移動邊緣計算

1、關(guān)于移動邊緣計算第一張，PPT共三十二頁，創(chuàng)作于2022年6月一、移動邊緣計算為何物1.1 移動邊緣計算的概念、特征與基本組件移動邊緣計算（MEC）最初于2013年在IBM和NokiaSiemens共同推出的一款計算平臺上出現(xiàn)。之后，各大電信標準組織開始推動移動邊緣計算的規(guī)范化工作，目前仍處于技術(shù)研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化過程中，雖仍處于發(fā)展初期，但作為5G的核心技術(shù)之一，發(fā)展前景廣闊。數(shù)據(jù)顯示：通過增加邊緣云服務(wù)器的部署，運營商可以減少專有的網(wǎng)絡(luò)部署，節(jié)省無線接入網(wǎng)絡(luò)與現(xiàn)有應(yīng)用服務(wù)器之間的回程線路使用達35%以上。因此，巨頭紛紛布局，包括諾基亞、英特爾、華為、中興等。2016年，華為在國內(nèi)倡議發(fā)起了“邊緣

2、計算產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟”。根據(jù)邊緣計算產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟的定義，邊緣計算是在靠近物或數(shù)據(jù)源頭的網(wǎng)絡(luò)邊緣側(cè)，融合網(wǎng)絡(luò)、計算、存儲、應(yīng)用核心能力的開放平臺，就近提供邊緣智能服務(wù)，以滿足行業(yè)數(shù)字化在敏捷聯(lián)接、實時業(yè)務(wù)、數(shù)據(jù)優(yōu)化、應(yīng)用智能、安全與隱私保護等方面的關(guān)鍵需求第二張，PPT共三十二頁，創(chuàng)作于2022年6月移動邊緣計算通過與內(nèi)容提供商和應(yīng)用開發(fā)商深度合作，在靠近移動用戶側(cè)就近提供內(nèi)容存儲計算及分發(fā)服務(wù)，使應(yīng)用、服務(wù)和內(nèi)容部署在高度分布的環(huán)境中，以更好地滿足低時延和高帶寬需求。根據(jù)Intel的架構(gòu)，移動邊緣計算位于無線接入點與有線網(wǎng)絡(luò)之間，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

3、傳輸能力，同時業(yè)務(wù)面下沉形成本地化部署，可有效降低對網(wǎng)絡(luò)回傳帶寬的要求和網(wǎng)絡(luò)負荷。移動邊緣計算由于提供了應(yīng)用程序編程接口（API），并對第三方開放基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)能力，從而使得網(wǎng)絡(luò)可以根據(jù)第三方的業(yè)務(wù)需求實現(xiàn)按需定制和交互，這將是5G邁向更扁平網(wǎng)絡(luò)的第一步。3第三張，PPT共三十二頁，創(chuàng)作于2022年6月第四張，PPT共三十二頁，創(chuàng)作于2022年6月第五張，PPT共三十二頁，創(chuàng)作于2022年6月移動邊緣計算的技術(shù)特征主要體現(xiàn)為：鄰近性、低時延、高寬帶和位置認知。（1）鄰近性：由于移動邊緣計算服務(wù)器的布置非常靠近信息源，因此邊緣計算特別適用于捕獲和分析大數(shù)據(jù)中的關(guān)鍵信息，此外邊緣計算還可以直接訪問設(shè)備，

4、因此容易直接衍生特定的商業(yè)應(yīng)用。（2）低時延：由于移動邊緣計算服務(wù)靠近終端設(shè)備或者直接在終端設(shè)備上運行，因此大大降低了延遲。這使得反饋更加迅速，同時也改善了用戶體驗，大大降低了網(wǎng)絡(luò)在其他部分中可能發(fā)生的擁塞。（3）高帶寬：由于移動邊緣計算服務(wù)器靠近信息源，可以在本地進行簡單地數(shù)據(jù)處理，不必將所有數(shù)據(jù)或信息都上傳至云端，這將使得核心網(wǎng)傳輸壓力下降，減少網(wǎng)絡(luò)堵塞，網(wǎng)絡(luò)速率也會因此大大增加。（4）位置認知：當網(wǎng)絡(luò)邊緣是無線網(wǎng)絡(luò)的一部分時，無論是WiFi還是蜂窩，本地服務(wù)都可以利用相對較少的信息來確定每個連接設(shè)備的具體位置。第六張，PPT共三十二頁，創(chuàng)作于2022年6月移動邊緣計算的基本組件包括：路由

