一文解析MEC技术与移动网络重构
一文解析MEC技术与移动网络重构
1 引言
与现存移动网络相比，5G网络架构最大的特点是“去中心化”，MEC（Mobile Edge Computing，移动边缘计算）技术是实现5G网络去中心化的关键。
ETSI（European Telecommunications Standards Institute，欧洲电信标准化协会）对MEC的定义是在移动网边缘（无线接入和靠近用户侧）提供IT服务环境和云计算能力，是移动基站的自然演进和IT与CT技术的融合[1]。
根据ETSI发布的标准，MEC主要分为七大应用场景，如表1所示：
表1 ETSI发布的MEC应用场景[2]
MEC被业界视为5G的关键架构概念与技术之一，主要对大容量、大连接数据做本地化处理，降低时延、节省网络带宽，从而满足低时延、高带宽的需求，可支撑以DC（Data Center，数据中心）为中心的运营商网络重构，本文接下来将结合国内运营商正在实施的网络重构，对MEC部署方案进行探讨。
2 MEC与运营商的网络重构
美国AT">2.1 以DC为中心的网络重构
网络DC是承载虚拟化网元和专用硬件设备的新型网络机房，是运营商网络重构的基础，网络DC目标架构仍继续保持四层架构，与现有通信局所的层级设置保持对应关系，未来通用标准化设备高密度集成，单机架高功耗、大体积、大重量趋势对现有机房承重、电源空调等配套提出了更大的挑战。
以中国电信网络DC化重构为例，如图1所示。
网络重构是以NFV（Network Function Virtualization，网络功能虚拟化）和SDN（Software Defined Network，软件自定义网络）为前提的。
通过虚拟化技术在通用硬件平台上虚拟化构建计算环境，可以承载来自于运营商或者第三方的MEC应用，MEC节点可以与5G的NFV 同平台兼容部署。
为了平衡靠近用户和提高效率（接入更多的用户）的矛盾，初期MEC一般部署在城域网。
5G网络(接入网+承载网+核心网)
再例如，如果是车联网这样的低时延要求场景，你的DU，就要想办法往前 放（靠近AAU部署），你的MEC、边缘云，就要派上用场。
这样，我们的RAN就变成了D-RAN，也就是Distributed RAN（分布式无线接入 网）。
这样做有什么好处呢？
一方面，大大缩短了RRU和天线之间馈线的长度，可以减少信号损耗，也可以 降低馈线的成本。
另一方面，可以让网络规划更加灵活。毕竟RRU加天线比较小，想怎么放，就 怎么放。
说到这里，请大家注意：通信网络 的发展演进，无非就是两个驱动力 ，一是为了更高的性能，二是为了 更低的成本。
另外，拉远之后的RRU搭配天线，可以安装在离用户更近距离的位置。距离近 了，发射功率就低了。
低的发射功率意味着用户终端电池寿命的延长和无线接入网络功耗的降低。说 白了，你手机会更省电，待机时间会更长，运营商那边也更省电、省钱！
更重要一点，除了运营商可以省钱之外，采用C-RAN也会带来很大的社会效益 ，减少大量的碳排放（CO2）。
注意，在图中，EPC（就是4G核心网）被分为New Core（5GC，5G核 心网）和MEC（移动网络边界计算平台）两部分。MEC移动到和CU一 起，就是所谓的“下沉”（离基站更近）。
核心网部分功能下沉
之所以要BBU功能拆分、核心网部分下沉，根本原因，就是为了满足5G不同场景 的需要。
5G是一个“万金油”网络，除了网速快之外，还有很多的特点，例如时延低、支 持海量连接，支持高速移动中的手机，等等。
不同的切片，用于不同 的场景
5G边缘计算组网关键技术研究
5G边缘计算组网关键技术研究摘要：随着5G网络的快速发展，基于边缘计算的新型应用不断涌现。
边缘计算系统需要具有低时延、高可靠、大连接、智能化等特性。
在5G网络中，MEC 是各类应用落地的关键。
现有网络中基于PDU（DeviceUnit，设备单元）会话建立的方式已经无法满足边缘计算场景的需要。
