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移动边缘计算的系统架构和关键技术分析

无线互联科技

Wireless Internet Technology

No.13 July,2019

第13期

2019年7月

移动边缘计算的系统架构和关键技术分析

董春利"，王莉1

(1.南京交通职业技术学院电子信息工程学院，江苏南京211188;2.上海剑曦信息科技有限公司，上海200051)

摘要：随着移动互联网和物联网应用的快速发展，传统的集中式云计算遇到了严峻的挑战，例如高延迟、低频谱效率和非自适应机器类型的通信。为了解决这些挑战，新技术正在推动将集中式云计算功能转移到网络边缘设备。移动边缘计算被认为是物联网和任务关键型、垂直解决方案的关键推动因素，被公认为是一种关键的架构概念和技术之一。文章讨论分析了移动边缘计算的系统架构和关键技术。

关键词：移动边缘计算；虚拟机；计算卸载；VM迁移

移动边缘计算(Mobile Edge Computing,MEC)被欧洲电信标准化协会(European Telecommunications Standards Institute,ETSI)定义为一种新技术，在移动网络边缘、无线接入网络内以及移动用户附近，提供IT服务环境和云计算能力ETSI发布了一份关于移动边缘计算的白皮书，移动边缘计算被认为是一种重要的新兴技术，成为下一代网络的重要组成部分。由于具有低延迟、近距离和高带宽等先进特性，以及实时洞察无线网络信息和位置感知功能，移动边缘计算为多个行业(如消费者、企业)提供了大量新的应用和服务。特别地，MEC被认为是智能城市中处理视频流服务有前景的解决方案。

来自监视设备的视频流在MEC服务器上进行本地处理和分析，从视频流中提取有意义的数据。可以将有价值的数据传输到应用服务器，以减少核心网络流量。增强现实(Augmented Reality,AR)移动应用在上行链路中的数据收集、边缘计算和下行链路中的数据传递方面，具有固有的协作属性。增强现实数据需要低延迟和髙速率的数据处理，以便根据用户的位置提供正确的信息。数据处理可以在本地MEC服务器上执行，而不是在集中式服务器上执行，以提供良好的用户体验。物联网在电信网络上生成额外的消息，要求网关聚合消息并确保低延迟和安全性。引入利用MEC收集，分类和分析物联网数据流的新架构，MEC服务器负责管理各种协议、消息分发和分析处理。MEC环境创造了一个新的价值链和充满活力的生态系统，从而为移动运营商、应用和内容提供商创造了新的机会。

1MEC的系统架构

ETSI描述的MEC参考架构使MEC应用程序能够实现为在MEC主机上运行的纯软件实体⑵。移动边缘平台提供运行MEC应用程序所需的基本环境和功能。MEC应用程序在虚拟化基础架构之上作为虚拟机(Virtual Machine,VM)运行，并且可以与移动边缘平台交互以执行与应用程序的生命周期相关的某些支持过程。此外，虚拟化基础设施包括一个执行由移动边缘平台接收的流量规则的数据平面，并路由在应用本地网络和外部网络之间的流量。MEC主机级管理包括移动边缘平台管理器和虚拟化基础架构管理器。前者管理应用程序的生命周期以及应用程序规则和要求，包括服务授权、流量规则、域名系统(Domain Name System, DNS)配置和解决冲突。后者负责分配、管理和发布虚拟化基础架构的可视化(计算、存储和网络)资源。

操作支持系统通过生命周期管理代理商或运营商的第三方客户，通过面向客户的服务门户接收用户应用程序的请求，操作支持系统决定是否授予请求。授权请求将转发给MEC协调器进行下一步处理。MEC协调器是核心功能，因为它根据部署的MEC主机、可用资源、可用MEC服务和拓扑，维护一个整体视图。出于性能、成本、可扩展性、运营商首选部署的原因，MEC支持不同的部署方案叫例如在蜂窝宏基站演进型Node B站点(Evolved Node B,eNodeB)、在3G无线网络控制器(Radio Network Controller,RNC)站点、在多个无线电接入技术小区聚合站点，和聚合点(其也可以位于核心网络的边缘，例如在分布式数据中心中)，探讨了一个网络规划问题，该讨论决定了在可用站点中安装MEC 服务器的最佳位置，以便在安装成本和服务质量(Quality of Service,QoS)之间进行权衡。