5、子系統(tǒng)、能力開放子系統(tǒng)、平臺管理子系統(tǒng)及邊緣云基礎(chǔ)設(shè)施。前3個子系統(tǒng)部署于移動邊緣計算服務(wù)器內(nèi)，而邊緣云基礎(chǔ)設(shè)施則由部署在網(wǎng)絡(luò)邊緣的小型或微型數(shù)據(jù)中心構(gòu)成。移動邊緣計算系統(tǒng)的核心設(shè)備是基于IT通用硬件平臺構(gòu)建的MEC服務(wù)器。移動邊緣計算系統(tǒng)通過部署于無線基站內(nèi)部或無線接入網(wǎng)邊緣的云計算設(shè)施（即邊緣云），以提供本地化的公有云服務(wù)，并可連接其它網(wǎng)絡(luò)（如企業(yè)網(wǎng)）內(nèi)部的私有云實現(xiàn)混合云服務(wù)。移動邊緣計算系統(tǒng)提供基于云平臺的虛擬化環(huán)境，支持第三方應(yīng)用在邊緣云內(nèi)的虛擬機(VM)上運行。相關(guān)的無線網(wǎng)絡(luò)能力可通過MEC服務(wù)器上的平臺中間件向第三方應(yīng)用開放。第七張，PPT共三十二頁，創(chuàng)作于2022年6月1.2

6、移動邊緣計算與云計算協(xié)同互補、相得益彰移動邊緣計算和云計算的關(guān)系可以比喻為集團公司的地方辦事處與集團總公司的關(guān)系。云計算把握整體，聚焦于非實時、長周期數(shù)據(jù)的大數(shù)據(jù)分析，能夠在周期性維護、業(yè)務(wù)決策支撐等領(lǐng)域發(fā)揮特長；邊緣計算則專注于局部，聚焦實時、短周期數(shù)據(jù)的分析，能夠更好地支撐本地業(yè)務(wù)的實時智能化處理與執(zhí)行。對于數(shù)據(jù)處理的時效性要求，如果完全依靠云計算，傳輸時間及反饋時間將會使得數(shù)據(jù)處理效率大打折扣。而如果先通過移動邊緣計算進行簡單初步的處理，對于復(fù)雜的數(shù)據(jù)再上傳至云端，通過云計算解決，這樣既可以解決數(shù)據(jù)處理的時效性問題，同時降低傳輸成本，又可以減輕云計算的壓力。因此，云計算與移動邊緣計算配合

7、的運行模式是這樣的：邊緣端先對數(shù)據(jù)進行預(yù)處理，提取特征傳輸給云端再進行計算分析。第八張，PPT共三十二頁，創(chuàng)作于2022年6月第九張，PPT共三十二頁，創(chuàng)作于2022年6月移動邊緣計算是CDN（內(nèi)容分發(fā)網(wǎng)絡(luò)）的未來發(fā)展方向之一CDN即內(nèi)容分發(fā)網(wǎng)絡(luò)，其目的是通過在現(xiàn)有的Internet中增加一層新的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，將網(wǎng)站的內(nèi)容發(fā)布到最接近用戶的網(wǎng)絡(luò)“邊緣”，使用戶可以就近取得所需的內(nèi)容，以提高用戶訪問網(wǎng)站的響應(yīng)速度。CDN與移動邊緣計算之間存在千絲萬縷的聯(lián)系。CDN與移動邊緣計算的產(chǎn)生背景有許多相同之處，實現(xiàn)目標也有相近之處。兩者都是在用戶體驗要求不斷提高，用戶數(shù)量、數(shù)據(jù)流量激增的背景下產(chǎn)生。CDN中

8、的網(wǎng)絡(luò)“邊緣”和移動邊緣計算中的“邊緣”含義接近，都意味著和以往的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)不同，服務(wù)器更接近于無線接入網(wǎng)（RAN）。但是相較于CDN，移動邊緣計算更靠近無線接入網(wǎng)，下沉的位置更深。由于物理距離的減少，自然移動邊緣計算相較于CDN時延進一步降低。但在架構(gòu)上，移動邊緣計算與CDN差別較大。移動邊緣計算的典型架構(gòu)中包括能力開放系統(tǒng)及邊緣云基礎(chǔ)設(shè)施，這使得移動邊緣計算擁有開放API能力以及本地化的計算能力，而這些恰恰是CDN所欠缺的。第十張，PPT共三十二頁，創(chuàng)作于2022年6月由于自身的技術(shù)特點，CDN應(yīng)用場景的關(guān)注點是在“加速”，如網(wǎng)站加速，視頻點播及視頻直播等等場景，并未出現(xiàn)智能化場景。而移動邊

