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1、目 录1概述11.1 白皮书愿景及目标11.2 白皮书状态22MEC驱动力及挑战分析32.1 行业及市场发展需求32.1.1业务及技术驱动32.1.2商业及产业驱动52.2 电信运营商网络挑战分析62.2.1竖井式网络架构难以满足业务发展需求62.2.2ICT融合驱动运营商改变“哑管道运营”格局73中国联通MEC平台能力和应用需求83.1 MEC平台能力需求83.1.1业务域83.1.2管理域93.2 MEC典型应用需求104中国联通LTE网络MEC部署策略144.1 LTE网络MEC组网架构144.2 中国联通LTE网络MEC部署方案144.2.1部署位置144.2.2计费方案164.3 M
2、EC部署存在的问题分析165MEC技术演进路线及规划175.1 面向5G网络的MEC关键技术演进175.1.1流量疏导方案175.1.2业务连续性方案185.1.3智能感知与优化方案185.2 中国联通MEC组网架构演进195.3 中国联通5G网络MEC部署规划216总结和展望2327 / 30实用精品文档中国联通边缘计算技术白皮书1 概述1.1 白皮书愿景及目标当前，信息通信技术向各行各业融合渗透，数字化信息已成为关键生产要素，经济社会各领域向数字化转型升级的趋势愈发明显。5G网络与云计算、大数据、虚拟增强现实、人工智能等技术深度融合，将连接人和万物，成为各行业数字化转型的关键基础设施。5G
3、包括三大应用场景：eMBB（增强移动宽带）、mMTC（海量机器类通信）和uRLLC（超可靠低时延通信）。其中， eMBB聚焦对带宽有极高需求的业务，例如高清视频、VR（虚拟现实）和AR（增强现实）等，满足人们对于数字化生活的需求；mMTC聚焦对连接密度要求较高的业务，例如智慧城市、智慧农业、智能家居等，满足人们对于数字化社会的需求；uRLLC聚焦对时延极其敏感的业务，例如自动驾驶、工业控制、远程医疗等，满足人们对于数字化工业的需求。IDC最新统计报告显示，到2020年将有超过500亿的终端与设备联网，而到2018年，就将有50%的物联网网络将面临网络带宽的限制，40%的数据需要在网络边缘侧分析
4、、处理与储存。多接入边缘计算（Multi-Acess Edge Computing，MEC）是在靠近人、物或数据源头的网络边缘侧，融合网络、计算、存储、应用核心能力的开放平台，就近提供边缘智能服务，满足行业数字化在敏捷联接、实时业务、数据优化、应用智能、安全与隐私保护等方面的关键需求。在3GPP R15中，基于服务化架构，5G协议模块可以根据业务需求灵活调用，为构建边缘网络提供了技术标准，从而使得MEC可以按需、分场景灵活部署在无线接入云、边缘云或者汇聚云。 MEC可为移动运营商提供以下价值： 通过对4K/8K、VR/AR等高带宽业务的本地分流，降低对核心网络及骨干传输网络的占用，有效提升运营
5、商网络的利用率； 通过内容与计算能力的下沉，运营商网络将有效支撑未来时延敏感型业务（车联网、远程控制等）以及大计算和高处理能力需求的业务（视频监控与分析等），助力运营商实现从连接管道向信息化服务使能平台的转型； MEC作为边缘云计算环境和网络能力开放平台，将为运营商构建网络边缘生态奠定基础。MEC虽然是5G网络的使能技术，但由于架构及平台的开放性，MEC亦可在现阶段部署于LTE网络，为移动运营商提供增值服务。2017年6月，中国联通携手诺基亚、腾讯、INTEL首次在上海“梅赛德斯-奔驰文化中心”成功搭建网络边缘云系统，。利用LTE现网验证了基于MEC的多角度视频直播和主播互动业务。测试数据表明
