)產(chǎn)品線研究部部長(zhǎng)周艷曾表示，華為從行業(yè)使能、技術(shù)創(chuàng)新、產(chǎn)業(yè)推動(dòng)三個(gè)方面布局MEC。在行業(yè)使能方面，華為在大視頻、智能電網(wǎng)、企業(yè)園區(qū)、AR/VR、智慧交通等領(lǐng)域已開(kāi)啟了商用或試點(diǎn)。

雷鋒網(wǎng)認(rèn)為，一般情況下，物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備在處理器和內(nèi)存容量方面通常是受限的，并且當(dāng)物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)連接大量設(shè)備的情況下，會(huì)產(chǎn)生大量流量，所以需要MEC服務(wù)器連接到靠近設(shè)備的移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)來(lái)收集各種物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的信息，提供分析處理能力并降低延遲響應(yīng)時(shí)間。

再者，MEC可用于遠(yuǎn)程連接和設(shè)備控制，提供實(shí)時(shí)配置和分析，并使聚合和分布的物聯(lián)網(wǎng)服務(wù)都成為高度分布式的移動(dòng)基站環(huán)境，使應(yīng)用程序能夠?qū)崟r(shí)響應(yīng)。此外，MEC服務(wù)器還能給一些服務(wù)提供額外的計(jì)算和存儲(chǔ)，如服務(wù)的聚合和分配、設(shè)備信息的分析、基于分析結(jié)果的決策邏輯、數(shù)據(jù)庫(kù)日志記錄、對(duì)終端設(shè)備的遠(yuǎn)程供應(yīng)和訪問(wèn)控制等。

雷鋒網(wǎng)作為國(guó)內(nèi)長(zhǎng)期關(guān)注AI、5G和IoT等前沿科技的知名媒體，將為MEC與5G、IoT的進(jìn)一步融合作出努力。

2019年7月12日-14日，由中國(guó)計(jì)算機(jī)學(xué)會(huì)主辦，雷鋒網(wǎng)、香港中文大學(xué)（深圳）聯(lián)合承辦的第四屆CCF-GAIR全球人工智能與機(jī)器人峰會(huì)將于深圳舉辦，同期不僅有人工智能前沿專場(chǎng)、中國(guó)人工智能四十年紀(jì)念專場(chǎng)，還有5G&AIoT、智能交通、智慧城市、智慧教育、類腦計(jì)算等分會(huì)場(chǎng)。

其中，7月13日“5G+AIoT”會(huì)場(chǎng)，以“5G商用前景與AIoT中場(chǎng)布局”為主題，邀請(qǐng)全球最具代表性的產(chǎn)業(yè)界、學(xué)術(shù)界專家在大會(huì)上分享5G及AIoT最新技術(shù)研究成果和應(yīng)用案例，并深入討論MEC的部署問(wèn)題。