9、緣計算包括了計算能力，因此具備了低時延和智能化特點，移動邊緣計算在包含CDN的應(yīng)用場景外，在諸如車聯(lián)網(wǎng)、智慧醫(yī)療等要求智能化的應(yīng)用場景中將起到非常大的作用。隨著技術(shù)的不斷進步以及產(chǎn)業(yè)環(huán)境的日益變化，用戶對高頻、高交互的要求越來越極致化，不僅對時延的要求更高，對智能調(diào)配能力和處理、計算海量數(shù)據(jù)的能力也要求更高了。因此，CDN的傳統(tǒng)應(yīng)用場景如視頻加速將受到挑戰(zhàn)。對此，CDN要根據(jù)市場需求做出進一步升級，比如智能化，最關(guān)鍵的是智能調(diào)配、智能計算。在應(yīng)用場景方面，CDN也應(yīng)不斷升級，從最初的圖片加速、網(wǎng)站加速、視頻加速，到承載各類高清視頻、VR/AR等重度應(yīng)用，再到對大數(shù)據(jù)技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)、人工智能的承載

10、。而這些正是移動邊緣計算要解決的問題。因此，傳統(tǒng)CDN是以緩存業(yè)務(wù)為中心的IO密集型系統(tǒng)，未來CDN的演進方向之一是形成邊緣計算系統(tǒng)。第十一張，PPT共三十二頁，創(chuàng)作于2022年6月第十二張，PPT共三十二頁，創(chuàng)作于2022年6月二、多因素推動移動邊緣計算加速發(fā)展2.1 物聯(lián)網(wǎng)時代的大數(shù)據(jù)與大連接需要移動邊緣計算物聯(lián)網(wǎng)的核心是讓萬物互聯(lián)，讓每個物體都能夠智能地連接與運行。邊緣計算可以通過更靠近邊緣的數(shù)據(jù)分析處理能力，幫助物聯(lián)網(wǎng)更好地實現(xiàn)物與物之間的傳感、交互和控制?！耙苿舆吘売嬎恪弊鳛橐环N將計算、網(wǎng)絡(luò)、存儲能力從云延伸到物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)邊緣的架構(gòu)，遵循“業(yè)務(wù)應(yīng)用在邊緣，管理在云端”的模式。當前，各種

11、附帶傳感器的智能設(shè)備正在快速聯(lián)網(wǎng)。IDC的統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示，到2020年全球?qū)⒂谐^500億的終端和設(shè)備聯(lián)網(wǎng)。我們預(yù)計，2016年我國物聯(lián)網(wǎng)連接數(shù)約8.4億個，預(yù)計2020年將增長317%，達到35億。連接數(shù)的快速增長，一方面意味著海量數(shù)據(jù)的產(chǎn)生，另一方面，這類連接設(shè)備往往還需要進行智能計算。根據(jù)IDC的預(yù)計，在2018年將有40%的數(shù)據(jù)需要在網(wǎng)絡(luò)邊緣側(cè)分析、處理與儲存。海量數(shù)據(jù)帶來的問題是存儲不便、計算結(jié)果的遲滯性。云計算是解決該問題的方法之一。在面臨如此龐大的數(shù)據(jù)量時，云計算可以為大數(shù)據(jù)提供存儲和計算支持。但是物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)生的大量數(shù)據(jù)如果完全由云計算進行處理，那么網(wǎng)絡(luò)邊緣側(cè)產(chǎn)生的數(shù)據(jù)就需要全部通過

12、網(wǎng)絡(luò)上傳到云端，不僅傳輸時間將非常長，傳輸代價也很大。更重要的是，由于數(shù)據(jù)是先上傳至云端，再反饋于終端執(zhí)行，數(shù)據(jù)處理效率將大打折扣。第十三張，PPT共三十二頁，創(chuàng)作于2022年6月以智能駕駛為例，在監(jiān)測到車子前方有障礙物時，如果無法及時智能化處理，控制方向躲避障礙物，而是先傳入云端，再反饋回終端的的話，極小的延遲，都有可能導(dǎo)致車禍的發(fā)生。而如此大量的設(shè)備需要智能化計算，僅僅依靠云計算是難以完成的。因此，面對未來物聯(lián)網(wǎng)時代產(chǎn)生的大量連接與大量數(shù)據(jù)，就需要重新考慮網(wǎng)絡(luò)布局。舉個例子，一段網(wǎng)紅的短視頻約為10MB，如果一個區(qū)域內(nèi)有1000個人觀看這段視頻就會產(chǎn)生10GB的網(wǎng)絡(luò)流量。在這過程中，實際上

13、這段視頻內(nèi)容從互聯(lián)網(wǎng)到移動網(wǎng)絡(luò)內(nèi)被重復(fù)發(fā)送了1000遍，99.9%的網(wǎng)絡(luò)帶寬被浪費了，如果將視頻緩存在靠近邊緣側(cè)的節(jié)點，將大量節(jié)省帶寬。物聯(lián)網(wǎng)的數(shù)據(jù)特征是多樣化、異構(gòu)性、海量性和高增長。因此，數(shù)據(jù)的篩選與及時處理便對目前的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)構(gòu)成了挑戰(zhàn)。根據(jù)國際電信聯(lián)盟（ITU）的調(diào)查結(jié)果，在物聯(lián)網(wǎng)時代，數(shù)據(jù)處理效率與有效信息抓取是使用者面臨的主要問題，分別有44%和36%的受訪人群認為數(shù)據(jù)量太大以及有效信息難以抓取是主要問題。第十四張，PPT共三十二頁，創(chuàng)作于2022年6月傳統(tǒng)的觀點認為解決數(shù)據(jù)多樣化與異構(gòu)性應(yīng)當從基礎(chǔ)軟件入手，不同的微型設(shè)備可能需要不同的操作系統(tǒng)，不同的感知信息需要不同的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和數(shù)據(jù)