6、，场馆内直播时延仅有0.5秒，相比时延大于30秒的传统互联网直播方式，大幅度改善了用户的实时观看体验，也为中国联通面向5G网络的智能场馆解决方案推广与建设打下坚实的基础。本白皮书基于5G业务需求及MEC产业进展，定义了中国联通对MEC平台能力和应用场景的需求，给出了中国联通4G网络MEC部署策略建议，及面向5G网络的演进规划。我们期望与产业各界共同探讨MEC商业合作模式，共建网络边缘生态，全面推动5G业务的蓬勃发展。1.2 白皮书状态本白皮书为1.0版本，虽然还不够全面，并可能存在需要继续修订的地方，但仍希望这一版本的发布能对产业界有所帮助。 随着MEC技术标准的冻结及5G试商用网络的部署，新
7、的研究内容可能会被加入到后续版本中，欢迎各界同仁提出修改意见和建议。2 MEC驱动力及挑战分析2.1 行业及市场发展需求2.1.1 业务及技术驱动（1）业务驱动LTE网络的设计目标及用途十分单一，即以尽可能高的无线速率交付高速移动宽带服务，而伴随着移动互联网和物联网的快速发展，5G业务将呈现出需求多样性的特点。如图2.1所示，3GPP定义了5G的三大应用场景，即eMBB（增强移动宽带）、mMTC（海量机器类通信）和uRLLC（超可靠低时延通信）。 一方面，5G将为用户提供超高清视频、下一代社交网络、VR和AR等更加身临其境的业务体验，促进人类交互方式再次升级。另一方面，5G将以智慧城市、智能家
8、居为代表的典型应用场景与移动通信深度融合，预计千亿量级的设备将接入5G网络。此外，5G还将以超低时延、超高可靠性等优势，与车联网、工业互联网、移动医疗、能源等垂直行业应用相结合。总体上看，5G业务的多样性决定了5G网络有能力支持极速移动超大宽带、物联网海量连接、超可靠超低时延连接的需求，同时提供一个更灵活、更智能、可编程、可拓展的网络，以应对新业务和新应用。图2.1 5G三大应用场景在5G网络高容量热点场景中，用户体验速率达1Gbit/s，峰值速率达10Gbit/s，流量密度达10Tbit/s每平方千米以上。例如，高清视频、智慧城市、B2B业务等对宽带接入需求是几十到数百Mbit/s，而4K视
9、频、3D视频、AR、VR等对网络带宽的要求高达几十Gbit/s，这将对无线回传网络造成巨大的压力。因此需要将业务向网络边缘尽可能下沉（例如，边缘云数据中心或更靠近基站侧），以实现业务的本地分流。此外，在5G uRLLC低时延场景中，所期望的端到端时延在毫秒数量级上（目前LTE网络端到端传输时延和业务处理时延在50ms以上），这也需要将业务下沉至网络边缘，以减少网络传输和多级业务转发带来的网络时延。MEC作为5G演进的关键技术，可以在更靠近客户的移动网络边缘提供云计算能力和IT服务的环境，具备超低时延、超大带宽、本地化、高实时性分析处理等特点，从而降低对核心网络及骨干传输网络的占用，并降低端到端
10、时延。（2）技术驱动5G网络通过大数据、云计算技术使能移动网络能力的对外开放，实现业务面向平台化的运营。图2.2从四个维度构建了5G电信云架构，分别为虚拟化的网络功能（NFV）、软件定义的网络（SDN）、无线网络的云化（Cloud-RAN），以及自动管理与协同系统。NFV通过硬件和软件的解耦合，实现了网络功能和网管的虚拟化。SDN通过控制和业务的分离，实现了在数据中心和传输节点传输和控制资源的按需重分配，使网络具备可编程能力。Cloud RAN基于通用的IT硬件架构，通过集中化管理以及虚拟化的软件功能，提供面向移动业务的前传和回传网络。自动管理和协同系统通过业务和网络的全局协同，管理云网络业务
11、的生命周期、优先级和服务品质。图2.2 5G电信云架构逻辑图云计算、NFV、SDN和ICT等技术催生了MEC的发展。MEC系统的核心设备是基于IT通用硬件平台构建的MEC服务器，通过部署于无线基站内部或者无线接入网边缘的云计算设施（即边缘云）提供本地化的公有云服务，并可连接其他网络（如企业网）内部的私有云实现混合云服务。RAN的云化（Cloud-RAN）及虚拟化（V-RAN）为MEC的部署提供了一个合适的切入点。例如，部署在一个零售中心的小型Cloud-RAN可以同时部署MEC功能来管理本地化的应用，使得应用、服务和内容在位置上更贴近终端用户。5G网络架构本身就是面向业务和用户的网络，通过网络