2MEC的关键技术

MEC的关键技术包括计算卸载和移动性管理。

计算卸载是一个将资源密集型计算从移动设备迁移到资源丰富的附近基础设施的过程画。虽然移动设备受到计算能力、电池寿命和散热的限制，但是通过将能量消耗的应用程序计算卸载到MEC服务器，MEC可以在用户设备(User Equipment,UE)上运行新的复杂应用程序。计算卸载的一个重要部分是决定是否卸载、是否适用全部或部分卸载、卸载什么以及如何卸载。卸载决策取决于根据3个标准分类的应用程序模型。第1个标准是应用程序是否包含不能卸载的用户等不可卸载部分(例如用户输入、摄像或需要在UEs处

基金项目：南京交通职业技术学院高层次人才科研基金项目；项目编号：440105001o

作者简介：董春利(1964—),男，山东青岛人，教授，博士；研究方向：认知无线电网络，下一代无线泛在网络。

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2017年移动边缘计算行业分析报告

2017年移动边缘计算行业分析报告 2017年7月

目录一、移动边缘计算为何物 (5) 1、移动边缘计算的概念、特征与基本组件 (5) 2、移动边缘计算与云计算协同互补、相得益彰 (8) 3、移动边缘计算是CDN的未来发展方向之一 (9) 二、多因素推动移动边缘计算加速发展 (12) 1、物联网时代的大数据与大连接需要移动边缘计算 (12) 2、移动边缘计算是5G的核心技术之一 (14) （1）网络切片技术需要应用移动边缘计算 (16) （2）C/U分离技术将促进移动边缘计算实现 (17) （3）移动边缘计算可以满足5G低时延要求 (18) 3、移动边缘计算可以避免运营商网络管道化 (20) 4、软件定义网络（SDN）将助力移动边缘计算功能实现 (21) 三、移动边缘计算具有丰富的应用场景 (22) 1、视频优化加速：移动边缘计算降低移动视频延迟，实现跨层视频优化 .. 23 2、车联网：移动边缘计算确保低时延和高可靠性 (24) 3、增强现实（AR）：移动边缘计算可降低时延，提高数据处理精度，提升用户感受 (26) 4、监控视频分析：移动边缘计算可降低核心网负担，提高处理效率 (27) 四、移动边缘计算的技术解析 (27) 1、移动边缘计算的类型 (27) 2、移动边缘计算的部署方案 (29) （1）基于4G EPC架构部署在RAN侧的MEC方案 (29)

（2）基于4G EPC架构部署在CN侧的MEC方案 (30) （3）基于5G架构的MEC服务器部署方案 (31) 五、相关布局公司 (32) 1、诺基亚：最早关注移动边缘计算的公司之一 (32) 2、英特尔：发布了移动边缘计算端到端解决方案白皮书 (33) 3、凌华科技：开放的电信级边缘计算架构推动者 (35) 4、华为：边缘计算产业联盟发起者、移动边缘计算方案提供商 (36) 5、中兴通讯：推出基于室分与5G的移动边缘计算解决方案 (38) 6、网宿科技：积极推动CDN升级具备移动边缘计算功能 (40) 7、日海通讯：借力佰才邦发力小基站和移动边缘计算 (40) 8、Relay2：让WiFi网络集成边缘计算和云端管理功能 (42)

2019年边缘计算专题研究：现场侧端级边缘计算,催生应用新蓝海

2019年边缘计算专题研究：现场侧端级边缘计算，催生应用新蓝海

目录关于边缘计算的概述 (5) 边缘计算的概念 (5) 边缘计算与云计算的关系 (6) 边缘计算的类别划分 (8) 网络侧多接入边缘计算，与 5G同行 (10) MEC的推动因素 (10) MEC部署方案 (12) MEC生态圈 (14) MEC典型用例 (20) 现场侧端级边缘计算，催生应用新蓝海 (22) 端级边缘计算在智慧安防领域的应用 (22) 端级边缘计算在工业互联网领域的应用 (24) 端级边缘计算在智能家居领域的应用 (26) 重点企业 (28) 中兴通讯：5G边缘计算完整解决方案的提供者 (28) 网宿科技：携手运营商，建设边缘计算网络 (28) 顺网科技：专注网吧细分市场，落地边缘计算应用 (29) 数据港：助力阿里云拓展边缘计算体系 (30) 风险提示 (31) 运营商投入不及预期 (31) 商业模式不清晰 (31) 边缘计算标准不完善 (31)

