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专栏 | 提升5G网络逼格的利器:移动边缘计算

英特尔中国研究院英特尔中国研究院专栏2017/08/17

智东西(公众号:zhidxcom) 文|英特尔中国研究院专栏 移动边缘计算(MEC)是近年通信信息领域出现的新 […]

智东西(公众号:zhidxcom)
文|英特尔中国研究院专栏

移动边缘计算(MEC)是近年通信信息领域出现的新名词。MEC是指在接近智能手机等移动终端的地方提供云计算能力。直观地来看,就是把那些庞然大物般的数据中心压缩后安装到无线基站这样的设备边上。

移动边缘计算概念

问题来了,OTT们首先需要一个理由把自己的业务从高大上的数据中心搬到基站边上。这得从传统移动网络的内部构造说起……

深吸一口气,让我们开始最烧脑的部分。不管是移动,联通还是电信,运营商手里的移动网络由三部分构成:无线接入网(这是什么鬼?),移动核心网(这又是什么鬼?)和应用网络(说人话!)。

先说无线接入网,它由无线基站构成,负责将终端接进网络。不管是iPhone,还是“国母手机”努比亚,必须接入基站才能晒朋友圈或者参加“双11”血拼。再说移动核心网,它由一堆高性能路由器及服务器组成,负责将无线基站连接到外部网络,还要负责计费。不然运营商的KPI从哪来?最后是应用网络,它是各种应用服务器工作的地方。在土豪BAT手里就是数据中心,在屌丝手里可能就是一两台服务器或者PC,还可能是从土豪那里租来——所谓云计算。运营商基本上只掌管无线接入网和移动核心网,应用网络通常在OTT手里。这三种网络在你的手机及应用服务器之间接力传递数据,帮助你聊聊聊,买买买……

传统移动网络在新业务面前不堪重负

但随着各种新业务的涌现,如高逼格的VR,这种网络结构日益不堪重负。MEC的出现打破了这种格局,把网络业务“下沉”到无线接入网里,从而带来三个好处:

  • 用户感受到的传输延迟变小
  • 网络拥塞被有效抑制
  • 更多的网络信息及网络控制功能可以开放给开发者

据估计,将应用服务器部署于无线网络边缘,可节省高达35%的有线带宽使用,并且使用户体验到的网络延迟降低50%。另外,利用用户位置及无线传输质量等无线网络信息,开发者可创造更加炫酷的业务,如基于位置的在线广告。无线网络还可将部分控制功能开放给OTT,助其提升用户体验。

英特尔中国研究院与英特尔网络平台事业部、中国移动及爱奇艺合作开发了一款在线视频系统。视频提供商可请求无线基站为特定的高清付费用户提供充足带宽,保证其观看体验。OTT在使用上述系统时,无需对自己的应用网络进行架构性变动,大幅降低了使用成本,加速了业务创新。

基于MEC平台的在线视频系统

该系统已在业界知名的世界移动通信大会(MWC)上现身,引起广泛关注,并被欧洲电信标准化协会(ETSI)的MEC工作组采纳为典型业务场景之一。此外,该系统在中国IMT-2020(5G)推进组组织的中国5G技术研发试验的第一阶段测试中得到验证。其核心技术已被写入中国通信标准化协会(CCSA)的相关研究报告,并被业界重要会议IEEE WCNC 2017作为论文接收。

英特尔中国研究院提出了一种无线TCP优化传输方案,不但可将传输速率提升数倍,还能帮助移动终端在不同的无线接入网之间灵活切换。其核心就是依托部署在基站边上的MEC系统优化终端与应用服务器之间的数据传输。相关研究成果已发表在无线通信领域的顶级会议IEEE GLOBECOM 2014上。

MEC在人工智能领域也有不错的应用。在图像识别方面,服务器相对于移动终端在处理时间及功耗上有显著优势,处理时间增加50-100毫秒,就能提高10-20%的准确率。这意味着在不改进现有算法的情况下,通过引入MEC技术,就可通过降低服务器与移动终端之间的时延改善识别效果。

虽然业界已普遍认为MEC将成为5G不可缺少的重要环节,但现有移动网络,如4G,还不能充分发挥MEC的优势。OTT必须使出“洪荒之力”才能获取移动终端及移动网络的相关信息。移动网络对OTT的业务部署情况也是“一脸懵圈”,制约了业务创新及用户体验提升。

举个“栗子”,OTT通常把业务部署在多个服务器上,然后选择最合适的服务器响应用户请求。但4G移动网络在转发数据时往往因为“不明真相”而采取“简单粗暴”的方法,要么把数据全部传到移动网络外部的集中化数据中心,要么全部导入基站边缘的本地服务器。前者因为延迟增加和网络拥塞造成用户体验下降;后者通常会因为终端的移动,引发数据传输中断,同样恶化用户体验。解决这种“纠结”的状况需要移动网络根据OTT的业务部署情况对数据进行更精细的转发。

3GPP作为业界权威性的标准组织正在制定相应规范,引入新网络架构和技术来解决上述问题,推动MEC的发展。我们通信架构实验室提出的数据连接管理机制作为候选技术之一被列入3GPP的5G核心研究报告TR23.799。其基本思想是基于软件定义网络(SDN)框架,对终端与应用服务器之间的数据流进行灵活控制,通过SDN控制器将部分控制功能开放给OTT。移动网络可根据其需要,对数据流转发进行灵活调整,实现“网随云动”。

5G的发展促使运营商打破以往“围墙花园(Walled Garden)”式的封闭模式,变得更加开放,MEC正在推动这一趋势。在3/4G时代,智能终端技术促进了传统PC互联网同移动网络的深度融合,创造了全新的生态。在5G时代,MEC技术将推动传统集中式数据中心里的云计算平台与移动网络的融合,带来新的变革和颠覆。

移动边缘计算促进数据中心与5G的融合