12、切片可以根据业务的需求对网络资源进行灵活编排和弹性化资源管理，如uRLLC业务可以通过边缘网络切片来实现。2.1.2 商业及产业驱动移动业务的快速增长和运营成本的压力倍增促使整个电信业寄希望于新技术和新产品的引入，以提升用户体验、增加利润、优化网络运营和提升资源利用效率。面对eMBB的高流量和mMTC的海量连接，网络运营商不得不考虑网络拥塞的可能，并思考如何通过本地分析和处理的方式来减缓其对网络安全和业务回传的影响。企业客户也希望能够提供给他们的客户更加有效、更加安全和更低时延的网络连接。内容与服务供应商也面临网络延时过大对用户体验的挑战，而这些挑战在某些应用中是至关重要且必须解决的。另外，越
13、来越多的智能手机应用和内容被移到云端，终端客户接入云端服务器的时延和带宽必须被优化，以保证消费者丰富多彩的应用和内容体验，而这需要网络运营商和应用服务提供商的更紧密合作。这种合作很自然地导致应用/内容在更贴近客户的网络边缘进行部署。为此，MEC产业参与者正在积极进行新技术和新产品的验证、测试和部署，着眼于降低网络时延、提高网络安全，同时提供更加敏捷的新功能开发和部署平台等，这些通力合作对提高终端用户体验和网络效率起到了很大的帮助。为了吸引更多参与者的加入以推动整个MEC产业发展，MEC产业标准化也在稳步推进中。从2014年10月MEC产业化标准组成立至今，已经有超过70家的标准化成员单位，涵盖
14、了主流运营商、通信和网络设备供应商、IT/中间件厂商、软件厂商和OTT 应用厂商等，几乎包括了完整的移动互联网产业。成员单位共同提出并设计了丰富的应用场景，充分发掘了移动网络边缘计算的独特价值潜力。 2016年4月3GPP SA2已经正式接受MEC为5G架构之关键技术。MEC商业和产业的发展将得益于商业转型、技术演进和产业协作，最终这些努力将体现在越来越广泛的创新市场，比如智慧医疗、车联网、工业自动化、虚拟现实（VR）、增强现实（AR）、游戏和IoT服务等领域。MEC通过部署在RAN边缘的IT服务环境提供了基于位置的云计算能力和实时的内容信息。这种开放的IT服务环境将使移动运营商和内容服务供应
15、商提供的应用和服务集成到更多的供应商的MEC平台上，这种通用架构将促使更多创新的应用在更广领域进行快速部署，并给相关参与者提供更多的价值。终端用户通过MEC实时的网络连接和内容获取，可获得极速的个性化用户体验；移动运营商通过将MEC平台计算能力开放给第三方OTT提供商或者应用开发者，并提供服务给移动用户、企业和垂直行业，从而可以重新定义其在整个产业链中的角色，带来新的收入和提供更多高附加值的服务，并开拓新的市场机会；OTT提供商和独立的应用开发商通过MEC开放标准的平台可以快速开发新的应用、缩短开发周期，为终端用户提供近乎零延时的极速体验。所有MEC价值链中的参与者最终将得益于MEC创造的市场
16、环境，并通过覆盖众多行业的应用促使经济的持续发展。2.2 电信运营商网络挑战分析2.2.1 竖井式网络架构难以满足业务发展需求伴随着移动互联网、物联网及行业应用的爆发式增长，未来移动通信网络将面临千倍数据流量增长和千亿设备互联需求，传统的4G竖井化架构已不能满足业务的发展需求，正在向扁平化的端管云架构下演进。 5G网络采用NFV和SDN技术，进行网元功能的分解、抽象和重构，5G网络将形成由接入平面、控制平面和转发平面构成的IT化的新型扁平化平台，网络向控制功能集中化和转发功能分布化的趋势演进。转发面将专注于业务数据的路由转发、具有简单、稳定和高性能等特点，以满足未来海量移动流量的转发需求；控制面采用逻
