移動通信的飛速發(fā)展促進了各種新型業(yè)務(wù)的不斷涌現(xiàn)，除了傳統(tǒng)的移動寬帶、物聯(lián)網(wǎng)之外，移動通信催生了許多新的應(yīng)用領(lǐng)域如AR/VR、車聯(lián)網(wǎng)、工業(yè)控制、IOT等，同時對網(wǎng)絡(luò)帶寬、時延等性能也提出了更高的需求，網(wǎng)絡(luò)負荷進一步加重。

為了有效滿足移動互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)高速發(fā)展所需的高帶寬、低時延的要求并減輕網(wǎng)絡(luò)負荷，歐洲電信標準化協(xié)會（European Telecommunication Standard Institute, ETSI）于2014年提出了MEC(Mobile Edge Computing,移動邊緣計算)，基于5G演進架構(gòu)，將基站與互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)深度融合的一種技術(shù)。NGMN和3GPP等研究機構(gòu)和標準化組織在研究下一代移動通信網(wǎng)標準時也都考慮了MEC，NGMN將相關(guān)概念命名為“智能邊緣節(jié)點”，3GPP在RAN3和SA2子組中都有MEC相關(guān)立項，國內(nèi)標準化組織CCSA也有“面向服務(wù)的無線接入網(wǎng)（SoRAN）”的課題研究。

移動邊緣計算（MEC）作為4.5G /5G網(wǎng)絡(luò)體系架構(gòu)演進的關(guān)鍵技術(shù)，可滿足系統(tǒng)對于吞吐量、時延、網(wǎng)絡(luò)可伸縮性和智能化等多方面要求。依托于MEC，運營商可將傳統(tǒng)外部應(yīng)用拉入移動網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部，使得內(nèi)容和服務(wù)更貼近用戶，提高移動網(wǎng)絡(luò)速率、降低時延并提升連接可靠性，從而改善用戶體驗，開發(fā)網(wǎng)絡(luò)邊緣的更多價值。

ETSI定義MEC為通過在無線接入側(cè)部署通用服務(wù)器，為移動網(wǎng)邊緣提供IT和云計算的能力，強調(diào)靠近用戶。MEC使得傳統(tǒng)無線接入網(wǎng)具備了業(yè)務(wù)本地化和近距離部署的條件，從而提供了高帶寬、低時延的傳輸能力，同時業(yè)務(wù)面下沉形成本地化部署，可以有效降低對網(wǎng)絡(luò)回傳帶寬的要求和網(wǎng)絡(luò)負荷。

另一方面，MEC把無線網(wǎng)絡(luò)和互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)兩者有效融合在一起，并在無線網(wǎng)絡(luò)側(cè)增加計算、存儲、處理等功能，構(gòu)建了開放式平臺以植入應(yīng)用，并通過無線API開放無線網(wǎng)絡(luò)與業(yè)務(wù)服務(wù)器之間的信息交互，對無線網(wǎng)絡(luò)與業(yè)務(wù)進行融合，將傳統(tǒng)的無線基站升級為智能化基站。面向業(yè)務(wù)層面（物聯(lián)網(wǎng)、視頻、醫(yī)療、零售等），移動邊緣計算可向行業(yè)提供定制化、差異化服務(wù)，進而提升網(wǎng)絡(luò)利用效率和增值價值。

MEC服務(wù)器主要包括3層邏輯實體：
1、MEC平臺基礎(chǔ)層，基于NFV的硬件資源和虛擬化層架構(gòu)，提供底層硬件的計算、存儲、控制功能和硬件虛擬化組件（包括基于OpenStack的虛擬操作系統(tǒng)、KVM等），完成虛擬化的計算處理、緩存、虛擬交換及相應(yīng)的管理功能。

2、MEC功能組件，承載業(yè)務(wù)的對外接口適配功能，通過API完成和基站及上層應(yīng)用層之間的接口協(xié)議封裝，提供流量旁路、無線網(wǎng)絡(luò)信息、VM通信服務(wù)、應(yīng)用與服務(wù)注冊等能力，具備相應(yīng)的底層數(shù)據(jù)包解析、內(nèi)容路由選擇、上層應(yīng)用注冊管理、無線信息交互等基礎(chǔ)功能，相應(yīng)的API采用網(wǎng)管SNMP，通過Get/Set Request/Set Response消息實例完成參數(shù)及信息交互。