图表目录图表 1.边缘计算的概念 (5) 图表 2.边缘计算参考框架 (6) 图表 3.边缘计算所具备的特点与属性 (6) 图表 4.云计算的不足之处 (7) 图表 5.传统云计算模型与边缘计算模型 (7) 图表 6.边缘计算与云计算的关系 (8) 图表 7.边缘计算平台部署位臵 (8) 图表 8.MEC基础架构 (10) 图表 9.世界物联网设备接入数量预测 (11) 图表 10.各业务场景网络需求 (11) 图表 11.2013-2018年电信收入结构（语音和非语音）情况 (12) 图表 12.5G网络组网及 MEC部署策略 (13) 图表 13.4G网络典型传输时延（单向） (13) 图表 14.边缘设备部署需要考虑的因素 (14) 图表 15.MEC产业链 (15) 图表 16.多接入边缘计算 PaaS功能视图 (15) 图表 17.多接入边缘计算 IaaS功能视图 (16) 图表 18.中国移动边缘计算应用案例 (16) 图表 19.中国联通边缘计算应用案例 (16) 图表 20.浪潮 OTII边缘计算服务器 NE5260M5 (17) 图表 21.CDN系统架构 (18) 图表 22.基于 MEC的视频业务端到端流程 (18) 图表 23.MEC建设规模测算 (19) 图表 24.2016-2023全球边缘计算硬件需求规模 (19) 图表 25.基于 MEC平台的智能驾驶系统框架 (20) 图表 26.基于 MEC平台的增强现实应用 (21) 图表 27.基于 MEC平台的 VR直播 (21) 图表 28.本地级边缘计算框架 (22) 图表 29.边缘计算在视频监控行业的应用 (23) 图表 30.我国安防行业市场规模变化及预测 (23) 图表 31.工业互联网系统三层架构 (24) 图表 32.验布机传统架构 (24) 图表 33.验布机边缘云架构 (25)

中国移动边缘计算术白皮书

中国移动边缘计算技术白皮书

目录 1.中国移动边缘计算的发展背景 __________________________________________________ 1 1.1.需求与场景 ____________________________________________________________________ 1 1. 2.边缘计算与5G的相互促进 _______________________________________________________ 2 1.3.边缘电信云的发展 ______________________________________________________________ 2 2.中国移动对边缘计算的思考 ____________________________________________________ 3 2.1.边缘计算的部署位置 ____________________________________________________________ 3 2.2.面向全连接的算力平面 __________________________________________________________ 3 2. 3.边缘计算技术体系视图 __________________________________________________________ 4 2.4.安全是边缘计算的关键要素 ______________________________________________________ 4 3.边缘计算PaaS技术 ___________________________________________________________ 6 3.1.PaaS平台总体设计思路__________________________________________________________ 6 3.2.边缘计算能力开放 ______________________________________________________________ 7 3.3.边缘计算应用/能力引入_________________________________________________________ 9 4.边缘计算IaaS技术__________________________________________________________ 10 4.1.边缘计算IaaS的设计理念_______________________________________________________ 10 4.2.边缘计算IaaS的多种形态_______________________________________________________ 11 4.3.边缘计算IaaS关键技术_________________________________________________________ 13 5.边缘计算硬件体系 ___________________________________________________________ 16 5.1.面向边缘的服务器深度定制方案——OTII服务器___________________________________ 16 5.2.边缘一体化设备 _______________________________________________________________ 17 5.3.边缘计算网关 _________________________________________________________________ 18 6.构建产业生态 _______________________________________________________________ 20 6.1.中国移动边缘计算开放实验室的成立 _____________________________________________ 20 6.2.实验室产品体系 _______________________________________________________________ 20 6.3.实验室资源与能力 _____________________________________________________________ 20 6.4.应用与试验床 _________________________________________________________________ 20 7.倡议和愿景 _________________________________________________________________ 22

