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5G正式商用,边缘计算还被“边缘”吗?

发布来源:中国电子报、电子信息产业网    发布时间:2019-12-09

边缘计算是5G最重要的应用模式,它是5G在网络边缘使能各行各业的关键。今年年中5G牌照发放,11月1日三大运营商正式启动5G商用,这使5G边缘计算从试验、试点开始走向试商用。但对运营商来说,如何建立适合商用的边缘计算网络,如何在满足边缘计算需求的同时,还能有不错的效益,这些都是难点。

从需求入手 刀刃向内柔性向外

边缘计算产业联盟ECNI工作组联席主席、中国电信战略与创新研究院IP与未来网络研究中心主任雷波在接受《中国电子报》记者采访时说:“什么是边缘计算网络,把计算节点放在网络边缘的机房里,靠近基站,就是边缘计算网络吗?”其实这正是运营商发展边缘计算早期的认识,面对商用,这种认识证明是错误的。

当运营商把服务器放在网络边缘后,大家逐渐发现仅仅如此并不能实现想像中的边缘计算,因为用既有的网络承载边缘计算的流量,网络中的流量流向,即网络路由的设计上并不符合边缘计算期待的目标,达不到承诺给客户的5G低时延、高带宽的数值,也不能实现数据不出本地的要求。

在4G网络中,从下往上的网络层级分别是由基站构成的接入网,接入网之上的承载网,承载网之上的核心网形成。业内往往将同一级网络中的流量称为东西向流量,将不同级网络的流量称为南北向流量,流量自身携带数据信息,而网络路由根据这些信息判断要把流量送往哪个方向。

“原来传统的无线承载网是南北向流量,用户的数据业务会送到核心网中,而核心网是省级网络。”边缘计算产业联盟ECNI工作组联席主席宋军博士对《中国电子报》记者表示,“现在MEC是明显的本地化流量模型,很多流量就在本地而且尽量要靠近用户,一些数据流量就不出企业园区。”

“这让我们反思,应该反过来从边缘计算的角度,看看它对周边网络到底有什么样的需求。”雷波说。

从效益入手 通用技术个性使用

与此同时,5G边缘计算描绘的前景,让越来越多的行业对边缘计算产生了兴趣。“以前是一个、两个客户和我们运营商交流如何通过边缘计算满足要求,当客户越来越多,我们就发现自己做不过来。”雷波说,“现在我们需要一个平台,将不同的客户需求梳理出来,针对关键需求,考虑让网络如何来适应。”

这种思路在运营商和设备商中达成共识。今年9月份,边缘计算产业联盟成立了ECNI(边缘计算网络基础设施工作组)。这个工作组主要有两个目标,一是摸清规模部署MEC存在的网络挑战是什么;二是在MEC技术积累的同时,逐步建立像云计算那样完整、清晰的网络层次和技术体系。

“我们希望借ENCI这个平台,把所有边缘计算的需求信息放在一个池子中讨论,拉通客户的不同需求,最好是一张网能够解决,这也是目标之一。”雷波说。

要实现这个目标,面临的挑战是相当大的。因为MEC应用具有很强的个性化需求,运营商提供的通用化网络如何能满足多样的个性化需求?

例如在固移融合业务场景,需满足移动网络和固网同时访问边缘计算业务的需求,以及低时延、高可靠性连接需求,实现无缝业务体验;又如在运营商网络和园区网络融合场景,需求主要集中在新型移动网络技术如5G的接入以及网络的互联、互通、互操作;再如在现场边缘计算网络,需求主要是OT网络与IT网络的融合以及现场业务的确定、实时、可靠和安全需求。

“我们要做的就是将边缘计算共性需求抽象出来,如果未来的边缘计算网络能够匹配这些关键共性需求,就意味着能够满足边缘计算80%~90%的需求,从而可以在个性化和通用性之间寻找平衡点。”宋军说。

“从远期看,如果我们能够把这个网络的架构设计好,可以反哺到各个行业,例如工业互联网领域有些需求,可以适当地修改,双方达到最佳的匹配度。”雷波说,“有些工业互联网领域把指标定得过高,其实他并没有这么高的需求,仅仅是认为运营商应该提供这样的能力,而这些高指标往往意味着高成本,在这种情况下大家可以做协调,我们把一些指标抬高,他把要求放低一点,大家在成本和效率上达到最优化。”