5GMEC可通过采用PDU会话组网（ProxyUtilities,Pros）方式实现，相比于传统PDU会话组网方式对时延要求更高，但同时也更灵活。
本文在梳理MEC系统架构的基础上，对MEC的应用场景进行了分类，比较了不同类型的PDU会话和业务分流技术，提出了5GULCL分流组网技术和多DNN组网技术，并指出了目前5G分流技术存在的问题，并对5GUPF 的下沉和5G网络的二次验证/授权等问题进行了阐述。
关键词：5G；边缘计算组网关键技术；PDU会话1引言随着5G网络的快速发展，各种基于边缘计算的新型应用不断涌现，如工业互联网、车联网、智慧城市等，这些应用对网络的时延以及带宽提出了更高的要求。
MEC是边缘计算网络中将计算和存储等资源部署在靠近数据源的区域，通过将业务数据解耦为大量小数据包（SMAC）或业务包（DMAC）在边缘侧完成处理，以达到降低时延和提升性能目标。
MEC一般由多个PDU组成系统，不同PDU之间可以进行通信和数据交互。
由于传统的PDU会话组网方式存在诸多问题，例如PDU之间需要通过多跳跳线进行通信、PDU间会话时需切换到多跳路由、需要进行业务分流等等。
为满足MEC的需求，5G网络中需引入MEC会话方式进行组网。
本文对MEC的系统架构进行了梳理，并将其划分为不同类型，对比了目前MEC组网存在的问题，提出了MEC的两种组网技术：ULCL（User-LimitClass，网络流量分流）和多DNN（Multi-NetworkNetwork，多节点融合网络）。
2 MEC应用场景及MEP部署方式归类5G网络是利用UPF将外部数据网（DN）的服务平台进行连接，并利用UPF打通5G用户终端UE和各业务平台和UE间的服务。
赋能数字化转型 中国联通积极探索边缘计算
特别报道2019年是5G进入商用的关键一年，全球运营商纷纷加快构建以DC为核心的全云化网络，致力于摆脱“管道”提供商的角色，努力开拓更多新业务增长领域，转型成为数字化服务提供商。
MEC边缘云将高带宽、低时延、本地化业务下沉到网络边缘，成为5G网络重构和数字化转型的关键利器。
数以万计的边缘节点助力运营商开启与OTT及垂直行业合作的新窗口。
中国联通在边缘计算领域积极探索，秉承集约、敏捷、开放的宗旨，全力构建CUBE-Edge 2.0边缘业务平台，加快5G商用步伐。
同时，中国联通积极推动MEC边缘云标准体系的完善，在ETSI、ITU-T、3GPP、CCSA主导十余项标准立项。
中国联通充分发挥混改优势，加强与MEC产业链上下游协同，目前合作伙伴已经超过100家。
匠心打造“CUBE-Edge” 边缘智能业务平台2019世界移动通信大会（以下简称MWC2019）期间，中国联通召开了以“构建智能边缘生态、赋能5G数字转型”为主题的MEC边缘云商用加速计划发布会。
中国联通集团公司副总经理邵广禄在发布会现场表示：“中国联通秉承集约、敏捷、开放的原则，全力构建CUBE-Net 2.0全云化网络，推进网络重构，加快5G商用，转型成为数字化服务提供商。
MEC边缘云是锲入5G垂直行业的重要触点，2018年中国联通在15个省市开展了Edge-Cloud规模试点，打造智慧港口、智能驾驶、智慧场馆、智能制造、视频监控、云游戏、智慧医疗等30多个试商用样板工程，极大地推动了产业链的发展。
2019年中国联通将持续深入贯彻聚焦、创新、合作战略，携手生态伙伴，在全国31省市加快MEC边缘业务规模部署，拓宽行业合作，加速产业实践。
”同时，中国联通在MWC2019期间正式向全球宣布中国联通MEC商用加速计划，并发布了《中国联通CU B E-Edge 2.0及行业实践白皮书》，这是继《CUBE-Edge平台架构及产业生态白皮书》之后，中国联通发布的又一重磅成果，系统展示了中国联通携手合作伙伴在MEC行业应用上的探索实践，充分彰显了MEC边缘云在网络重构中的重要性。
基于5G+MEC的数字化车间能量流动态优化
基于5G+MEC的数字化车间能量流动态优化摘要：针对传统制造车间能量流难以适应产线需求的问题，提出基于5G+MEC的数字化车间能量流快速重构技术方案，通过能量流特性解析、建模，构建云边一体化支撑机制，快速响应产线能量流优化需求，可以较好解决能量流动态调整问题。