边缘计算的概念与典型应用场景

边缘计算成为物理世界与数字世界间的重要桥梁。边缘计算（Edge Computing）是在靠近物或数据源头的网络边缘侧，融合网络、计算、存储、应用核心能力的分布式开放平台，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。它可以作为联接物理和数字世界的桥梁，使能智能资产、智能网关、智能系统和智能服务。参考边缘计算联盟（ECC）与工业互联网联盟（AII）在2018年底发布的白皮书中对边缘计算的定义，作为连接物理世界与数字世界间的桥梁，边缘计算具有连接性、约束性、分布性、融合性和数据第一入口等基本特点与属性，并拥有显著的“CROSS”价值，即联接的海量与异构（Connection）、业务的实时性(Real-time)、数据的优化(Optimization)、应用的智能性(Smart)、安全与隐私保护(Security)。边缘计算的基本特点与属性边缘计算具有显著的“CROSS”价值联接的海量与异构(Connection)，网络是系统互联与数据采集传输的基石。

伴随联接设备数量的剧增，网络灵活扩展、低成本运维和可靠性保障面临巨大挑战。同时，工业现场长期以来存在大量异构的总线联接，多种制式的工业以太网并存，如何兼容多种联接并且确保联接的实时可靠是必须要解决的现实问题。业务的实时性(Real-time)，工业系统检测、控制、执行，新兴的VR/AR等应用的实时性高，部分场景实时性要求在10ms以内甚至更低，如果数据分析和处理全部在云端实现，难以满足业务的实时性要求，严重影响终端客户的业务体验。数据的优化(Optimization)，当前工业现场与物联网末端存在大量的多样化异构数据，需要通过数据优化实现数据的聚合、数据的统一呈现与开放，以灵活高效地服务于边缘应用的智能。应用的智能性(Smart)，业务流程优化、运维自动化与业务创新驱动应用走向智能，边缘侧智能能够带来显著的效率与成本优势。以预测性维护为代表的智能化应用场景正推动行业向新的服务模式与商业模式转型。安全与隐私保护 (Security)，安全跨越云计算和边缘计算之间的纵深，需要实施端到端防护。网络边缘侧由于更贴近万物互联的设备，访问控制与威胁防护的广度和难度因此大幅提升。边缘侧安全主要包含设备安全、网络安全、数据安全与应用安全。此外，关键数据的完整性、保密性，大量生产或人身隐私数据的保护也是安全领域需要重点关注的内容。边缘计算的标准化与产业化快速推进 5G 低时延、高可靠通信要求，边缘计算成为必然选择。根据ITU（国际电信联盟）的愿景，5G的应用场景应划分为增强型移动宽带（eMBB）、大连接物联网（mMTC）和低时延高可靠通信（uRLLC）三类。同时，ITU在带宽、时延和覆盖范

