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5G正式商用,邊緣計算還被“邊緣”嗎?

邊緣計算是5G最重要的應用模式,它是5G在網絡邊緣使能各行各業的關鍵。今年年中5G牌照發放,11月1日三大運營商正式啟動5G商用,這使5G邊緣計算從試驗、試點開始走向試商用。但對運營商來說,如何建立適合商用的邊緣計算網絡,如何在滿足邊緣計算需求的同時,還能有不錯的效益,這些都是難點。

從需求入手 刀刃向內柔性向外

邊緣計算產業聯盟ECNI工作組聯席主席、中國電信戰略與創新研究院IP與未來網絡研究中心主任雷波在接受《中國電子報》記者采訪時說:“什么是邊緣計算網絡,把計算節點放在網絡邊緣的機房里,靠近基站,就是邊緣計算網絡嗎?”其實這正是運營商發展邊緣計算早期的認識,面對商用,這種認識證明是錯誤的。

當運營商把服務器放在網絡邊緣后,大家逐漸發現僅僅如此并不能實現想像中的邊緣計算,因為用既有的網絡承載邊緣計算的流量,網絡中的流量流向,即網絡路由的設計上并不符合邊緣計算期待的目標,達不到承諾給客戶的5G低時延、高帶寬的數值,也不能實現數據不出本地的要求。

在4G網絡中,從下往上的網絡層級分別是由基站構成的接入網,接入網之上的承載網,承載網之上的核心網形成。業內往往將同一級網絡中的流量稱為東西向流量,將不同級網絡的流量稱為南北向流量,流量自身攜帶數據信息,而網絡路由根據這些信息判斷要把流量送往哪個方向。

“原來傳統的無線承載網是南北向流量,用戶的數據業務會送到核心網中,而核心網是省級網絡。”邊緣計算產業聯盟ECNI工作組聯席主席宋軍博士對《中國電子報》記者表示,“現在MEC是明顯的本地化流量模型,很多流量就在本地而且盡量要靠近用戶,一些數據流量就不出企業園區。”

“這讓我們反思,應該反過來從邊緣計算的角度,看看它對周邊網絡到底有什么樣的需求。”雷波說。

從效益入手 通用技術個性使用

與此同時,5G邊緣計算描繪的前景,讓越來越多的行業對邊緣計算產生了興趣。“以前是一個、兩個客戶和我們運營商交流如何通過邊緣計算滿足要求,當客戶越來越多,我們就發現自己做不過來。”雷波說,“現在我們需要一個平臺,將不同的客戶需求梳理出來,針對關鍵需求,考慮讓網絡如何來適應。”

這種思路在運營商和設備商中達成共識。今年9月份,邊緣計算產業聯盟成立了ECNI(邊緣計算網絡基礎設施工作組)。這個工作組主要有兩個目標,一是摸清規模部署MEC存在的網絡挑戰是什么;二是在MEC技術積累的同時,逐步建立像云計算那樣完整、清晰的網絡層次和技術體系。

“我們希望借ENCI這個平臺,把所有邊緣計算的需求信息放在一個池子中討論,拉通客戶的不同需求,最好是一張網能夠解決,這也是目標之一。”雷波說。

要實現這個目標,面臨的挑戰是相當大的。因為MEC應用具有很強的個性化需求,運營商提供的通用化網絡如何能滿足多樣的個性化需求?

例如在固移融合業務場景,需滿足移動網絡和固網同時訪問邊緣計算業務的需求,以及低時延、高可靠性連接需求,實現無縫業務體驗;又如在運營商網絡和園區網絡融合場景,需求主要集中在新型移動網絡技術如5G的接入以及網絡的互聯、互通、互操作;再如在現場邊緣計算網絡,需求主要是OT網絡與IT網絡的融合以及現場業務的確定、實時、可靠和安全需求。

“我們要做的就是將邊緣計算共性需求抽象出來,如果未來的邊緣計算網絡能夠匹配這些關鍵共性需求,就意味著能夠滿足邊緣計算80%~90%的需求,從而可以在個性化和通用性之間尋找平衡點。”宋軍說。

“從遠期看,如果我們能夠把這個網絡的架構設計好,可以反哺到各個行業,例如工業互聯網領域有些需求,可以適當地修改,雙方達到最佳的匹配度。”雷波說,“有些工業互聯網領域把指標定得過高,其實他并沒有這么高的需求,僅僅是認為運營商應該提供這樣的能力,而這些高指標往往意味著高成本,在這種情況下大家可以做協調,我們把一些指標抬高,他把要求放低一點,大家在成本和效率上達到最優化。”