14、庫，不同的系統(tǒng)需要采用不同的中間件。這三個系統(tǒng)的正確選擇可以屏蔽數(shù)據(jù)的異構(gòu)性。但采取這種方式，成本支出將是巨大的。而移動邊緣計算可以首先對數(shù)據(jù)進行篩選，將篩選后的數(shù)據(jù)再上傳至云端，從而實現(xiàn)數(shù)據(jù)的順利傳遞、過濾、融合，對及時、正確感知數(shù)據(jù)具有重要意義。對于物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)的海量性與高增長性問題，如果直接去建設(shè)更多更大的數(shù)據(jù)中心會極大地增加管理成本并且使得系統(tǒng)可靠性下降。而移動邊緣計算作一個十分靠近終端信息源的小型信息中心，將應(yīng)用、處理和存儲推向移動邊界，使得海量數(shù)據(jù)可以正常處理，而不必完全去建設(shè)更多的數(shù)據(jù)中心。第十五張，PPT共三十二頁，創(chuàng)作于2022年6月2.2 移動邊緣計算是5G的核心技術(shù)5G技術(shù)

15、以“大容量、大帶寬、大連結(jié)、低延遲、低功耗”為訴求。根據(jù)聯(lián)合國國際電信聯(lián)盟(ITU)對5G的標準要求，5G標準包括增強型移動寬帶（eMBB）、超高可靠低時延通信（URLLC）以及海量機器通信（mMTC）三大應(yīng)用場景，并定義了以下關(guān)鍵指標：峰值吞吐率10Gbps、時延1ms、連接數(shù)100萬、高速移動性500km/h。IMT-2020定義的5G八個關(guān)鍵能力第十六張，PPT共三十二頁，創(chuàng)作于2022年6月在目前的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)中，由于核心網(wǎng)的高位置部署傳輸時延比較大，不能滿足超低時延業(yè)務(wù)需求；此外，業(yè)務(wù)完全在云端終結(jié)并非完全有效，尤其一些區(qū)域性業(yè)務(wù)不在本地終結(jié)，既浪費帶寬，也增加時延。因此，時延指標和連接

16、數(shù)指標決定了5G業(yè)務(wù)的終結(jié)點不可能全部都在核心網(wǎng)后端的云平臺。移動邊緣計算正好契合該需求。一方面，移動邊緣計算部署在邊緣位置，邊緣服務(wù)在終端設(shè)備上運行，反饋更迅速，解決了時延問題；另一方面，移動邊緣計算將內(nèi)容與計算能力下沉，提供智能化的流量調(diào)度，將業(yè)務(wù)本地化，內(nèi)容本地緩存，讓部分區(qū)域性業(yè)務(wù)不必大費周章在云端終結(jié)。第十七張，PPT共三十二頁，創(chuàng)作于2022年6月2.2.1 網(wǎng)絡(luò)切片技術(shù)需要應(yīng)用移動邊緣計算網(wǎng)絡(luò)切片被眾多知名運營商與設(shè)備商認為是5G時代的理想網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)。由于移動網(wǎng)絡(luò)需要服務(wù)各種類型和需求的設(shè)備，如果為每一種服務(wù)建設(shè)一個專有網(wǎng)絡(luò)，成本將是難以估計的。而網(wǎng)絡(luò)切片技術(shù)可以讓運營商基于一個硬

17、件基礎(chǔ)設(shè)施切分出多個虛擬的端到端網(wǎng)絡(luò)，每個網(wǎng)絡(luò)切片從設(shè)備到接入網(wǎng)到傳輸網(wǎng)再到核心網(wǎng)在邏輯上隔離，適配各種類型服務(wù)的不同特征需求，保證從核心網(wǎng)到接入網(wǎng)，包括終端等環(huán)節(jié)，能動態(tài)、實時、有效地分配網(wǎng)絡(luò)資源，從而保證質(zhì)量、時延、速度、帶寬等方面的質(zhì)量。移動邊緣計算的業(yè)務(wù)感知功能與網(wǎng)絡(luò)切片技術(shù)在一定程度上是相似的。移動邊緣計算的主要技術(shù)特征之一為低時延，這就使得移動邊緣計算可以支持對時延要求最為苛刻的業(yè)務(wù)類型，這也意味著移動邊緣計算是超低時延切片中的關(guān)鍵技術(shù)。隨著移動邊緣計算的應(yīng)用，網(wǎng)絡(luò)切片技術(shù)的內(nèi)涵將由單純地切分出多個虛擬的端到端網(wǎng)絡(luò)擴充到不同高要求時延下的切分出虛擬的端到端網(wǎng)絡(luò)，這有助于5G網(wǎng)絡(luò)切片