关键词：MEC、能量流、动态优化；1引言随着产线重构频率越来越高，生产车间必须快速实现能量流动态优化重构，基于传统信息技术的重构方式效率低，市场响应速度、生产成本难以保障，如何实现信息流快速动态重构已成为行业的一个难题。
5G 作为新一代移动通信技术，低时延、边缘计算等优势使其成为新一代智能制造系统关键使能技术，5G环境下制造车间能量流动态重构关键技术亟需突破。
2 技术方案设计采用能量流数据挖掘和特征提取等方法，解析车间多源多层次能量流动态耦合特性；通过能量流迁移学习数据建模构建数据/机理模型混合驱动的设备、产线和车间能量流模型，基于实时映射理论以及基于贝叶斯网络等非确定性预测方法，建立“云-边-物”一体能量流自适应架构，技术方案如图1所示。
图 1 多源多层次能量流特性及动态优技术方案2.1 能量流特性解析基于产品工艺链构建其工艺过程与制造设备、物流设备（AGV、无人叉车等）等多源耗能设备的关联关系，确定产品制造过程所涉及的耗能源和设备、产线、车间能量流边界。
通过设备、产线和车间时序能量流数据挖掘和特征提取，构建能量流时序特性分类模型和时序特性图谱。
2.2 能量流建模建立能量流机理模型，揭示设备、产线和车间能量流对工艺条件的敏感度，并绘制设备、产线和车间固定能量和工艺时变能量谱系图；建立基于迁移学习能量流数据模型，解析各制造设备在不同加工工艺下的能量流共性规律；建立数据/机理模型混合驱动的设备、产线和车间能量流模型，基于数据和机理模型混合的设备、单元、产线能量流构建能量流模型，实现制造设备、产线和车间能量流建模效率及准确性提升。
2.3 构建云边一体化支撑机制围绕设备-生产线-车间系统能量流分布特性及能效优化尺度特征，构建映射设备、生产线、车间不同能效优化尺度的云边协同机制，实现设备层、生产线层能效低时延闭环优化控制，实现车间系统层能量流大数据挖掘分析与仿真优化。
移动边缘计算(MEC)技术发展趋势
数据包的路由转发，其 典型用 例包括：eNB到EPC转发、边缘 云业务服务器转发及MEC平台 内部虚拟机之间的转发。
DNS功能模块。通过部署 该 模 块，用户 终 端 发 出的 D N S 查询请求会被转入MEC平台内 置 的 DN S 服 务器，域 名 解 析 结 果 直 接 返 回 给用户 终 端。如 果 域名无法解 析，则解 析请求被 发 送 到外部 DN S 服 务 器，待 解 析 完 成 后，相 关 域 名记 录 被 缓 存 在 内置 D N S 服 务 器上，用 于 服务下一次域名解析请求。
管 理 接口测 试：与应 用程 序通讯 接 口、注 册和 注 销 服 务、平台服 务 能力列 表 查 询、平台订 阅 服 务、平台服 务 数 据 更 新 服务和数据发布服务。
业 务测 试：视 频 业 务 体 验、增强现 实 业务体验。
MEC相关标准发展情况
目 前，多 家 运 营 商 及 设 备 厂 商 在 多 个标准组织或 相关机 构发 起了面向 M EC的研究工作。ETSI于2016年发布了 3 份与M E C 相 关 的 技 术 规 范，分别 涉及 M EC术语、技术需求及用例、M EC框架 与参考架构。
本刊记者 | 程琳琳
俞一帆.............................. 英特尔中国研究院高级研究员 任春明................... 英特尔（中国）研究中心有限公司项目经理 阮磊峰................... 英特尔（中国）研究中心有限公司软件经理 陈思仁................英特尔亚太研发有限公司平台解决方案架构师
5G网络规划
5G网络规划摘要：本文介绍了无线通信技术的发展史,从第一代无线通信技术到现在的5G,无线通信技术得到了长足的发展,然后本文还介绍了5G网络的结构,最后介绍了5G的网络规划的方法.关键词：5G 网络规划1.概述无线通信到目前为止经历了5代，从1G模拟通信到2G数字通信，再到3G和4G 以及最近的5G通信，这么多年的发展人们从无线通信技术里享受到了通信技术升级带来的便利，从开始的语音通话，到数字通话，再到视频传输，到现在的超高清视频传输，无线网络承载着各种各样的多媒体，并朝着高带宽，低时延一路发展。