3、MEC應(yīng)用層，基于網(wǎng)絡(luò)功能虛擬化VM應(yīng)用架構(gòu)，將MEC功能組件進一步組合封裝成虛擬的應(yīng)用（本地分流、無線緩存、增強現(xiàn)實技術(shù)、業(yè)務(wù)優(yōu)化、定位等應(yīng)用），并通過標準的接口開放給第三方業(yè)務(wù)應(yīng)用或軟件開發(fā)商，實現(xiàn)無線網(wǎng)絡(luò)的能力開放與調(diào)用。

基于4G EPC架構(gòu)MEC方案
4G網(wǎng)絡(luò)中部署MEC主要有兩種方案：將MEC服務(wù)器部署在無線（RAN）側(cè)，將MEC服務(wù)器部署在核心網(wǎng)（CN）側(cè)（如圖1 和圖2）。

方案1：MEC 服務(wù)器部署在RAN側(cè)
MEC 服務(wù)器部署在多個eNodeB的匯聚節(jié)點之后（比較常見的部署方式），或者單個eNodeB之后（針對熱點區(qū)域，例如校園、大型購物中心等）。這種架構(gòu)方案的優(yōu)勢在于更方便通過監(jiān)聽、解析S1接口的信令來獲取基站側(cè)無線相關(guān)信息，但計費和合法監(jiān)聽等安全問題需要進一步解決。

MEC 服務(wù)器可以為單獨網(wǎng)元，也可以把MEC的功能集成在Hub Node或eNodeB內(nèi)。若MEC 服務(wù)器為單獨網(wǎng)元，則可以與Hub Node及eNodeB為異廠家設(shè)備。4G MEC 服務(wù)器如果是基于NFV虛擬化平臺，可與基站、核心網(wǎng)共用統(tǒng)一的硬件資源平臺，平滑過渡到5G網(wǎng)絡(luò)中。

方案2：MEC 部署在CN側(cè)
MEC 服務(wù)器部署在核心網(wǎng)P-GW之后（或與P-GW集成在一起），可以解決方案1中的計費和安全等問題。存在的問題是MEC 服務(wù)器的位置離用戶較遠，時延較大，且占用核心網(wǎng)資源。其中也有兩種實現(xiàn)方案。

1、不改變現(xiàn)有EPC架構(gòu)，MEC 服務(wù)器與P-GW部署在一起。UE發(fā)起的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)經(jīng)過eNodeB、Hub Node、S-GW、P-GW+MEC 服務(wù)器，然后到公網(wǎng)Internet。該部署方式不存在計費、安全等問題（如圖3）。

2、改變現(xiàn)有EPC架構(gòu)，MEC 服務(wù)器與D-GW部署在一起，原P-GW拆分為P1-GW和P2-WG（即D-GW），其中P1-GW駐留在原位置，D-GW下移（可以到RAN側(cè)，也可以到CN邊緣）。D-GW具備計費、監(jiān)聽、鑒權(quán)等功能。MEC 服務(wù)器與D-GW可以集成在一起，也可以作為單獨網(wǎng)元部署在D-GW之后。P1-GW與D-GW之間為私有接口，需同一廠家設(shè)備（如圖4）。

基于5G的MEC方案通常來說有兩種方式，一種是MEC 服務(wù)器部署在GW-UP處，另一種是MEC 服務(wù)器部署在基站之后。

1、MEC 服務(wù)器部署在GW-UP處
5G網(wǎng)絡(luò)核心網(wǎng)C/U功能分離之后，U-Plane（對應(yīng)GW-UP）功能下移（可以下移到RAN側(cè)，也可以下移到CN的邊緣），C-Plane（對應(yīng)GW-CP）駐留在CN側(cè)。MEC 服務(wù)器部署在GW-UP處，相對于傳統(tǒng)公網(wǎng)方案，可為用戶提供低時延、高帶寬服務(wù)。

2、MEC 服務(wù)器部署在NodeB之后
MEC 服務(wù)器部署在NodeB之后（一個或多個NodeB），使數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)更靠近用戶側(cè)。如圖5中藍色實線所示，UE發(fā)起的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)經(jīng)過NodeB、MEC 服務(wù)器 2，然后到Internet（第三方內(nèi)容提供商服務(wù)器）。計費和合法監(jiān)聽等安全問題需要進一步解決。