18、技術(shù)的發(fā)展。第十八張，PPT共三十二頁，創(chuàng)作于2022年6月2.2.2 C/U分離技術(shù)將促進移動邊緣計算實現(xiàn)在5G時代，移動網(wǎng)絡(luò)面臨著指數(shù)級增長的流量需求，因此利用擁有更廣泛頻譜的更高頻帶來拓展網(wǎng)絡(luò)容量成為一種方法。但是，與較低的頻帶相比，高頻帶容易遭受嚴重的傳播損耗，為解決這一問題，運營商普遍會將在較高頻帶工作的小區(qū)置于較低頻帶的小區(qū)覆蓋范圍內(nèi)。但隨著部署越來越密集，在超密集組網(wǎng)場景下單小區(qū)的覆蓋范圍較小，會導(dǎo)致較高移動速度的終端用戶遭受頻繁切換，從而導(dǎo)致用戶體驗顯著下降。同時這樣的頻繁切換會引起巨大的冗余控制信令交互，降低異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)的效率。為了解決這一問題，C/U分離技術(shù)提出。C/U分離（轉(zhuǎn)

19、控分離）技術(shù)是指從網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)的角度，將控制功能集中化，從架構(gòu)設(shè)計方面把控制面集中，把用戶面或者轉(zhuǎn)發(fā)面進一步簡化，以降低成本，提高效率。在C/U分離技術(shù)中，控制面與用戶面的分離，用戶面網(wǎng)關(guān)可以獨立下沉至移動邊緣，而移動邊緣計算由于將服務(wù)下移，按流量計費功能與安全性保障需求將一直存在。C/U分離技術(shù)則可以解決該問題，有助于移動邊緣計算的發(fā)展。值得一提的是中國移動研究院與中興通訊合作的以C/U分離技術(shù)為重要基礎(chǔ)的vBRAS創(chuàng)新方案，一舉斬獲“2017年度GTB基礎(chǔ)設(shè)施創(chuàng)新大獎”，這充分說明行業(yè)對于C/U分離技術(shù)這一理念的認可。第十九張，PPT共三十二頁，創(chuàng)作于2022年6月2.2.3 移動邊緣計算可以

20、滿足5G低時延要求5G三大應(yīng)用場景之一中的“低功耗大連接”要求能夠提供具備超千億網(wǎng)絡(luò)連接的支持能力，滿足100萬/km2連接數(shù)密度指標要求，在這樣的海量數(shù)據(jù)以及高連接密度指標的要求下，如何保證低時延和低功耗是非常重要的。5G甚至提出1ms端到端時延的業(yè)務(wù)目標，以支持工業(yè)控制等業(yè)務(wù)的需求。要實現(xiàn)低時延以及低功耗，一方面需要大幅度降低空口傳輸時延，另一方面要盡可能減少轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點，縮短源到目的節(jié)點之間的“距離”。而目前的移動技術(shù)對時延優(yōu)化并不充分，LTE技術(shù)可以將空口吞吐率提升10倍，但對端到端的時延只能優(yōu)化3倍。其原因在于當空口效率大幅提升以后，網(wǎng)絡(luò)構(gòu)架并沒有充分優(yōu)化而成為了業(yè)務(wù)時延的瓶頸。LTE網(wǎng)

21、絡(luò)雖然實現(xiàn)了2跳的扁平構(gòu)架，但基站到核心網(wǎng)往往會距離數(shù)百公里，途徑多重會聚、轉(zhuǎn)發(fā)設(shè)備，再加上不可預(yù)知的擁塞和抖動，根本無法實現(xiàn)低時延的保障。移動邊緣計算部署在移動邊緣，將把無線網(wǎng)絡(luò)和互聯(lián)網(wǎng)兩者技術(shù)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)建移動邊緣云，提供信息技術(shù)服務(wù)環(huán)境和云計算能力。由于應(yīng)用服務(wù)和內(nèi)容部署在移動邊緣，這樣便可以減少數(shù)據(jù)傳輸中的轉(zhuǎn)發(fā)和處理時間，降低端到端時延，滿足低時延要求，并降低功耗。第二十張，PPT共三十二頁，創(chuàng)作于2022年6月2.3 移動邊緣計算可以避免運營商網(wǎng)絡(luò)管道化目前傳統(tǒng)的運營商網(wǎng)絡(luò)是“啞管道”，是非智能的。在通信網(wǎng)絡(luò)正在承載更多基于新型智能終端

