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摘要： 中國(guó)聯(lián)通基于開放的MEC邊緣云生態(tài)，積極和OTT廠商合作，實(shí)現(xiàn)與不同公有云、行業(yè)云、私有云生態(tài)的無(wú)縫對(duì)接。通過(guò)與邊緣設(shè)備廠商的適配和一體化邊緣交付模式，實(shí)現(xiàn)設(shè)備廠商能力在聯(lián)通MEC邊緣云上的算力上移。基于開放的應(yīng)用生態(tài)，實(shí)現(xiàn)千行百業(yè)垂直應(yīng)用的引入，通過(guò)平臺(tái)能力向應(yīng)用和創(chuàng)新產(chǎn)品滲透，真正實(shí)現(xiàn)了可商用、可落地、可運(yùn)營(yíng)的MEC平臺(tái)。

關(guān)鍵詞：邊緣云；平臺(tái)架構(gòu)；商用；場(chǎng)景案例

1 MEC邊緣云商用平臺(tái)

中國(guó)聯(lián)通MEC邊緣云商用平臺(tái)的目標(biāo)，是實(shí)現(xiàn)邊緣業(yè)務(wù)在真正商用生產(chǎn)環(huán)境和真實(shí)商用流程上的落地。中 國(guó)聯(lián)通MEC邊緣云經(jīng)過(guò)幾年的實(shí)踐，不僅面向邊緣技術(shù) 人員，同時(shí)還能夠支撐邊緣業(yè)務(wù)最終客戶、業(yè)務(wù)營(yíng)銷人 員、運(yùn)營(yíng)支撐人員、運(yùn)維支撐人員和生態(tài)合作伙伴的操 作；在包含了MEPM、MEAO和MEP等技術(shù)模塊的同 時(shí)，也貫通了BSS和OSS的核心運(yùn)營(yíng)運(yùn)維流程模塊。平 臺(tái)從具備實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新功能，逐漸發(fā)展成能夠在業(yè)務(wù)上創(chuàng)造 新的增長(zhǎng)點(diǎn)，在流程上實(shí)現(xiàn)平臺(tái)部署、產(chǎn)品營(yíng)銷、業(yè)務(wù) 售賣、下單開通、運(yùn)行監(jiān)控、升級(jí)迭代、財(cái)務(wù)結(jié)算、業(yè) 務(wù)創(chuàng)新和安全保障的商用全生命周期平臺(tái)。平臺(tái)整體架 構(gòu)如圖1所示。

圖1 中國(guó)聯(lián)通MEC邊緣云商用平臺(tái)整體架構(gòu)圖

2 邊緣業(yè)務(wù)部署平臺(tái)

MEC在邊緣數(shù)據(jù)中心節(jié)點(diǎn)的布局上，有別于傳統(tǒng) 集中化的中心云模式，管理控制界面部署在區(qū)域數(shù)據(jù)中心，數(shù)據(jù)和業(yè)務(wù)則下沉到邊緣節(jié)點(diǎn)。邊緣節(jié)點(diǎn)包括四種形態(tài)：

（1）接入邊緣節(jié)點(diǎn)；

（2）匯聚邊緣節(jié)點(diǎn)；

（3）客戶的機(jī)房或者數(shù)據(jù)中心；

（4）戶外場(chǎng)景。

邊緣節(jié)點(diǎn)通過(guò)業(yè)務(wù)部署平臺(tái)的使能，實(shí)現(xiàn)邊緣能力的下沉、計(jì)算能力的延伸。其中業(yè)務(wù)部署平臺(tái)的管理對(duì)象包括資源底座ICT融合IaaS（ME_ICT-IaaS）、邊緣接入?yún)f(xié)同平臺(tái)（MEP）和邊緣增值服務(wù)（ME-VAS）。