边缘计算综述

1.什么是边缘计算？在IIoT的背景下，“边缘”是指靠近数据源的计算基础设施，例如工业机器（例如风力涡轮机，磁共振（MR）扫描仪，海底防喷器）），工业控制器如SCADA系统和时间序列数据库汇总来自各种设备和传感器的数据。这些设备通常远离云中可用的集中式计算。边缘计算是在靠近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。边缘计算与云计算互相协同，共同助力各行各业的数字化转型。它就近提供智能互联服务，满足行业在数字化变革过程中对实时业务、业务智能、数据聚合与互操作、安全与隐私保护等方面的关键需求。到目前为止，边缘计算的作用主要用于摄取，存储，过滤和发送数据到云系统。然而，我们正处于一个时间点，这些计算系统正在包装更多的计算，存储和分析功能，以消耗并对机器位置的数据采取行动。这种能力对于工业组织来说将是非常有价值的 - 这是不可或缺的。 2.这对工业带来的价值行业权威人士已经计算出，数以千计的连接事物会从不同的来源产生大量的数据。根据国际电信联盟电信标准分局ITU-T的研究报告，到2020年，每个人每秒将产生的数据，IoT可穿戴设备的出货量将达到亿。IDC也发布了相关预测，到2018年，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、处理与储存，到2025年，这一数字将超过50%。管理咨询公司麦肯锡公司估计，到2025年，工业物联网（IIoT）将创造价值万亿的市场规模。工业物联网将思想和机器结合在一起，将人们与加速数字产业转型的机器数据相结合。通过将大数据，高级分析和机器学习应用于运营，工业可以减少计划外停机时间，提高资产性能，降低维护成本，并为从机床数据中获取未开发价值的新业务模式开拓潜力。过去几年来，工业组织已经开始将云计算融入业务，从大量数据中获取洞察力，帮助实现关键业务成果，包括减少意外停机，提高生产效率，降低能耗等。云计算仍然通过工业物联网来实现新的性能水平发挥关键作用，因为它需要大量的计算能力来有效地管理来自机器的庞大数据量。但是随着更多的计算，存储和分析能力被捆绑到更靠近数据源的较小设备中，即工业机器 - 边缘计算将有助于边缘处理实现工业物联网的承诺。虽然这个概念不是新的，但是有几个关键的驱动力使它成为今天更可行的现实：·计算和传感器的成本继续下滑， ·在较小尺寸的设备（如网关或传感器集线器）中执行的更多计算能力， ·来自机器和/或环境的日益增长的数据（例如天气或市场定价）， ·现代机器学习与分析。这些因素有助于公司将大量数据转化为具有洞察力和智慧的行动。对于工业组织来说，这种技术在以下用例中将变得至关重要： ·低/间歇连接（如远程位置） o将数据传输到云的带宽和相关的高成本 o低延迟，例如机器洞察和启动之间的闭环相互作用（即在机器上采取动作）