22、、基于IP的多媒體應(yīng)用的背景下，運營商資費和商業(yè)模式都較為單一，對業(yè)務(wù)和用戶的掌控力不足。例如目前包月套餐大量存在，很難滿足用戶的差異化需求。在資費一定的情況下，流量使用較少的用戶事實上在補貼高流量使用的用戶。此外，由于沒有對業(yè)務(wù)進行優(yōu)先級區(qū)分，很多占用大量帶寬的業(yè)務(wù)無法產(chǎn)生足夠的價值，如一些視頻流媒體、P2P業(yè)務(wù)等，而一些對實時性要求高且高價值的業(yè)務(wù)，如移動辦公業(yè)務(wù)，卻無法獲得優(yōu)先保障。面對這一挑戰(zhàn)，運營商紛紛提出“智能管道”戰(zhàn)略。根據(jù)愛立信的定義，廣義的智能管道的定義即是：根據(jù)客戶價值、業(yè)務(wù)價值分配合理的網(wǎng)絡(luò)資源并提供相應(yīng)計費手段的數(shù)據(jù)管道。實現(xiàn)“智能管道”的關(guān)鍵在于精準區(qū)分用戶類別，真實

23、把握用戶需求。為了實現(xiàn)這一目的，一些運營商已經(jīng)開始利用深度包解析得到的URL信息進行關(guān)鍵字段匹配，從何感知用戶需求，對客戶進行畫像。如上所分析的5G網(wǎng)絡(luò)切片技術(shù)，智能化的5G網(wǎng)絡(luò)重要特征之一便是內(nèi)容感知，通過對網(wǎng)絡(luò)流量的內(nèi)容分析，可以增加網(wǎng)絡(luò)的業(yè)務(wù)黏性、用戶黏性和數(shù)據(jù)黏性。而移動邊緣計算的關(guān)鍵技術(shù)之一也是業(yè)務(wù)和用戶感知，通過在移動邊緣對業(yè)務(wù)和用戶進行識別，充分優(yōu)化利用本地網(wǎng)絡(luò)資源，提高網(wǎng)絡(luò)服務(wù)質(zhì)量，并且可以對用戶提供差異化的服務(wù)，帶來更好的用戶體驗。第二十一張，PPT共三十二頁，創(chuàng)作于2022年6月國內(nèi)運營商中，中國聯(lián)通和中國移動便是移動邊緣計算的積極推動者。中國移動和中國聯(lián)通分別聯(lián)合公司進行

24、了相關(guān)測試，中國移動更是發(fā)布了相關(guān)規(guī)劃。中國移動還在上海的F1賽事賽場使用了MEC設(shè)備來進行部署。根據(jù)實測數(shù)據(jù)，在現(xiàn)場實時直播的時間只有0.5秒，用戶幾乎感覺不到。如果用現(xiàn)在傳統(tǒng)的直播方式，將服務(wù)器放在互聯(lián)網(wǎng)上，然后再通過網(wǎng)絡(luò)比較長度流的傳輸?shù)浆F(xiàn)場，延時大概是將近50秒，所以給用戶的體驗是一種非常巨大的改善，這個應(yīng)該可以看出來本地化的業(yè)務(wù)提供確實能夠很好地改善用戶的體驗。第二十二張，PPT共三十二頁，創(chuàng)作于2022年6月2.4 軟件定義網(wǎng)絡(luò)（SDN）將助力移動邊緣計算功能實現(xiàn)SDN是一種新型的網(wǎng)絡(luò)創(chuàng)新架構(gòu)，是網(wǎng)絡(luò)虛擬化的一種實現(xiàn)方式，它將硬件密集型的傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)換成軟件驅(qū)動型的新型網(wǎng)絡(luò)，該網(wǎng)絡(luò)可

25、完全編程、且可以簡化運營和快速實現(xiàn)新服務(wù)交付。而移動邊緣計算平臺可以提供應(yīng)用程序編程接口（API），對第三方開放基礎(chǔ)能力，這與SDN的理念是一致的。事實上，隨著移動終端使用的增加，給云計算網(wǎng)絡(luò)帶來了巨大壓力，而這種狀況只會隨著全球移動設(shè)備的使用增加而進一步惡化。超負荷資源和延遲將導(dǎo)致最終用戶的體驗下降，而創(chuàng)建云計算和邊緣計算資源統(tǒng)一的系統(tǒng)是應(yīng)對超負荷資源和延遲挑戰(zhàn)的有效方式。然而，要實現(xiàn)云計算和邊緣計算的資源系統(tǒng)的統(tǒng)一也面臨著挑戰(zhàn)，必須要有一個本地的協(xié)調(diào)器，以在動態(tài)和不可預(yù)測的環(huán)境中為任務(wù)實時配給資源，系統(tǒng)必須實現(xiàn)實時更新，以提供有關(guān)可用資源的最佳信息，并具有開放的可編程接口，以最有效的方式完