目前MEC的主要應(yīng)用包括本地內(nèi)容緩存、基于無線感知的業(yè)務(wù)優(yōu)化處理、本地內(nèi)容轉(zhuǎn)發(fā)、網(wǎng)絡(luò)能力開放等，主要是應(yīng)用在時延敏感、實時性要求高、大數(shù)據(jù)量等場景，比如V2V、AR、企業(yè)、MCDN、室內(nèi)、IoT等，通過在基站側(cè)引入智能計算能力，運營商和網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)提供商的難題將有效緩解，業(yè)務(wù)體驗更有保障，同時無線資源的管理更加智能和優(yōu)化，不同等級的服務(wù)都可以實現(xiàn)。

本地內(nèi)容緩存類應(yīng)用

MEC服務(wù)器與業(yè)務(wù)系統(tǒng)對接，獲取業(yè)務(wù)中的熱點內(nèi)容，包括視頻、圖片、文檔等并予以本地緩存。在業(yè)務(wù)進行過程中，MEC服務(wù)器對基站側(cè)數(shù)據(jù)進行實時的深度包解析，如果終端申請的業(yè)務(wù)內(nèi)容已在本地緩存中，則直接將緩存內(nèi)容定向推送給終端。

增強現(xiàn)實AR是一種利用計算機產(chǎn)生的附加信息對使用者所看到的真實世界景象進行增強或擴展的技術(shù)。AR系統(tǒng)使用了不同研究領(lǐng)域的多種技術(shù)，包括虛擬現(xiàn)實技術(shù)、計算機視覺技術(shù)、人工智能技術(shù)、可佩戴移動計算機技術(shù)、人機交互技術(shù)、生物工程學技術(shù)等。針對AR技術(shù)，MEC解決方案的技術(shù)手段主要有Cache（AR內(nèi)容）、視頻分析等。MEC服務(wù)器緩存需要推送的AR音視頻內(nèi)容，基于定位技術(shù)和地理位置信息一一對應(yīng)。根據(jù)終端發(fā)起的應(yīng)用請求，MEC服務(wù)器通過深度包解析判斷應(yīng)用內(nèi)容，結(jié)合位置信息確定推送AR內(nèi)容并發(fā)送給用戶。MEC解決方案一方面通過內(nèi)容本地化降低了內(nèi)容時延，提升用戶體驗；另一方面基于位置，大大增強了AR的應(yīng)用效果和價值。

業(yè)務(wù)處理與優(yōu)化類應(yīng)用

業(yè)務(wù)優(yōu)化通過靠近無線側(cè)的MEC服務(wù)器，可以對無線網(wǎng)絡(luò)的信息進行實時采集和分析，基于獲得的網(wǎng)絡(luò)情況對業(yè)務(wù)進行動態(tài)的快速優(yōu)化，選擇合適的業(yè)務(wù)速率、內(nèi)容分發(fā)機制、擁塞控制策略等。

業(yè)務(wù)優(yōu)化處理的典型應(yīng)用是視頻監(jiān)控。當前的視頻監(jiān)控所采用的兩種典型的數(shù)據(jù)處理方式主要有兩種。

1. 在攝像頭處理——缺點：要求每個攝像頭都具備視頻分析功能，會大大提高成本。

2. 在服務(wù)器處理——缺點：需要將大量的視頻數(shù)據(jù)傳到服務(wù)器，增加核心網(wǎng)負擔且延遲較大。

使用具有較高計算能力的MEC 服務(wù)器來處理，不僅降低攝像頭的成本，而且也不會對核心網(wǎng)造成負擔且延遲較低，監(jiān)控設(shè)備的視頻數(shù)據(jù)可以借助本地分流解決方案直接傳遞到數(shù)據(jù)中心，提升視頻監(jiān)控部署的便利性，監(jiān)控攝像頭獲取的視頻可以在本地進行分析，基于實時事件監(jiān)測來進行更高級的決策判決。連接到網(wǎng)絡(luò)的攝像頭可以提供更強的靈活性和更低的時延，攝像頭的業(yè)務(wù)保持穩(wěn)定并私有化，具有更低的時延并緩解回傳壓力。

本地分流類應(yīng)用

用戶可以通過MEC平臺直接訪問本地網(wǎng)絡(luò)，本地業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)流無需經(jīng)過核心網(wǎng)，直接由MEC平臺分流至本地網(wǎng)絡(luò)。本地業(yè)務(wù)分流可以降低回傳帶寬消耗和業(yè)務(wù)訪問時延，提升業(yè)務(wù)體驗。