移动边缘计算的系统架构和关键技术分析

无线互联科技 Wireless Internet Technology No.13 July,2019 第13期 2019年7月移动边缘计算的系统架构和关键技术分析董春利"，王莉1 (1.南京交通职业技术学院电子信息工程学院，江苏南京211188;2.上海剑曦信息科技有限公司，上海200051) 摘要：随着移动互联网和物联网应用的快速发展，传统的集中式云计算遇到了严峻的挑战，例如高延迟、低频谱效率和非自适应机器类型的通信。为了解决这些挑战，新技术正在推动将集中式云计算功能转移到网络边缘设备。移动边缘计算被认为是物联网和任务关键型、垂直解决方案的关键推动因素，被公认为是一种关键的架构概念和技术之一。文章讨论分析了移动边缘计算的系统架构和关键技术。关键词：移动边缘计算；虚拟机；计算卸载；VM迁移移动边缘计算(Mobile Edge Computing,MEC)被欧洲电信标准化协会(European Telecommunications Standards Institute,ETSI)定义为一种新技术，在移动网络边缘、无线接入网络内以及移动用户附近，提供IT服务环境和云计算能力ETSI发布了一份关于移动边缘计算的白皮书，移动边缘计算被认为是一种重要的新兴技术，成为下一代网络的重要组成部分。由于具有低延迟、近距离和高带宽等先进特性，以及实时洞察无线网络信息和位置感知功能，移动边缘计算为多个行业(如消费者、企业)提供了大量新的应用和服务。特别地，MEC被认为是智能城市中处理视频流服务有前景的解决方案。来自监视设备的视频流在MEC服务器上进行本地处理和分析，从视频流中提取有意义的数据。可以将有价值的数据传输到应用服务器，以减少核心网络流量。增强现实(Augmented Reality,AR)移动应用在上行链路中的数据收集、边缘计算和下行链路中的数据传递方面，具有固有的协作属性。增强现实数据需要低延迟和髙速率的数据处理，以便根据用户的位置提供正确的信息。数据处理可以在本地MEC服务器上执行，而不是在集中式服务器上执行，以提供良好的用户体验。物联网在电信网络上生成额外的消息，要求网关聚合消息并确保低延迟和安全性。引入利用MEC收集，分类和分析物联网数据流的新架构，MEC服务器负责管理各种协议、消息分发和分析处理。MEC环境创造了一个新的价值链和充满活力的生态系统，从而为移动运营商、应用和内容提供商创造了新的机会。 1MEC的系统架构 ETSI描述的MEC参考架构使MEC应用程序能够实现为在MEC主机上运行的纯软件实体⑵。移动边缘平台提供运行MEC应用程序所需的基本环境和功能。MEC应用程序在虚拟化基础架构之上作为虚拟机(Virtual Machine,VM)运行，并且可以与移动边缘平台交互以执行与应用程序的生命周期相关的某些支持过程。此外，虚拟化基础设施包括一个执行由移动边缘平台接收的流量规则的数据平面，并路由在应用本地网络和外部网络之间的流量。MEC主机级管理包括移动边缘平台管理器和虚拟化基础架构管理器。前者管理应用程序的生命周期以及应用程序规则和要求，包括服务授权、流量规则、域名系统(Domain Name System, DNS)配置和解决冲突。后者负责分配、管理和发布虚拟化基础架构的可视化(计算、存储和网络)资源。操作支持系统通过生命周期管理代理商或运营商的第三方客户，通过面向客户的服务门户接收用户应用程序的请求，操作支持系统决定是否授予请求。授权请求将转发给MEC协调器进行下一步处理。MEC协调器是核心功能，因为它根据部署的MEC主机、可用资源、可用MEC服务和拓扑，维护一个整体视图。出于性能、成本、可扩展性、运营商首选部署的原因，MEC支持不同的部署方案叫例如在蜂窝宏基站演进型Node B站点(Evolved Node B,eNodeB)、在3G无线网络控制器(Radio Network Controller,RNC)站点、在多个无线电接入技术小区聚合站点，和聚合点(其也可以位于核心网络的边缘，例如在分布式数据中心中)，探讨了一个网络规划问题，该讨论决定了在可用站点中安装MEC 服务器的最佳位置，以便在安装成本和服务质量(Quality of Service,QoS)之间进行权衡。 2MEC的关键技术 MEC的关键技术包括计算卸载和移动性管理。计算卸载是一个将资源密集型计算从移动设备迁移到资源丰富的附近基础设施的过程画。虽然移动设备受到计算能力、电池寿命和散热的限制，但是通过将能量消耗的应用程序计算卸载到MEC服务器，MEC可以在用户设备(User Equipment,UE)上运行新的复杂应用程序。计算卸载的一个重要部分是决定是否卸载、是否适用全部或部分卸载、卸载什么以及如何卸载。卸载决策取决于根据3个标准分类的应用程序模型。第1个标准是应用程序是否包含不能卸载的用户等不可卸载部分(例如用户输入、摄像或需要在UEs处基金项目：南京交通职业技术学院高层次人才科研基金项目；项目编号：440105001o 作者简介：董春利(1964—),男，山东青岛人，教授，博士；研究方向：认知无线电网络，下一代无线泛在网络。 -131_

5G边缘计算技术详解与应用分析

龙源期刊网 https://www.doczj.com/doc/7e4285160.html, 5G边缘计算技术详解与应用分析作者：马晓凯来源：《中国新技术新产品》2019年第16期摘; 要：4G时代的智能终端技术全面促进了传统PC互联网同移动网络的深度融合，而在5G时代，移动边缘计算技术将会推动云计算平台同移动网络的融合，这将减少移动业务交付的端到端时延，发掘无线网络的内在能力，从而提升用户体验，给电信运营商的运作模式带来全新变革，并建立新型的产业链及网络生态圈。该文首先分析了移动边缘计算产生的原因以及5G网络与移动边缘计算的关系，然后从用户维度分析了移动边缘计算的四大应用场景，最后说明移动边缘计算的社会价值。关键词：5G技术;边缘计算;云计算中图分类号：TN929; ; ; ; ; ; 文献标志码：A 1 5G边缘计算技术分析 4G时代的智能终端技术全面促进了传统PC互联网同移动网络的深度融合，而在5G时代，移动边缘计算技术将会推动云计算平台同移动网络的融合，并可能在技术及商业生态上带来新一轮的变革和颠覆。 1.1 移动边缘计算的提出 5G是4G网络的强大升级版本，4G LTE服务仅提供75 Mbps的传输速率，而5G网络已成功实现28 GHz频段的1 024 Mbps吞吐量。同时，在5G时代，连接设备的数量将急剧增加，网络边缘将产生大量的数据。如果这些数据全部由主管理平台处理，则数据的敏感性、安全性和机密性以及数据处理的时效性将会受到影响。然而，通过引入先进技术进行计算处理，根据接近原理处理这样的一组数据，并且大量后台设备同时工作以实现有效的协同处理，可以解决大流量和集中处理的难题。移动边缘计算正是这样一种技术，可以解决5G网络的延迟、拥塞和容量等问题。 1.2 移动边缘计算是5G的核心技术之一根据国际电信联盟（ITU）5G的要求，5G标准包括增强型移动宽带（eMBB）、海量机器类通信（mMTC）、超可靠低延迟通信（URLLC）的3种应用场景，主要指标包括提供峰值10 Gbps以上的速率、毫秒级时延和超高密度连接，移动性达500 km/h、时延低至1 ms，用户体验数据率达到100 Mbps、实现网络性能新的跃升。