26、成任務(wù)。研究發(fā)現(xiàn)，創(chuàng)建一個支持軟件定義網(wǎng)絡(luò)(SDN)的架構(gòu)，可以有效應(yīng)對這些挑戰(zhàn)。SDN可以提供靈活和可靠的可用資源的實時信息，集中式控制器使得整體系統(tǒng)內(nèi)的每個單元能夠最佳決策；使用SDN架構(gòu)將使得網(wǎng)絡(luò)可以互換使用云計算和邊緣計算的資源，滿足敏捷和動態(tài)系統(tǒng)需求，為用戶提供最佳的服務(wù)。第二十三張，PPT共三十二頁，創(chuàng)作于2022年6月 三、移動邊緣計算具有豐富的應(yīng)用場景第二十四張，PPT共三十二頁，創(chuàng)作于2022年6月由于移動邊緣計算具有高帶寬、低時延以及位置感知等技術(shù)特征，因此應(yīng)用場景十分豐富。諸如視頻優(yōu)化加速、車聯(lián)網(wǎng)、AR以及監(jiān)控視頻分析都是移動邊緣計算的典型應(yīng)用場景。3.1 視頻優(yōu)化加速：

27、移動邊緣計算降低移動視頻延遲，實現(xiàn)跨層視頻優(yōu)化近年來，隨著網(wǎng)絡(luò)速度的提升，視頻流量增長非常迅速。根據(jù)思科的統(tǒng)計，全球視頻流量從2012年的每月13,483PB增長至2017年的46,237PB，增長接近2.5倍。隨著5G商用的臨近，網(wǎng)絡(luò)速率的進一步將提升，將大大刺激視頻流量。根據(jù)思科的預(yù)測，從2016年到2021年，移動視頻將增長8.7倍，在移動應(yīng)用類別中享有最高的增長率。到2021年，移動視頻將占總移動流量的78%。在移動視頻流量呈爆發(fā)增長時，網(wǎng)絡(luò)延遲卻大大降低了移動視頻受眾的觀感。移動視頻停滯和緩沖對于運營商及其客戶來說仍然是一個大問題。在美國，有69%的觀眾觀看移動視頻有過各種程度的網(wǎng)絡(luò)

28、延遲。第二十五張，PPT共三十二頁，創(chuàng)作于2022年6月在網(wǎng)絡(luò)擁堵嚴重影響移動視頻觀感的情況下，移動邊緣計算是一個好的解決方法。（1）本地緩存。由于移動邊緣計算服務(wù)器是一個靠近無線側(cè)的存儲器，可以事先將內(nèi)容緩存至移動邊緣計算服務(wù)器上。在有觀看移動視頻需求時，即用戶發(fā)起內(nèi)容請求，移動邊緣計算服務(wù)器立刻檢查本地緩存中是否有用戶請求的內(nèi)容，如果有就直接服務(wù)；如果沒有，就去網(wǎng)絡(luò)服務(wù)提供商處獲取，并緩存至本地。在其他用戶下次有該類需求時，可以直接提供服務(wù)。這樣便降低了請求時間，也解決了網(wǎng)絡(luò)堵塞問題。（2）跨層視頻優(yōu)化。此處的跨層是指“上下層”信息的交互反饋。移動邊緣計算服務(wù)器通過感知下層無線物理層吞吐率

29、，服務(wù)器（上層）決定為用戶發(fā)送不同質(zhì)量、清晰度等的視頻，在減少網(wǎng)絡(luò)堵塞的同時提高線路利用率，從而提高用戶體驗。（3）用戶感知。由于移動邊緣計算的業(yè)務(wù)和用戶感知特征，可以區(qū)分不同需求的客戶，確定不同服務(wù)等級，實現(xiàn)對用戶差異化的無線資源分配和數(shù)據(jù)包時延保證，合理分配網(wǎng)絡(luò)資源提升整體的用戶體驗。第二十六張，PPT共三十二頁，創(chuàng)作于2022年6月3.2 車聯(lián)網(wǎng)：移動邊緣計算確保低時延和高可靠性根據(jù)車聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟的定義，車聯(lián)網(wǎng)是以車內(nèi)網(wǎng)、車際網(wǎng)和車載移動互聯(lián)網(wǎng)為基礎(chǔ)，按照約定的通信協(xié)議和數(shù)據(jù)交互標準，在車-X（X：車、路、行人及互聯(lián)網(wǎng)等）之間，進行無線通訊和信息交換的大系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)，是能夠?qū)崿F(xiàn)智

