中兴通讯 Common Edge 边缘计算白皮书.docx

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1、ZTE中兴中兴通讯CommonEdge边缘计算白皮书ZTECorporbonA1.11QhHreservedIi也所41中央限用饯有藏公司供修所何权11目录1 MEC41.1 MEC驱动力41.1.1 业务驱动41.1.2 技术驱动41.1.3 价tf1.驱动42 MEC平台架构52.1 方案概述52.1.1 MEC整体架构52.1.2 MEC制钟的位置62.1.3 MEC特性72.2 边缘服务器和加速硬件72.2.1 边缘取务器72.2.2 加速硬件82.3 轻量化边缘云82.4 MEP平台92.5 MEC安全102.6 MEC运燃113 MEC行皿用场景探索133.1 室内定位133.2

2、TCPO143.3 大视频153.4 车联网163.5 工业控制173.6 电力184中共通用MEC产业生方及景195中共通讯CommonEdge边嶂计算方案介的20图目录图2-1MEC悠体架构5图2-2MEC边獴云的部署位置6图23边缘计算安全架构11图2-4MEC资源池统一的管理和监控12图25MEC能力开放管理13图3-1施干MEC边缘业务平台的混合空内定位方案14图3-2TCPO15图3-3基于MEC平台实现V2X应用17图3-4基于MEC平台的I：业控制18图3-5UPF下沉支持电力URU.C业芬18图5-1中兴通讯CommonEdge方案架构20MEC背景概述1.1 MEC驱动力1

3、.1.1 业务驱动5G时代，移动通信从最初的人与人之间的通信开始转向人与物的通信，口至物与物之间的通信，ARWR、物联网.工业自动化、无人驾触等业务被大量引入，带来广口带宽、低时箍以及大联接的网格i布求,这也就是3GPP定义的5G三大场景.新业务对带宽、时延、安全性等方面的需求越来越苛刻,传统云计算的集中部再方式已经无法满足业务前求.多接入边缘计WrMEC(Mu1.ti-AccessEdgeComputing)正是这样个强大的平台，可以解决未来网络的延迟、如富和安全等问题,边缘计算将把无建网络和互联网有效融合在一起，在无戏网络边缘提供云计算能力和无战网络能力。应用服务和内容就署在本地边缘，可以

4、戒少数据传输环节，提高数据安全性，降低端到端时延.减少带宽占用,并降低功耗.1.1.2 技术驱动5G.NFV.SDN和云计尊技术催生MEC发掘，加速ICT触台，为了满足5G三大场景的业务需求,网元的控制面和轴发面分离，控制面集中部署调度，用户面靠近用户分布式部署实现管理成本以及用户体6的平衡.同时.为了有效实现业务铺点下沉缩短业务响应时间，并且将传统移动网络的通信能力开放，MEC被引入.MEC正在成为网络转型的骗动力之一.通过将网络核心功能下沉到网络边缘，在轴近移动用户端,提供IT的服务、环境和云计叙能力,满足5G低砧时、高带宽的业务需求。面向陶用层面.MEC可向垂直行业提供定制化.差异化服务

5、.提升网络利用效率和价(ft.MEC将网络和云进行了无缝连接，是5G的必选.1.1.3 价值驱动当前.运营商城费和商业模式都较为单一。由于没有对业务进行优先级区分,很多占用大量带宽的业务无法产生足鲂的价值,如一些视顺源媒体等,而一些对实时性要求嘉旦高价侦的业务，如工业控制，却无法获得优先保障，MEC边缘计算作为一种网络架构和商用模式的创新.是5G网络服务垂直行业的利帮.MEC边缘计算是运曾商提升图络价的的契机,将推动产业Si价的虫构.MEC边缘计算的网络连接是关键抓手，计口力是有效保障，网络能力及开放是推进引单.运营商可以通过部署MEC平台，发挥5G网络优势，充分拉拨无设网络能力，为行业数字化