移动边缘计算技术概述

第8卷第5期2019$9月 Vol.8No.5网络新媒体技术Sep.2019 ?经典评述- 移动边缘计算技术概述! 洪德坚王雷 (中国科学技术大学信息学院合肥230026) 摘要：移动边缘计算技术MEC是未来5G技术提高服务平台应用能力的重要技术手段#首先介绍了MEC发展历程、优势及基本架构，然后对MEC的三大关键技术进行总结分析,并描述了MEC的三大类应用场景，最后探讨了MEC的发展趋势# 关键词：移动边缘计算，5G未来网，移动互联网应用 Overview of Mobile Edge Computing Technology HONG Dejian,WANG Lal (Universty oS Sciencc and Technology oS China,Hefei,230026,China) AbstracC:Mobile edge ccmputing technology----MEC is an important technical means for improving the application capability oS sere-ice platforms in the future5G technology.This paper first introduccs the development histo-,advantages and basic structure oS MEC, then summarizes and analyzes the three key technologies oS MEC,describes the three major application sccnarios oS MEC,and finally discusses the development trend oS MEC. Keywordt:Mobile edge ccmputing,5G future network,mobile internet application 0引言随着互联网、移动互联网的飞速发展,用户对网络对流量的需求越来越大，要求也越来越高,为此网络面临的压力越来越大，为更快处理网络中用户需求，移动边缘计算技术(Mobile Edga Computing,MEC)应运而生，目前,MEC已成业界热点话题# MEC由国际标准组织ETSID(European Telecammunications Standards Institute)(欧洲电信标准协会)提出，是基于5G演进架构、将基站与互联网业务深度融合的技术。经过几年的推进，目前关于MEC业界已经形成共识：MEC将是建设5G网络边缘云的普遍模式，或将成为5G业务发展的“试金石”&1]o 本文将对MEC进行相关探讨。主要包括4部分内容，第1部分MEC研究现状和基本架构，第2部分是对MEC主要3大关键技术进行研究，第3部分内容是MEC典型的应用场景研究，第4部分内容是MEC未来发展和展望。 1MEC发展历程、优势及基本架构移动边缘计算MEC概念最初于2013年出现。HM与Nokia Siemens网络当时共同推出了一款计算平台，可在无线基站内部运行应用程序，向移动用户提供业务。欧洲电信标准协会ETSI于2014年成立移动边本文于2018-08-01收到，2018-08-16收到修改稿。 *基金项目：工信部"新一代宽带无线移动通信网”重大专项子课题(2017ZX03001019-004)