30、能化交通管理、智能動態(tài)信息服務(wù)和車輛智能化控制的一體化網(wǎng)絡(luò)，是物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在交通系統(tǒng)領(lǐng)域的典型應(yīng)用。實現(xiàn)上述功能的前提是對車聯(lián)網(wǎng)所匯集的海量數(shù)據(jù)的智能化處理。車聯(lián)網(wǎng)對于數(shù)據(jù)處理的要求較為特殊：一是低時延，在車輛高速運動過程中，要實現(xiàn)碰撞預(yù)警功能，通信時延應(yīng)當在幾ms以內(nèi)；二是高可靠性，出于安全駕駛要求，相較于普通通信，車聯(lián)網(wǎng)需要更高的可靠性。同時由于車輛是高速運動的，信號需要在能夠支持高速運動的基礎(chǔ)上實現(xiàn)高可靠性。隨著聯(lián)網(wǎng)車數(shù)量的增多，車聯(lián)網(wǎng)的數(shù)據(jù)量也將越來越大，對于時延和可靠性的要求也將越來越高。在車聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用移動邊緣計算后，由于移動邊緣計算的位置特征，車聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)可以就近存儲于離車輛較近的位置，

31、因此可以降低時延，非常適合車聯(lián)網(wǎng)中防碰撞、事故警告等時延標準要求極高的業(yè)務(wù)類型。同時車聯(lián)網(wǎng)最終歸于駕駛，在高速運動過程中，車輛的位置信息變化十分迅速。而移動邊緣計算服務(wù)器可以置于車身上，能夠精確地實時感知車輛位置的變動，提高通信的可靠性。并且移動邊緣計算服務(wù)器處理的是價值巨大的實時車聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)，實時進行數(shù)據(jù)分析，并將分析所得結(jié)果以極低延遲（通常是毫秒類）傳送給臨近區(qū)域內(nèi)的其他聯(lián)網(wǎng)車輛，以便車輛（駕駛員）做出決策。這種方式比其他處理方式更敏捷、更自主、更可靠。第二十七張，PPT共三十二頁，創(chuàng)作于2022年6月3.3 增強現(xiàn)實（AR）：移動邊緣計算可降低時延，提高數(shù)據(jù)處理精度，提升用戶感受增強現(xiàn)實（

32、AR）是指過電腦技術(shù)，將虛擬的信息應(yīng)用到真實世界，真實的環(huán)境和虛擬的物體實時地疊加到了同一個畫面或空間同時存在。AR可以極大程度地增強人們的體驗，實現(xiàn)的技術(shù)關(guān)鍵之一在于超低時延。傳輸時延直接決定了用戶觀看感受，時延增大會使觀看者產(chǎn)生眩暈感。根據(jù)Digi-Capital完成的首個VR頭戴式顯示器技術(shù)基準，延遲時間要求小于19.3ms，否則將產(chǎn)生眩暈感。而移動邊緣計算的典型技術(shù)特征就是低時延，因此在AR上，移動邊緣計算有著廣闊的應(yīng)用場景。移動邊緣計算通過對AR設(shè)備傳遞的信息進行實時處理，可以極大地降低時延，提高數(shù)據(jù)處理精度，提升用戶感受。3.4 監(jiān)控視頻分析：移動邊緣計算可降低核心網(wǎng)負擔，提高處理

33、效率目前監(jiān)控視頻的數(shù)據(jù)處理常用方式有兩種：一是在攝像頭處理，一是在服務(wù)器處理。在攝像頭處理要求每一個攝像頭都擁有數(shù)據(jù)分析能力，成本十分高昂。而在服務(wù)器處理需要將大量的數(shù)據(jù)上傳至服務(wù)器，將增加核心網(wǎng)負擔并且時延較大，效率過低。而通過部署移動邊緣計算服務(wù)器部，利用移動邊緣計算服務(wù)器來對監(jiān)控視頻數(shù)據(jù)進行本地化處理，無須將大量視頻數(shù)據(jù)上傳至服務(wù)器，降低了核心網(wǎng)負擔，提高了效率，也不要求攝像頭擁有數(shù)據(jù)分析能力，成本下降。第二十八張，PPT共三十二頁，創(chuàng)作于2022年6月4.1移動邊緣計算的類型根據(jù)邊緣計算產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟發(fā)布的邊緣計算參考架構(gòu)，移動邊緣計算應(yīng)該是一個“硬件+軟件”皆有的系統(tǒng)。而邊緣計算類型可分為三種：本地設(shè)備、本地化數(shù)據(jù)中心（110個機架）和區(qū)域數(shù)據(jù)中心。（1）本地設(shè)備：適用于家庭或小型辦公應(yīng)用，本地設(shè)備的大小取決于應(yīng)用場景和指定目的，但調(diào)度均是“即時的”。運行于建筑物的安全系統(tǒng)（Intel SOC設(shè)備）、將本地視頻內(nèi)容存儲在DVR上便是在這種邊緣計算的典型例子。另一個例子