6、料毁贼能.为未来创造更多网络价值提供无限可能MEC将助力运营商实现网络从接入管道向信息化服务使能平台的跄越.2MEC平台架构2.1 方案概述MEC将传统电信网络U?1联网业务进行深度融,旨在诚少用户业务交互的喻到理时延.同时通过发M无线同络的内在能力,更好地提开用户业务体验.从MEC的完整帐决方案考虑.MEC既福姿通讯网络能力（CT能力）支撑、也需要云计算能力（IT能力支撑,是一个ICT技术融合的破佳结合点.2.1.1 MEC整体架构i1.-WA.1.21MEC祭体架构*cMUXZ1.a氽楝总体上，MEC基本架构可以划分为以F几层. 葩础设施层，包括各种类里的服务器,如以计鸵能力为主的计算型服

7、务器、存铭为主的存储里眼务就以及硬件加速R之类，涵足AI推理.、图形图像渲染、网络高逢林发等需求. 堆拟化层，为上层各种能力服务以及APP应用提供忠拟化平台依液及管理，包括虚机和容器两种类型.满足不同应用共享统一的基础设施. 网络及业务能力层，网络能力包括本地分流,还外NAT、虚拟防火战VFW、DNS.业务负敦均衡1.B等组网基本服务能力.同时还提供无线忤络信息服务RNIS.宽管理、业务路由规则、无找空内定位等服务。这些服务通过网络能力开放框架，以AP1.接IJ方式来提供版务.边缘服务能力层采用做服务化柢架设ikM而后续业芬丽求的变化,可以引入新的能力，如AI健力、大数据健力等来丰富完善MEC

8、的能力层. MEC管理层，提供MEC服务门户、业务编推管理、业务饿略管理、FCAPS管理、生命周期笆理和盅拟资源管理等. 应用层.如视频监控AFVVR视嫉、园区等各种应用APP.2.1.2 MEC部署的位传统核心网集中式部詈模式己不能洒足5G业务需求，。力防业务流向边缘1.1.是产业趋势，5G网络原生来用云化建设，更加轻盈和灵活，以中心DC,边续DC和接入咕点为荔础架构的全分布式云成为各运营商基础设施演进的共同路线.MEC不限制俾络的部*方式,可以按照不同业务场景以及时延方面的需求进行灵活的部署,通常可都署在接入机房、汇聚机房、地市核心机房等位置.如下图所示；图2-2MEC边缘云的部署位V1.

9、通过在边缘部KMEC平台,能筋有效的实现格云的计算能力从中心延料到边缘,实现业务快速处理和就近转发.来满足5G多样化的应用场景。MEC边燥云西于的云平台（例如openstack）为上层MEC应用提供统的虚拟化状件环境和资源管理.MEC应用以苴拟机或容备的形式就岩边缘云平台之上，根据不同的场景馅要UJ以进行灵活的部署，淌足大帝宽、低时延的业务需求,2.1.3 MEC特性MEC既是个资源计口平台，又是个无线网络能力平台,通过将移动接入网与互联网业务深度融合.方面可以改善用户体收,节省带宽费源,另方面通过将计算能力下沉到网络边缘位比，提供第三方应用集成，为移动边缘入口的服务创新提供了想象空间。下面的

10、表达式可以简明地用来描述MEC的特性；MEC=（在接+计匏）X能力 多种接入：用户不管通过4G网络接入、5G网络接入、甚至固网接入，都能访问部岩在边缘的同一业务,狭汨相同的用户出知. 计将：边缘定制服务器和GPUFPGA等加速硬件，结合边缘ICT云平台，将计。、存储、M络以及加速能力提供给边缘应用. 能力：提供无线网络能力、业务使能能力等.为边绿应用的本地计算处理提供各种使机2.2边缘服务器和加速硬件2.2.1 边缘服务器边修机房与核心数据中心相比条件有比较大的区别，很多方面无法满足常规通用服务器的部界及运行要求，给边缘服务器带来了挑战. 传输及接入机房机架多为600mm深，少部分达到800m