2.1 邊緣ICT融合IaaS（ME_ICT-IaaS）

在MEC邊緣云的場(chǎng)景中，邊緣節(jié)點(diǎn)（ME-DC） 承載的資源，和傳統(tǒng)的IT或者CT數(shù)據(jù)中心相比更加復(fù)雜。在一個(gè)典型的邊緣數(shù)據(jù)中心中，既包括和CT相關(guān)的UPF/GW-U/DP等資源，也包括和IT相關(guān)的SDN網(wǎng)元、邊緣接入?yún)f(xié)同平臺(tái)MEP、App應(yīng)用和VAS服務(wù)。MEC  邊緣云基礎(chǔ)底座能力是邊緣業(yè)務(wù)承載的基石，中國(guó)聯(lián)通ME_ICT-IaaS在傳統(tǒng)的IaaS/CaaS基礎(chǔ)上做了優(yōu)化和提升，形成邊緣ICT融合解決方案。如圖2所示。 

圖2 邊緣ICT融合IaaS（ME_ICT-IaaS）承載的資源類型

ME_ICT-IaaS針對(duì)邊緣的特色，整合了一些特色的能力。主要集中在七個(gè)方面，如表1所示。 

表1 邊緣ICT融合IaaS（ME_ICT-IaaS）增強(qiáng) 

2.2 邊緣接入?yún)f(xié)同平臺(tái)（MEP） 

邊緣接入?yún)f(xié)同平臺(tái)（MEP）負(fù)責(zé)管理邊緣業(yè)務(wù)，承 擔(dān)著MEC邊緣云中“云、網(wǎng)、邊、端、業(yè)”的核心交互 工作。 在ETSI的MEP規(guī)范中，MEP主要的職責(zé)是流 量控制（Traffic Rule Control）、DNS處理（DNS Handling）和服務(wù)分發(fā)（Service Delivery），中國(guó)聯(lián) 通MEC邊緣云在具體實(shí)現(xiàn)中，基于以上基本能力，進(jìn)行 了大量細(xì)化和提升。如表2所示。 

表2 邊緣接入?yún)f(xié)同平臺(tái)（MEP）在ETSI規(guī)范基礎(chǔ)上的 實(shí)現(xiàn)和增強(qiáng)

2.3　邊緣增值服務(wù)（ME-VAS） 

在ETSI的MEP規(guī)范中，定義了服務(wù)分發(fā)（Service Delivery）的能力，在中國(guó)聯(lián)通MEC邊緣云的具體實(shí) 現(xiàn)中，這類增值服務(wù)（VAS，Value Added Service） 被分為CT增值服務(wù)（CT-VAS）和IT增值服務(wù)（ITVAS），兩種服務(wù)通過(guò)API網(wǎng)關(guān)（API Gateway）實(shí)現(xiàn) 注冊(cè)、上線、鑒權(quán)、發(fā)布、流控、下線和計(jì)量等生命周 期管理。 VAS將共性常用的IT能力和運(yùn)營(yíng)商獨(dú)特的CT能力供 給邊緣應(yīng)用調(diào)取，實(shí)現(xiàn)計(jì)算和聯(lián)接能力下沉，支持低延時(shí)、大帶寬、高安全的邊緣響應(yīng)。CT-VAS和IT-VAS包 含但不限于如表3所示列出的能力。 

表3 ME-VAS設(shè)計(jì) CT-VAS IT

3 邊緣業(yè)務(wù)管理平臺(tái)

ME_ICT-IaaS、MEP和VAS是在每個(gè)邊緣數(shù)據(jù)中心（Edge DC）所需要部署的模塊和能力，當(dāng)面對(duì)分散在各個(gè)網(wǎng)絡(luò)大區(qū)成千上萬(wàn)個(gè)邊緣機(jī)房的時(shí)候，需要通過(guò)部署在核心數(shù)據(jù)中心的邊緣平臺(tái)編排器MEAO和邊緣平臺(tái)管理器MEPM兩者共同工作，實(shí)現(xiàn)邊緣資源的整體調(diào)度和統(tǒng)一管理，在業(yè)務(wù)層面支持“一點(diǎn)創(chuàng)新，全國(guó)復(fù)制” 的能力。平臺(tái)整體架構(gòu)如圖3所示。