无线通信技术的发展不是一蹴而就的，围绕着无线通信技术，有国家的支持，有标准组织（3GPP）对协议版本的确定，有各设备商（华为，中兴，大唐，爱立信）等对产品的研发，以及运营商对基础设施建设的投入，还有高校对无线通信类人才的培养和新技术的研发，所有这些促进了无线通信技术的繁荣发展，本文旨在回忆无线通信的发展，对无线通信的发展做出梳理。
并且比较这几种无线通信技术里网络规划的差异。
2.无线通信技术的发展2.1无线通信网络架构的演进架构示意图：2G通信系统采用3级网络架构，即:BTS-BSC-核心网。
2G核心网同时包含CS域和PS域。
2G通信系统起初主要采用一体式基站结构。
一体式基站架构如下图所示，基站的天线位于铁塔上，其余部分位于基站旁边的机房内。
天线通过馈线与室内机房连接。
后来2G网络发展成为分布式基站架构，分布式基站架构将BTS分为RRU和BBU,其中RRU主要负责跟射频相关的模块，包括4大模块：中频模块，收发信机模块，功放和滤波模块。
BBU主要负责基带处理和协议栈处理等。
RRU位于铁塔上，而BBU位于室内机房，每个BBU可以连接多个(3-4个)RRU。
BBU和RRU之间采用光纤连接。
发展3G网络时，为了节约网络建设成本，3G网络架构基本与2G保持一致，3G通信系统同样采用3级网络架构，即NodeB-RNC-核心网。
5.10.15g网络架构、网元及接口
中国电信无线维护 岗位认证培训教材
5G系列教材之
——5G网络架构、网元及接口
1
第1章 5G网络总体架构 第2章 无线接入网架构 第3章 5GC架构和网元介绍
2
5G端到端总体架构
5G各种NSA/SA组网架构Option
NSA:控制面锚定LTE, 连接EPC
NSA:控制面锚定eLTE, 连接NGC
定义 • 传输网络层建立在IP传输之上，为了可靠地传输信令消
息，在IP 之上添加SCTP。应用层信令协议称为NGAP （NG应用协议）。SCTP 层提供有保证的应用层消息 传递。在传输中，IP层点对点传输用于传递信令PDU
NG-U协议栈
NG-C协议栈
Xn接口协议栈
Xn用户面
• Xn 用户面（Xn-U）接口在两个gNB节点之间定义。传输 网络层建立在IP传输上，GTP-U用于UDP/IP之上以承载用 户面PDU
NG接口协议栈
NG接口用户面 • NG用户面接口（NG-U）在NG-RAN节点和UPF之间
定义 • 传输网络层建立在IP传输上，GTP-U 用于UDP / IP 之
面向6G的可重构智能表面应用场景研究
图3 RIS多小区组网
辅助SWIPT网络
无线携能通信（SWIPT）是一种很有吸引力的技术是无线充电+无线通信的组合技术。
在SWIPT
具有恒定电源的基站向两组接收机广播无线信号
为信息接收器（IRs），需要解码接收到的信号
组称为能量接收器（ERs），从信号中获取能量
关键的挑战是ERs和IRs要在不同的功率等级下工作要求接收功率为-60~-100 dBm，而
最小功率大于-10 dBm时工作。
考虑到由于信号衰减限制的实际使用范围，所以应将ERs部署在比
接近基站的位置，以获得足够的功率，如图4所示
文献仿真结果表明[6]，为了确保最小收获功率为
），当RIS配备40个反射元件时，ERs
范围可以从5.5 m扩展到9 m。
通过在RIS中配置更多的，可进一步扩展工作范围。
辅助MEC网络
在未来扩展虚拟现实等新的应用中，要实时执行大计算量的图像和视频处理任务。
然而，由于终端的电源和硬这些任务无法在本地完成。
为了解决这个问
辅助认知无线电网络
相关的几个关键问题能够减轻具有挑战性的毫米波或
文章简要介绍了
通信的主要优可以应用的几个典型场景，以期。
全面：一文看懂5G网络(接入网+承载网+核心网)