11、m 边缘机房的制冷系统的稳定性无法有效保证.在制冷系统故障时机房温度可能会达到45C以上； 边线机房普遍低于数据中心承!ft标状.大他方面的限制.部署于边缘机房的服务器还将面临抗怒、电检芯容和防噪等要求较高、机朋空气质量欠佳等众多限IM.由于受限边线站点机房的环境以及新署成本等因淞的限制，面向MEC边缘z；的基于通用服务器具有尺寸小，功耗低、计尊密度高等特。通常，服务器采用前定线设计，便于维护管现；支持强异构计t极大提升性能功耗比：良好的放热设计，支持-5度45度的工作温度，可以满足电信边缘机房宽温工作条件，2.2.2加速硬件MEC云硬件背篇果用x86屈用服务器.而x86他用服务器对于特定的业

12、务需求处理性能低下,导致性价比很低.无法满足5G场景的商川都善要求,需要考虑计时不同的业务来用不同的硬件加速方宴。 对于计匏密型型的业务：如5GCUPDCP交口加解密处理,MEC定位算法,对CPU消耗极大，需要有专用硬件加速, 对于流Gt转发中的业务：1.5GUPRGW-U.MEC本地分流以及CDN、BRAS-U等业务对网拈转发能力要求双高.需要时数据转发帔件加速. 对于视翔相关类的业务：AR/VR,视叛直播等业务图要对视频渲染、转码进行硬件加速. A1.舞域：涉及的训练、推理撵作需要引入GPU进行幔件加速.2.3 轻量化边缘云MEC主要用于处理区域内的本地用户业务,梃开用户体验一限.因此用于

13、承我MEC的边缘云具有规模小.散垃多的特点,小规模边缘云如果采用完整IaaS部署,VIM占用的资源占比过大，方面推高了边绘云的建设成本，另方面也造成管理资源的浪也,因此，必须采用轻量化精简部?1.提升资源利用率. 轻业化V1.M和HyPerViSor轻量化V1.M和HyPeMSOri1.fi过战第姬件，仅保Hi基册姐件,将其他组件作为选配姐件.同时通过修改批件服务配置，然少批件服务的工作规程数后来降低对物理资源的消耗，同时需要支持计前和控制合部若,使得货源能够得到有效利用. 存储轻量化边缘云规模较小，承我业务以本地处理为主，所需的存储容Irt较小，存储可采用本地存保或者云存储.本地存储性能高，

14、占用资源少，但可靠性差，并且不支持迁移。而云存储如果采用独立的分布式存Wi或者磁阵成本较高，因此采用计鸵存储融合方案是种有效方案,将分布式存储部？?于计和节点上，计兑/存储共物理平台节省成本.存储采用多彻本,没有单点故障，I司时可通过策略配置,使得虚拟机优先使用本地副本.可根据业务需求选择不同的存储方式,达到性使，U能性和成本的平衡. 网络轻址化边缘上的业务以第三方业务为主，业务变动嫉，网络配置如果来用手工配置，刻于运粕人员.运燃工作业巨大，而部分边缘站点无人值守的特点更使得网络配置更为困现,因此通过SDN来进行网络自动化配置成为必然选杼.而边缘站点由于融模较小，需要采用轻fit化SDN控IM

15、瑞来实现，例如OVN来实现网络自动化部署,遑升运饰效率，降低运雉工作1A,适应业务的频繁变化.2.4 MEP平台对于运花商而言,MEC常婪考虑龙么能够发挥移动通信网络优步，以CT能力作为抓手,提供ICT融合的统一MEC平台为呆绻目标MEP(Mobi1.eEdgePiatform)可提供CT特忏的无线网络能力,例如：1,本地分流能力本地分流能力是MEC的核心能力，对于本施计算或企业园区之类的应用场景，首先需要解决业务数据流如何灵活高效地进行本地卸我，就近接入问邂.根据不同组网条件,可选的方案有面向4G网络的ToF+方案(通过SGW卜沉到MEC.淄强实现1.BO(1.oca1.breakout)功能来实现)：CUPS方案(采用CU分禹方案部箸，在核心机房部器GW-C.在边缘机房乳岑GWU,通过GWU的分流功能坡现本地分流).面向5G的UPF方案,可以采用1.ADN(1.oca1.AreaDataNetwork),上行分类器U1.C1.(Up1.inkC1.assifier)分流或基于IPv6的Mu1.ti-homi