圖3 邊緣業(yè)務(wù)管理平臺(tái)整體架構(gòu)圖

MEA O全國(guó)統(tǒng)一集中部署在核心數(shù)據(jù)中心 (Central DC），北向和運(yùn)營(yíng)管理平臺(tái)OSS/BSS系統(tǒng)對(duì)接，實(shí)現(xiàn)對(duì)邊緣統(tǒng)一資源的全局調(diào)度和支撐邊緣計(jì)量（非計(jì)費(fèi)）能力，南向?qū)Ω鱾€(gè)區(qū)域的MEPM進(jìn)行調(diào)度， 并且負(fù)責(zé)運(yùn)維運(yùn)營(yíng)信息提取、分析和上報(bào)。MEPM部署在各省的區(qū)域中心機(jī)房（Regional），是MEAO調(diào)度能力的實(shí)際載體，具備區(qū)域自治能力，可以支撐區(qū)域運(yùn)維人員進(jìn)行域內(nèi)所有Edge- DC的管理。MEPM的設(shè)計(jì)上存在“胖MEPM（Fat MEPM）”和“瘦MPEM（Thin MEPM）”兩種設(shè)計(jì)思路，中國(guó)聯(lián)通采用的是“胖MEPM（Fat MEPM）”的設(shè)計(jì)思路，以實(shí)現(xiàn)更好的差異化邊緣特色。運(yùn)維人員對(duì)邊緣管理的生命周期進(jìn)行管理，管理對(duì)象包括Edge- DC、ME_ICT-IaaS、MEP、ME-VAS和ME-APP等，并針對(duì)其他邊緣業(yè)務(wù)管理人員、ISV和邊緣用戶提供接口。

3.1 MEAO邊緣平臺(tái)編排器

MEAO是MEC架構(gòu)中全局管理中心，對(duì)接OSS實(shí)現(xiàn)對(duì)MEC全局資源的管理和調(diào)度，MEAO包括OSS全局業(yè)務(wù)調(diào)度、MEPM生命周期管理、全局鏡像倉(cāng)庫(kù)、運(yùn)維信息匯聚上報(bào)和邊緣業(yè)務(wù)計(jì)量等功能，如圖4所示。其在ETSI規(guī)范基礎(chǔ)上的功能實(shí)現(xiàn)如表5所示。 

圖4 MEAO功能模塊

表5 MEAO在ETSI規(guī)范基礎(chǔ)上的功能實(shí)現(xiàn)

3.2 MEPM 邊緣平臺(tái)管理器

在上文提到的MEPM的設(shè)計(jì)上存在“Fat MEPM” “Thin MEPM”兩種設(shè)計(jì)思路，兩種模式在運(yùn)營(yíng)商 都有采用，各自的技術(shù)組成不同，在結(jié)果上也各有優(yōu)劣。具體對(duì)比如圖5、表6所示。中國(guó)聯(lián)通在MEC邊緣云的指導(dǎo)思想是能夠支持“云、網(wǎng)、邊、端、業(yè)”的五位一體，雖然“瘦MPEM”模式難度小，但是考慮到未來(lái)邊緣計(jì)算能夠?qū)崿F(xiàn)靈活的用戶賦能，具備更強(qiáng)的創(chuàng)新延展，實(shí)現(xiàn)差異化能力，中國(guó)聯(lián)通采用的是“胖MEPM” 的設(shè)計(jì)思“路胖M。

EPM”設(shè)計(jì)                       “瘦MEPM”設(shè)計(jì) 