全面：一文看懂5G网络（接入网+承载网+核心网）本文以无线接入网为线索，梳理一下无线侧接入网+承载网+核心网的架构，主讲无线接入网，浅析承载网和核心网，帮助大家更深入的了解5G，也帮助新手更好的入门。
在我们正式讲解之前，我想通过这张网络简图帮助大家认识一下全网的网络架构，通过对全网架构的了解，将方便对后面每一块网络细节的理解。
这张图分为左右两部分，右边为无线侧网络架构，左边为固定侧网络架构。
无线侧：手机或者集团客户通过基站接入到无线接入网，在接入网侧可以通过RT N或者IP R A N或者PT N解决方案来解决，将信号传递给BS C/R N C。
在将信号传递给核心网，其中核心网内部的网元通过IP承载网来承载。
固网侧：家客和集客通过接入网接入，接入网主要是GP O N，包括ON T、OD N、OL T。
信号从接入网出来后进入城域网，城域网又可以分为接入层、汇聚层和核心层。
B R A S为城域网的入口，主要作用是认证、鉴定、计费。
信号从城域网走出来后到达骨干网，在骨干网处，又可以分为接入层和核心层。
其中，移动叫CM N E T、电信叫169、联通叫163。
固网侧和无线侧之间可以通过光纤进行传递，远距离传递主要是有波分产品来承担，波分产品主要是通过WD M+S D H的升级版来实现对大量信号的承载，OT N是一种信号封装协议，通过这种信号封装可以更好的在波分系统中传递。
最后信号要通过防火墙到达IN T E R N E T，防火墙主要就是一个N A T，来实现一个地址的转换。
这就是整个网络的架构。
看完宏观的架构，让我们深入进每个部分，去深入解读一下吧。
什么是无线接入网？首先大家看一下这个简化版的移动通信架构图：无线接入网，也就是通常所说的RAN（Radio Access Network）。
简单地讲，就是把所有的手机终端，都接入到通信网络中的网络。
大家耳熟能详的基站（Ba s e S t a t i o n），就是属于无线接入网（RA N）。
5G MEC UPF选择及本地分流技术分析
5G MEC UPF选择及本地分流技术分析随着5G技术的不断发展和普及，越来越多的企业和个人开始关注5G网络的建设和应用。
作为5G网络的重要组成部分，MEC（Multi-access Edge Computing）和UPF（User Plane Function）选择及本地分流技术成为了人们关注的焦点。
本文将对5G MEC UPF选择及本地分流技术进行深入分析和探讨。
1. MEC技术简介MEC技术是指在5G网络中，将计算、存储和网络资源放置在网络边缘，以便更快地处理数据和提供服务的一种新型网络架构。
MEC技术可以将数据处理和服务提供的地理位置移至用户附近，从而降低网络时延，提高用户体验，并为各种垂直行业应用提供更多的机会。
2. UPF选择技术在5G网络中，UPF是用户面的关键组件，负责处理用户数据的转发和转发策略的执行。
UPF选择技术是指在5G网络中为不同的应用场景和服务需求选择合适的UPF节点，以便实现更高质量的数据转发和服务。
3. MEC与UPF的关系MEC和UPF是两个相互关联的技术。
MEC技术可以提供更灵活的网络服务和资源，而UPF选择技术可以根据不同的服务需求选择合适的UPF节点。
MEC和UPF之间的协调和整合对于5G网络的建设和优化非常重要。
2. 本地分流技术的优势本地分流技术的优势主要体现在以下几个方面：（1）降低网络时延：将部分数据流量和业务处理放置在网络边缘，可以减少数据在网络中的传输时间，从而降低网络时延。
（2）减轻核心网负载：通过本地分流技术，可以将部分数据处理放置在网络边缘，减轻核心网的负载，提高整体网络性能。
（3）提高用户体验：降低网络时延和减轻核心网负载，可以提高用户的数据传输速度和服务质量，提高用户体验。
MEC技术可以提供计算和存储资源，本地分流技术可以将部分数据处理放置在网络边缘，两者可以相互协同，共同提升5G网络的性能和服务质量。
MEC和本地分流技术的结合对于5G网络的建设和优化非常重要。