5G網(wǎng)絡(luò)的邊緣計(jì)算

移動邊緣計(jì)算在移動網(wǎng)絡(luò)邊緣、無線接入網(wǎng)絡(luò)(RAN)內(nèi)以及靠近移動用戶的位置提供IT服務(wù)環(huán)境和云計(jì)算功能。目的是減少延遲,確保高效的網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營和服務(wù)交付并提供更好的用戶體驗(yàn)。

MEC(-Mobile Edge Computing)移動邊緣計(jì)算將移動網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浜图軜?gòu)從純語音和數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)變?yōu)榉?wù)應(yīng)用平臺。MEC應(yīng)被視為補(bǔ)充和支持將成為5G特征的服務(wù)環(huán)境。

雖然前幾代移動通信網(wǎng)絡(luò),如2G、3G和4G主要側(cè)重于媒體交互——連接不同地方的人們——但5G將支持多種用例,包括在云端工作、機(jī)器人遠(yuǎn)程控制、VR游戲、AR用于預(yù)測性維護(hù)、自動駕駛和自動化。

5G新用例

5G的三角形用例中考慮了做為新一代移動網(wǎng)絡(luò)主要功能和潛在應(yīng)用。這些用例中包括:

V2X和聯(lián)網(wǎng)汽車,這一概念旨在提高交通安全、改善乘客體驗(yàn)、減少環(huán)境污染;

影響和提高運(yùn)輸效率;

電子健康、MEC可以幫助實(shí)現(xiàn)更強(qiáng)大通信、更高數(shù)據(jù)速率和更低延遲,以及環(huán)境輔助等用途

應(yīng)用環(huán)境傳感器數(shù)據(jù)支持日常生活、老年護(hù)理或更復(fù)雜假肢使用。

增強(qiáng)公共場所體驗(yàn)、初步研究和實(shí)驗(yàn)得到了最終用戶非常積極的反饋。用例中包括體育館本地制作的現(xiàn)場視頻流,從不同的攝像機(jī)角度重播及在購物中心和游樂園等場所的AR和VR體驗(yàn)。

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這些用例中的每一個都需要適當(dāng)組合服務(wù)質(zhì)量,這些服務(wù)質(zhì)量可以分為吞吐量、可靠性和延遲。在5G標(biāo)準(zhǔn)化中它們被稱為:MBB(移動寬帶)、MTC(機(jī)器類型通信)和URLLC(超可靠低延遲通信)。

什么是MEC?

移動邊緣計(jì)算(MEC)是一項(xiàng)新技術(shù),目前正在同名的ETSI行業(yè)規(guī)范組(ISG)中標(biāo)準(zhǔn)化。移動邊緣計(jì)算在移動網(wǎng)絡(luò)邊緣、無線接入網(wǎng)絡(luò)(RAN)內(nèi)以及靠近移動用戶的位置提供IT服務(wù)環(huán)境和云計(jì)算功能。目的是減少延遲,確保高效的網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營和服務(wù)交付并提供更好的用戶體驗(yàn)。

移動邊緣計(jì)算向消費(fèi)者和企業(yè)客戶以及現(xiàn)在可以通過移動網(wǎng)絡(luò)交付其關(guān)鍵任務(wù)應(yīng)用程序的相鄰行業(yè)開放服務(wù)。它支持跨多個行業(yè)的新價值鏈、新商機(jī)和無數(shù)新用例。

MEC市場驅(qū)動力

移動流量的增長和成本壓力促使需要實(shí)施多項(xiàng)變革,以保持體驗(yàn)質(zhì)量、創(chuàng)造收入并優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營和資源利用。物聯(lián)網(wǎng)進(jìn)一步擁塞網(wǎng)絡(luò),網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營商需要進(jìn)行本地分析以減輕安全性和回程影響。企業(yè)希望能夠通過更高效、安全和低延遲的連接來支持客戶并與之互動。應(yīng)用程序和內(nèi)容提供商在連接到云時面臨網(wǎng)絡(luò)延遲的挑戰(zhàn)。

移動運(yùn)營商需要縮短為現(xiàn)有客戶以及特定行業(yè)和部門推出新創(chuàng)收應(yīng)用的時間,例如但不限于汽車、工業(yè)自動化和福利行業(yè)?;谂c價值鏈中不同參與者合作的業(yè)務(wù)轉(zhuǎn)型有助于應(yīng)對這些挑戰(zhàn)。

MEC的市場驅(qū)動力包括業(yè)務(wù)轉(zhuǎn)型、技術(shù)集成和行業(yè)協(xié)作。所有這些都可以通過MEC實(shí)現(xiàn),并且可以為新的創(chuàng)新市場支持各種用例,例如電子健康、聯(lián)網(wǎng)汽車、工業(yè)自動化、增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)、游戲和物聯(lián)網(wǎng)服務(wù)。

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為什么是MEC?