圖5 “胖MEPM”和“瘦MPEM”兩種設(shè)計(jì)思路

表6 “胖MEPM”和“瘦MPEM”對(duì)比

在具體能力實(shí)現(xiàn)上，中國(guó)聯(lián)通MEPM在ETSI定義 的能力的基礎(chǔ)上，秉承“源于標(biāo)準(zhǔn)、高于標(biāo)準(zhǔn)”的理 念，做了很多的擴(kuò)展。在ETSI的規(guī)范中，MEPM的基 本功能是實(shí)現(xiàn)App的生命周期管理和MEP邊緣分流能 力的調(diào)度、接受MEAO下發(fā)的AppD，也可以通過(guò)區(qū)域 管理員發(fā)起操作，實(shí)現(xiàn)ME-App實(shí)例的初始化、ME-App邊緣分流能力的定義、ME-App的FCAPS管理功 能和ME-App的終止，確保ME-App的可運(yùn)維性和可管 理性。 

中國(guó)聯(lián)通MEPM在具體實(shí)現(xiàn)上，定位于可以支持區(qū) 域運(yùn)營(yíng)人員的管理中心。中國(guó)聯(lián)通MEPM在邊緣數(shù)據(jù)中 心生命周期管理（Edge DC LCM）、邊緣數(shù)據(jù)中心ME_ ICT-IaaS生命周期管理（Edge IaaS/CaaS LCM）、ME-VAS生命周期管理（ME-VAS LCM）、MEP生命周期管理、云邊協(xié)同、ISV支持和區(qū)域運(yùn)維功能等方面，基于ETSI規(guī)范做了更多增強(qiáng)。

4 MEC邊緣云典型案例

4.1 vCDN邊緣加速和移動(dòng)端應(yīng)用TCP優(yōu)化

2019年，中國(guó)聯(lián)通聯(lián)合騰訊、中興在深圳進(jìn)行了基于MEC的vCDN邊緣加速和TCPO的規(guī)模化商用試點(diǎn)驗(yàn)證，一方面通過(guò)MEC邊緣云與部署在云端的DNS、CDN及移動(dòng)客戶端聯(lián)動(dòng)，利用MEC實(shí)現(xiàn)vCDN下沉和本地流量卸載，減小時(shí)延，提升用戶感知。另一方面，在MEC部署TCP優(yōu)化能力，解決無(wú)線丟包導(dǎo)致的服務(wù)器降速問(wèn)題。本次商業(yè)試點(diǎn)涉及近百個(gè)現(xiàn)網(wǎng)基站，日用戶連接建立數(shù)最大近3萬(wàn)，忙時(shí)小時(shí)粒度流量達(dá)到2.5T。測(cè)試結(jié)果表明，通過(guò)部署邊緣vCDN，平均降低40%接入時(shí)延，并減少30%卡頓；通過(guò)部署TCPO功能，上傳平均速率增益15%，下載平均速率增益56%，可極大提升用戶體驗(yàn)。基于MEC的CDN邊緣極速方案如圖6所示。

圖6 基于MEC的CDN邊緣極速方案圖

4.2 智能制造

中國(guó)聯(lián)通已和中國(guó)一汽、三一重工等龍頭企業(yè)開展合作，打造了若干有影響力的商用項(xiàng)目。

在一汽園區(qū)部署中國(guó)聯(lián)通自主研發(fā)的MEC一體化平臺(tái)EdgePOD，基于該平臺(tái)實(shí)現(xiàn)了預(yù)測(cè)性維護(hù)和AR遠(yuǎn)程協(xié)  助/指導(dǎo)。預(yù)測(cè)性維護(hù)系統(tǒng)通過(guò)傳感器采集、監(jiān)控一汽生 產(chǎn)設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)設(shè)備運(yùn)行數(shù)據(jù)的可視化，根據(jù)歷史數(shù)據(jù)和采集的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，基于AI算法對(duì)設(shè)備潛在故障進(jìn)行預(yù)測(cè)，針對(duì)故障定位及部件損傷程度安排備品備件，制定檢修計(jì)劃，可提前預(yù)知重大故障隱患，避免突發(fā)停機(jī)風(fēng)險(xiǎn)。AR遠(yuǎn)程協(xié)助/指導(dǎo)系統(tǒng)主要用于一汽日常維護(hù)過(guò)程的記錄、對(duì)設(shè)備運(yùn)行維護(hù)的遠(yuǎn)程專家指導(dǎo)、生產(chǎn)流程標(biāo)準(zhǔn)化的作業(yè)指導(dǎo)、工人維修設(shè)備時(shí)的智能輔助等。