通用技術最大的優勢是規模化應用,使邊際成本不斷下降。“未來邊緣計算不能太貴,否則用戶是接受不了的。我們要推動建設成本的下降,使邊緣計算網絡的業務報價也能下降。工業界客戶才能夠真正用得上。”雷波說。

發布白皮書 四大挑戰六大關鍵點

在11月28日召開的2019邊緣計算產業峰會上,工作組發布了《運營商邊緣計算網絡技術白皮書》,完成了第一個“小目標”。在這本白皮書中,將各種邊緣計算場景的網絡需求總結提煉為七大方面,這在業界還是首次。“在這些需求中,有些只要改一下網絡就可以,有些就要聯合網絡技術專家、學術機構,推動形成新的網絡架構來解決問題。”雷波說。

這七大方面包括:通過固網或移動網的多接入、可靠連接性、網絡邊云協同/跨域邊云協同、算力按需調度并選取最優節點處理業務的需求、運營商網絡和園區網融合的互聯互通互操和安全互信需求、現場異構接入網絡,以及確定性時延/低時延、高帶寬、高并發網絡的需求。

白皮書著重針對運營商5G MEC網絡建設,提出了四大挑戰與六大關鍵點,建議在5G 5G Ready的基礎上推進MEC Ready。

一是L3VPN覆蓋挑戰,UPF的下移需要無線核心網的業務端口下移,增加了L3 VPN的覆蓋需求;二是邊云協同挑戰,UPF需要和中心云中的5GC控制面和管理系統通信,對運營商承載網提出了邊云協同需求;三是固移融合接入挑戰,MEC需要提供無縫的FMC業務,需要ECA提供多接入,跨越無線網絡和固網的連接;四是現場MEC挑戰,企業園區里的基站和MEC需要低延遲的直連,且保證企業重要業務數據不出園區。

建設MEC Ready的運營商網絡六大關鍵點則是:最短ECA、低延遲分片、ECN中路由器的集成通信能力、ECI多點通信、邊云協同、運營商網絡和企業網的安全互通。

從架構入手 核心下沉支持定制

白皮書還在業界首次提出了邊緣計算網絡技術體系,將相關的網絡基礎設施分為三大部分,分別是ECA(Edge Computing Access,邊緣計算接入網絡)、ECN(Edge Computing Network,邊緣計算內部網絡)、ECI(Edge Computing Interconnect,邊緣計算互聯網絡)。

邊緣計算接入網絡(ECA)是邊緣計算網絡技術體系區別于云計算網絡技術體系的重要部分,需要具備融合性、低時延、大帶寬、大連接和高安全等特征,因此ECA需要在現有網絡上進行演進升級,其核心思路主要是縮短ECA的距離,即將邊緣計算系統無論在物理上還是在邏輯上都盡可能接近用戶系統,減少流量在網絡中的繞行。

邊緣計算內部網絡(ECN)更強調架構簡化、功能完備、無損性能以及邊云協同的集中管理體系,因為邊緣計算系統規模遠小于云計算系統,因此扁平架構、融合架構等方案成為ECN的發展方向。

邊緣計算互聯網絡(ECI)相對數據中心互聯網絡(DCI)更為復雜多變。邊緣計算系統涉及與多種類型的系統連接,包括云計算系統、其他邊緣計算系統、用戶自建的系統等,因此ECI連接的對象變多,且屬于不同運營方,如用戶本身、云服務運營商、其它邊緣計算運營商等,同時還需要考慮到邊邊協同的基礎上繼續提供低時延的網絡性能,這使得ECI從基礎設施布局、管控架構以及業務產品等層面上實現邊、網、云的高度協同。

“以前我們是從網絡的視角來看邊緣計算,現在我們要站在邊緣計算業務的視角來看網絡,我們通過這個視角重新定義了ECA。”雷波說。

宋軍說,5G承載網相較于4G承載網來看,核心面可以下移到園區,這里面有幾個好處:一是可以保證關鍵數據不出園區,這是大部分企業用戶的要求;二是網絡核心面下移之后,更容易實現低延遲的承載方案,路徑更短;三是運營商可以為每一個企業定制一個獨立的服務器核心網(UPF),這是以前做不到的,相當于為每個5G客戶定制了無線業務。此外,運營商可以開放5G通信的可編程能力,比如定位能力,用戶可以調用這些信息進行編程,園區里一個機器人走到哪里,馬上就可以知道。

邊緣計算下移之后,運營商網絡和企業自有網可以實現互聯互通,整個應用在兩張網上拉通。“未來應用肯定會分布在企業網和邊緣計算網兩部分上,而他們的業務是拉通的、網絡是互通的,這樣就可以做很多創新型應用。”宋軍說。

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