移動通信網(wǎng)絡(luò)骨干網(wǎng)中的大型集中式數(shù)據(jù)中心,也稱為云服務(wù)平臺,將在提供計(jì)算和其他服務(wù)方面表現(xiàn)出色。

不幸的是當(dāng)考慮一些需要1ms URLLC的5G用例時,這個概念有一個巨大的缺點(diǎn),那就是需要在移動設(shè)備(UE)和云之間傳輸?shù)男盘柣驍?shù)據(jù)包通常要傳輸數(shù)百公里才能在數(shù)據(jù)中心進(jìn)行處理,其往返時間(RTT)需要幾十毫秒。

如用數(shù)字來說明這一點(diǎn),請考慮現(xiàn)代光纖網(wǎng)絡(luò)中信號或數(shù)據(jù)包的傳播延遲受到光速的限制,光速在真空中約為300.000公里/秒。

為了實(shí)現(xiàn)小于1毫秒的往返時間(RTT),移動設(shè)備之間的最大距離在設(shè)備和云的距離不能超過100公里??紤]到需要額外的時間讓傳感器收集數(shù)據(jù)、進(jìn)行嵌入式或云計(jì)算、處理網(wǎng)內(nèi)元素以及執(zhí)行器做出反應(yīng),那么實(shí)現(xiàn)1ms RTT的最大距離變得均勻低,且不應(yīng)超過10至20公里。

從用戶的角度來看,數(shù)據(jù)中心提供服務(wù),本質(zhì)上是互聯(lián)網(wǎng)的核心或“心臟”。為了更快地將互聯(lián)網(wǎng)帶給用戶,每10公里建一個大數(shù)據(jù)中心是不可行的。然而,從網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營商的角度來看,離用戶最近的地方或“跳點(diǎn)”是網(wǎng)絡(luò)邊緣的基站。這些基站可用于外包離用戶更近的云,從而提供低延遲并啟用新用例。

“移動邊緣計(jì)算”或“邊緣云”的概念描述了使用網(wǎng)絡(luò)邊緣提供云服務(wù),以及另外一個方面。由于終端用戶設(shè)備的移動性,可能的邊緣云也必須是移動的。這意味著在邊緣云中運(yùn)行的應(yīng)用程序或服務(wù)需要是可遷移的,而不會對用戶造成任何可見的停機(jī)時間。由于現(xiàn)在可以通過不同的端點(diǎn)訪問敏捷/移動云,因此它被稱為移動或MEC。

增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)場景

當(dāng)部署支持高數(shù)據(jù)速率和低延遲計(jì)算的移動網(wǎng)絡(luò)時,新服務(wù)成為可能。此類服務(wù)的一個示例是增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)(AR)。

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增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)(AR)是現(xiàn)實(shí)世界環(huán)境視圖和輔助計(jì)算機(jī)生成的感官輸入(例如聲音、視頻、圖形或GPS數(shù)據(jù))的組合。增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)可以增強(qiáng)參觀者參觀博物館或其他興趣點(diǎn)的體驗(yàn)。

考慮參觀博物館、藝術(shù)畫廊、城市紀(jì)念碑、音樂或體育賽事,將他們的移動設(shè)備朝向特定興趣點(diǎn)并激活與其訪問相關(guān)的應(yīng)用程序(即博物館應(yīng)用程序)。相機(jī)捕捉興趣點(diǎn),應(yīng)用程序顯示與訪問者正在查看的內(nèi)容相關(guān)的附加信息。

增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)服務(wù)需要應(yīng)用程序來分析設(shè)備攝像頭和/或精確位置的輸出,以便在訪問興趣點(diǎn)時通過向用戶提供有關(guān)他們當(dāng)前體驗(yàn)的附加信息來補(bǔ)充用戶的體驗(yàn)。應(yīng)用程序需要知道用戶的位置和他們面對的方向,要么通過定位技術(shù),要么通過攝像頭視圖,或兩者兼而有之。

分析此類信息后,應(yīng)用程序可以向用戶實(shí)時提供附加信息。如果用戶移動則需要刷新信息。在MEC平臺而不是在云中托管增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)服務(wù)是有利的,因?yàn)榕c興趣點(diǎn)有關(guān)的補(bǔ)充信息是高度本地化的,并且通常與特定興趣點(diǎn)無關(guān)。

結(jié)論

MEC把傳統(tǒng)蜂窩電信網(wǎng)絡(luò)與互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)相結(jié)合,通過暴露移動網(wǎng)絡(luò)的能力,降低用戶業(yè)務(wù)交互的端到端時延,提升用戶體驗(yàn)。

MEC將能夠創(chuàng)建新的用例并支持需要高數(shù)據(jù)速率和低延遲的特定場景。因此,在離用戶最近的點(diǎn)提供內(nèi)容和服務(wù)的能力為推出需要性能的服務(wù)提供了新的機(jī)會,而以前使用運(yùn)營商的網(wǎng)絡(luò)和集中式架構(gòu)是無法滿足這些要求的。

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*本文根據(jù):https://5ghub.us/5g-mobile-edge-computing-mec/翻譯整理

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