在三一重工部署的MEC平臺(tái)上實(shí)現(xiàn)了視頻監(jiān)控和巡檢機(jī)器人遠(yuǎn)程控制的應(yīng)用，視頻監(jiān)控前端設(shè)備不再通過(guò)傳統(tǒng)光纖方式進(jìn)行視頻流的回傳，而是通過(guò)更加靈活、便捷的5G無(wú)線接入方式，極大縮短了攝像頭安裝周期、避免了復(fù)雜的線纜布放。視頻監(jiān)控媒體流通過(guò)MEC平臺(tái)的分流模塊實(shí)現(xiàn)了近端實(shí)時(shí)處理和遠(yuǎn)程監(jiān)控的需求。巡檢機(jī)器人搭載高清攝像頭和各類傳感器，通過(guò)5G網(wǎng)絡(luò)回傳實(shí)時(shí)高清巡檢畫面、設(shè)備信息、環(huán)境信息等數(shù)據(jù)，部署在MEC平臺(tái)的系統(tǒng)通過(guò)對(duì)采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行人臉識(shí)別、圖像識(shí)別等AI分析，智能判斷三一重工園區(qū)內(nèi)的人員、設(shè)備、環(huán)境等是否存在異常。智能制造架構(gòu)如圖7所示。 

圖7 中國(guó)聯(lián)通智能制造架構(gòu)圖

4.3 自動(dòng)駕駛

基于5G MEC的自動(dòng)駕駛管理平臺(tái)，利用5G MEC 網(wǎng)絡(luò)超低時(shí)延、高穩(wěn)定、大帶寬的特點(diǎn)，讓駕駛員和車之間信息交流無(wú)卡點(diǎn)，保證了駕駛員對(duì)車輛的實(shí)時(shí)控制，使高清的圖像與視頻傳輸及時(shí)傳導(dǎo)；基于5G MEC 的車路協(xié)同系統(tǒng)，借助MEC即時(shí)性特點(diǎn)，接受RSU上報(bào)的路測(cè)信息，并推送至鄰近的車輛，實(shí)現(xiàn)本地分流和無(wú)縫切換；基于5G MEC部署遠(yuǎn)程故障管理平臺(tái)，借助其低時(shí)延特點(diǎn)將連接、分析、指令下達(dá)，同時(shí)實(shí)現(xiàn)應(yīng)用下移與數(shù)據(jù)緩存到MEC，將車載部分計(jì)算分析系統(tǒng)上移至MEC邊緣云，有效降低智能車輛改造成本，提速無(wú)人駕駛商業(yè)化步伐，并預(yù)留開放接口，可為車聯(lián)網(wǎng)終端提供遠(yuǎn)程故障管理服務(wù)。

中國(guó)聯(lián)通聯(lián)合文遠(yuǎn)知行科技有限公司、沃爾沃等企業(yè)開展基于MEC邊緣云的智能車聯(lián)等相關(guān)應(yīng)用商用落地驗(yàn)證。