在視頻直播中，熱點區(qū)域的視頻直播類業(yè)務(wù)，包括賽車場、球場的多個角度的視頻直播以及熱點區(qū)域?qū)崟r路況視頻轉(zhuǎn)發(fā)，用戶可以隨意選擇觀看各個角度的直播高清視頻，此類業(yè)務(wù)如果采用經(jīng)過核心網(wǎng)的傳統(tǒng)解決方案，可能時延較高，遠不能滿足用戶實時性需求。熱點區(qū)域的現(xiàn)場視頻業(yè)務(wù)流不經(jīng)過核心網(wǎng)，直接由MEC平臺分流至本地網(wǎng)絡(luò)，用戶可以通過MEC平臺直接訪問本地網(wǎng)絡(luò)?？梢越档突貍鲙捪暮蜆I(yè)務(wù)訪問時延，提升業(yè)務(wù)體驗，有效減輕核心網(wǎng)負擔。

本地分流類業(yè)務(wù)另一個典型應(yīng)用是企業(yè)解決方案。企業(yè)用戶訪問公司內(nèi)網(wǎng)（包括內(nèi)部網(wǎng)站、論壇、FTP業(yè)務(wù)等），處理內(nèi)網(wǎng)郵件、內(nèi)部IM通訊等，免費訪問且業(yè)務(wù)體驗更佳。在企業(yè)內(nèi)部署網(wǎng)絡(luò)需要與物業(yè)所有者之間進行協(xié)商。MEC解決方案把服務(wù)器和企業(yè)網(wǎng)打通，通過深度包解析識別本地和非本地業(yè)務(wù)，從而保持企業(yè)業(yè)務(wù)本地化，本地業(yè)務(wù)不會傳送到EPC也就不會收費，非本地業(yè)務(wù)轉(zhuǎn)發(fā)至核心網(wǎng)。一方面避免了路由迂回，降低了用戶訪問時延，緩解網(wǎng)絡(luò)壓力；另一方面強化了本地內(nèi)容的安全性，可開展相關(guān)增值服務(wù)。

網(wǎng)絡(luò)能力開放類應(yīng)用

通過MEC平臺，移動網(wǎng)絡(luò)可以面向第三方提供網(wǎng)絡(luò)資源和能力，將網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控、網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)服務(wù)、QoS控制、定位、大數(shù)據(jù)分析等能力對外開放，充分挖掘網(wǎng)絡(luò)潛力，與合作伙伴互惠共贏。

網(wǎng)絡(luò)能力開放類業(yè)務(wù)的典型應(yīng)用是智慧商場。商場的業(yè)務(wù)主要關(guān)注盈利模式，通過對用戶的實時定位，進行室內(nèi)導航及周邊商鋪查詢，車庫輔助智能找車等，以及與用戶位置或消費區(qū)域相關(guān)的廣告、優(yōu)惠券等信息進行推送，或者基于對用戶的行為數(shù)據(jù)分析實現(xiàn)精準營銷。為了給用戶提供更好的服務(wù)，MEC服務(wù)器可以位于商場內(nèi)，離用戶較近，便于分析用戶位置以及給用戶提供本地的個性化服務(wù)。顧客進入商場時，先對用戶進行實時定位，使用戶了解最新產(chǎn)品信息，商家視頻等。同時，商場可以根據(jù)用戶的定位信息插入高相關(guān)度和本地化廣告，提供手機上免費觀看的電影和優(yōu)惠券。

MEC屬于一個新興的技術(shù)與市場，有很多還未開發(fā)的商業(yè)模式等待各個廠家共同創(chuàng)新、創(chuàng)造。根據(jù)Gartner的報告，到2020年全球連接到網(wǎng)絡(luò)的設(shè)備將達到約208億臺，移動端應(yīng)用將迫切需要一個更有競爭力、可擴展，同時又安全和智能的接入網(wǎng)。MEC將會提供一個強大的平臺解決未來網(wǎng)絡(luò)的延遲、擁塞和容量等問題。

在5G時代，MEC的應(yīng)用將伸展至交通運輸系統(tǒng)、智能駕駛、實時觸覺控制、增強現(xiàn)實等領(lǐng)域。同時，新的MEC行業(yè)標準和MEC平臺的部署，也將提供一種新型的網(wǎng)絡(luò)生態(tài)系統(tǒng)和價值鏈，為運營商、廠家、OTT和第三方公司帶來新的營運模式，基于MEC的移動網(wǎng)絡(luò)和移動應(yīng)用的無縫結(jié)合，將為網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)和服務(wù)的創(chuàng)新帶來無限可能。

來源：通信世界