中国联通边缘计算技术白皮书

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目录 1概述 (1) 1.1 白皮书愿景及目标 (1) 1.2 白皮书状态 (2) 2MEC驱动力及挑战分析 (3) 2.1 行业及市场发展需求 (3) 2.1.1业务及技术驱动 (3) 2.1.2商业及产业驱动 (5) 2.2 电信运营商网络挑战分析 (6) 2.2.1竖井式网络架构难以满足业务发展需求 (6) 2.2.2ICT融合驱动运营商改变“哑管道运营”格局 (7) 3中国联通MEC平台能力和应用需求 (8) 3.1 MEC平台能力需求 (8) 3.1.1业务域 (8) 3.1.2管理域 (9) 3.2 MEC典型应用需求 (10) 4中国联通LTE网络MEC部署策略 (14) 4.1 LTE网络MEC组网架构 (14) 4.2 中国联通LTE网络MEC部署方案 (14) 4.2.1部署位置 (14) 4.2.2计费方案 (16) 4.3 MEC部署存在的问题分析 (16) 5MEC技术演进路线及规划 (17) 5.1 面向5G网络的MEC关键技术演进 (17) 5.1.1流量疏导方案 (17) 5.1.2业务连续性方案 (18) 5.1.3智能感知与优化方案 (18) 5.2 中国联通MEC组网架构演进 (19) 5.3 中国联通5G网络MEC部署规划 (21) 6总结和展望 (23) word格式编辑

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、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。

边缘计算

思科在2016—2021 年的全球云指数中指出：接入互联网的设备数量将从2016 的171 亿增加到271 亿。每天产生的数据量也在激增，全球的设备产生的数据量从2016 年的218 ZB 增长到2021 年的847 ZB。传统的云计算模型是将所有数据通过网络上传至云计算中心，利用云计算中心的超强计算能力来集中解决应用的计算需求问题。然而，云计算的集中处理模式在万物互联的背景下有3 点不足。（1）万物互联实时性需求。万物互联环境下，随着边缘设备数量的增加，这些设备产生的数据量也在激增，导致网络带宽逐渐成为了云计算的一个瓶颈。例如波音787 每秒产生的数据量超过5 GB，但飞机与卫星之间的带宽不足以支持实时数据传输。（2）数据安全与隐私。随着智能家居的普及，许多家庭在屋内安装网络摄像头，直接将摄像头收集的视频数据上传至云计算中心会增加泄露用户隐私数据的风险。（3）能耗较大。随着在云服务器运行的用户应用程序越来越多，未来大规模数据中心对能耗的需求将难以满足。现有的关于云计算中心的能耗研究主要集中在如何提高能耗使用效率方面。然而，仅提高能耗使用效率，仍不能解决数据中心巨大的能耗问题，这在万物互联环境下将更加突出。针对于此，万物互联应用需求的发展催生了边缘计算模型。边缘计算模型是指在网络边缘执行计算的一种新型计算模型。边缘计算模型中边缘设备具有执行计算和数据分析的处理能力，将原有云计算模型执行的部分或全部计算任务迁移到网络边缘设备上，降低云服务器的计算负载，减缓网络带宽的压力，提高万物互联时代数据的处理效率。边缘计算并不是为了取代云，而是对云的补充，为移动计算、物

联网等提供更好的计算平台。边缘计算模型成为新兴万物互联应用的支撑平台，目前已是大势所趋。本文中，我们从概念、关键技术、典型应用、现状趋势和挑战等方面对边缘计算模型展开介绍，旨在为边缘计算研究者提供参考。 01 边缘计算概念对于边缘计算，不同组织给出了不同的定义。美国韦恩州立大学计算机科学系施巍松等人把边缘计算定义为：“边缘计算是指在网络边缘执行计算的一种新型计算模式，边缘计算中边缘的下行数据表示云服务，上行数据表示万物互联服务”。边缘计算产业联盟把边缘计算定义为：“边缘计算是在靠近物或数据源头的网络边缘侧，融合网络、计算、存储、应用核心能力的开发平台，就近提供边缘智能服务，满足行业数字在敏捷联接、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”。因此，边缘计算是一种新型计算模式，通过在靠近物或数据源头的网络边缘侧，为应用提供融合计算、存储和网络等资源，同时边缘计算也是一种使能技术，通过在网络边缘侧提供这些资源，满足行业在敏捷联接、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。 1.1 边缘计算体系架构边缘计算通过在终端设备和云之间引入边缘设备，将云服务扩展到网络边缘。边缘计算架构包括终端层、边缘层和云层。图1 展示了边缘计算的体系架构。接下来我们简要介绍边缘计算体系架构中每层的组成和功能。