在廣東，中國(guó)聯(lián)通聯(lián)合文遠(yuǎn)知行科技有限公司于廣州國(guó)際生物島打造基于MEC邊緣云的粵港澳大灣區(qū)自動(dòng)駕駛基地，實(shí)現(xiàn)島上5G信號(hào)全覆蓋，實(shí)測(cè)道路5G網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量可達(dá)到上行帶寬100Mbps，下行帶寬接近1Gbps， RTT≤10ms，丟包率≤0.00001，同時(shí)于生物島部署邊緣云平臺(tái)，保障數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)發(fā)效率及近端數(shù)據(jù)計(jì)算與存儲(chǔ)能力。V2X解決方案如圖8所示。 

圖8 基于Edge-Cloud的V2X解決方案

5 總結(jié)

2020年，隨著5G網(wǎng)絡(luò)的商用不斷推進(jìn)，中國(guó)聯(lián)通已建成MEC邊緣云的運(yùn)維與運(yùn)營(yíng)一體化支撐體系，面向全國(guó)提供MEC產(chǎn)品展示、業(yè)務(wù)申請(qǐng)、業(yè)務(wù)開通、故障監(jiān)控、服務(wù)支撐的商業(yè)閉環(huán)。展望未來(lái)，各行業(yè)的AI需求將會(huì)持續(xù)旺盛，人類將步入AI社會(huì)。電信運(yùn)營(yíng)商的MEC 計(jì)算能力將與5G/B5G網(wǎng)絡(luò)能力深度融合，形成算力網(wǎng)絡(luò)，以“算網(wǎng)一體”的方式向全社會(huì)提供普適性、確定性的AI算力，使算力成為繼話音、短信、專線、流量之后運(yùn)營(yíng)商提供的新一代普適性標(biāo)準(zhǔn)化服務(wù)。在算力網(wǎng)絡(luò)中，以提供MEC服務(wù)為代表的邊緣計(jì)算節(jié)點(diǎn)貼近用戶， 數(shù)量眾多，基礎(chǔ)設(shè)施條件較好，是算力網(wǎng)絡(luò)的重要組成部分。中國(guó)聯(lián)通將努力抓住機(jī)遇，增強(qiáng)MEC能力，構(gòu)建算力網(wǎng)絡(luò)，使能算力服務(wù)，滿足個(gè)人、家庭和政企用戶多層次、多方面的智能化需求，為AI社會(huì)提供強(qiáng)大的“能源”與“養(yǎng)料”，為網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)和服務(wù)的創(chuàng)新帶來(lái)無(wú)限可能。

★項(xiàng)目支持：本文獲得“2018年工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)創(chuàng)新發(fā)展工程（網(wǎng)絡(luò)和安全方向）——工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)邊緣計(jì)算基礎(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)和試驗(yàn)驗(yàn)證”項(xiàng)目的支持。

作者簡(jiǎn)介：

陳 丹（1986-），女，高級(jí)工程師，博士，現(xiàn)任中國(guó)聯(lián)通集團(tuán)邊緣計(jì)算高級(jí)總監(jiān)，主要研究方向?yàn)檫吘売?jì)算和邊緣云、5G網(wǎng)絡(luò)與專網(wǎng)架構(gòu)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)演進(jìn)等。

肖   羽（1984-），女，高級(jí)工程師，碩士，現(xiàn)就職于中國(guó)聯(lián)通集團(tuán)智網(wǎng)創(chuàng)新中心，主要研究方向?yàn)檫吘売?jì)算和邊緣云、工業(yè)邊緣計(jì)算平臺(tái)架構(gòu)設(shè)計(jì)、車聯(lián)網(wǎng)技術(shù)研究等。

胡 翔（1993-），男，工程師，碩士，現(xiàn)就職于中國(guó)聯(lián)通集團(tuán)智網(wǎng)創(chuàng)新中心，主要研究方向?yàn)檫吘売?jì)算和邊緣云、5G網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)設(shè)計(jì)、智慧醫(yī)療和智慧樓宇方案與架構(gòu)設(shè)計(jì)等。

摘自《自動(dòng)化博覽》2021年2月刊