通用技术最大的优势是规模化应用,使边际成本不断下降。“未来边缘计算不能太贵,否则用户是接受不了的。我们要推动建设成本的下降,使边缘计算网络的业务报价也能下降。工业界客户才能够真正用得上。”雷波说。

发布白皮书 四大挑战六大关键点

在11月28日召开的2019边缘计算产业峰会上,工作组发布了《运营商边缘计算网络技术白皮书》,完成了第一个“小目标”。在这本白皮书中,将各种边缘计算场景的网络需求总结提炼为七大方面,这在业界还是首次。“在这些需求中,有些只要改一下网络就可以,有些就要联合网络技术专家、学术机构,推动形成新的网络架构来解决问题。”雷波说。

这七大方面包括:通过固网或移动网的多接入、可靠连接性、网络边云协同/跨域边云协同、算力按需调度并选取最优节点处理业务的需求、运营商网络和园区网融合的互联互通互操和安全互信需求、现场异构接入网络,以及确定性时延/低时延、高带宽、高并发网络的需求。

白皮书着重针对运营商5G MEC网络建设,提出了四大挑战与六大关键点,建议在5G 5G Ready的基础上推进MEC Ready。

一是L3VPN覆盖挑战,UPF的下移需要无线核心网的业务端口下移,增加了L3 VPN的覆盖需求;二是边云协同挑战,UPF需要和中心云中的5GC控制面和管理系统通信,对运营商承载网提出了边云协同需求;三是固移融合接入挑战,MEC需要提供无缝的FMC业务,需要ECA提供多接入,跨越无线网络和固网的连接;四是现场MEC挑战,企业园区里的基站和MEC需要低延迟的直连,且保证企业重要业务数据不出园区。

建设MEC Ready的运营商网络六大关键点则是:最短ECA、低延迟分片、ECN中路由器的集成通信能力、ECI多点通信、边云协同、运营商网络和企业网的安全互通。

从架构入手 核心下沉支持定制

白皮书还在业界首次提出了边缘计算网络技术体系,将相关的网络基础设施分为三大部分,分别是ECA(Edge Computing Access,边缘计算接入网络)、ECN(Edge Computing Network,边缘计算内部网络)、ECI(Edge Computing Interconnect,边缘计算互联网络)。

边缘计算接入网络(ECA)是边缘计算网络技术体系区别于云计算网络技术体系的重要部分,需要具备融合性、低时延、大带宽、大连接和高安全等特征,因此ECA需要在现有网络上进行演进升级,其核心思路主要是缩短ECA的距离,即将边缘计算系统无论在物理上还是在逻辑上都尽可能接近用户系统,减少流量在网络中的绕行。

边缘计算内部网络(ECN)更强调架构简化、功能完备、无损性能以及边云协同的集中管理体系,因为边缘计算系统规模远小于云计算系统,因此扁平架构、融合架构等方案成为ECN的发展方向。

边缘计算互联网络(ECI)相对数据中心互联网络(DCI)更为复杂多变。边缘计算系统涉及与多种类型的系统连接,包括云计算系统、其他边缘计算系统、用户自建的系统等,因此ECI连接的对象变多,且属于不同运营方,如用户本身、云服务运营商、其它边缘计算运营商等,同时还需要考虑到边边协同的基础上继续提供低时延的网络性能,这使得ECI从基础设施布局、管控架构以及业务产品等层面上实现边、网、云的高度协同。

“以前我们是从网络的视角来看边缘计算,现在我们要站在边缘计算业务的视角来看网络,我们通过这个视角重新定义了ECA。”雷波说。

宋军说,5G承载网相较于4G承载网来看,核心面可以下移到园区,这里面有几个好处:一是可以保证关键数据不出园区,这是大部分企业用户的要求;二是网络核心面下移之后,更容易实现低延迟的承载方案,路径更短;三是运营商可以为每一个企业定制一个独立的服务器核心网(UPF),这是以前做不到的,相当于为每个5G客户定制了无线业务。此外,运营商可以开放5G通信的可编程能力,比如定位能力,用户可以调用这些信息进行编程,园区里一个机器人走到哪里,马上就可以知道。

边缘计算下移之后,运营商网络和企业自有网可以实现互联互通,整个应用在两张网上拉通。“未来应用肯定会分布在企业网和边缘计算网两部分上,而他们的业务是拉通的、网络是互通的,这样就可以做很多创新型应用。”宋军说。

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