中興通訊MEC用戶面部署方案推動5G MEC的商用部署

MEC（Multi-access Edge Computing 多接入邊緣計算）可以定義為一種部署在網(wǎng)絡邊緣側(cè)，通過一種或多種方式接入，為用戶提供ICT業(yè)務環(huán)境和云計算能力的系統(tǒng)。MEC的部署建設正在如火如荼的進行中，據(jù)ECC（ Edge Computing Consortium ） 統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示，目前有超過100個MEC項目正在中國40多個城市同步實施。中興通訊致力于運營商的數(shù)字化轉(zhuǎn)型設計與建設，將運營商現(xiàn)網(wǎng)架構(gòu)與5G技術(shù)發(fā)展趨勢相結(jié)合，創(chuàng)新性的提出了“4C”的Common Edge MEC部署建設理念：“Cloud”、“Compute”、“Connection”、“Capability”。將云化部署，統(tǒng)一運維；專有硬件，異構(gòu)加速；多種制式，融合接入；開放平臺、共建生態(tài)的理念融入到MEC部署解決方案中來，為MEC的部署提供了可商用落地的解決思路，極大的方便了運營商因地制宜部署MEC網(wǎng)絡。本文將圍繞MEC的用戶面部署以及硬件加速兩個方面，介紹中興通訊Common Edge特色方案，賦能5G邊緣云。

MEC的用戶面部署挑戰(zhàn)

“超大帶寬”、“超多連接”和“超低延時”的特性將開啟萬物互聯(lián)時代，新型數(shù)字化業(yè)務也將不斷涌現(xiàn)，實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)數(shù)字化、生活數(shù)字化，讓連接和數(shù)據(jù)無處不在。GSMA預測從2018年到2025年期間，中國運營商將投入超過2000億美金來部署新的5G網(wǎng)絡，5G將與以云為代表的新興技術(shù)一起組成智能化基礎設施，為即將到來的智慧社會賦能。

新網(wǎng)絡需要支持多接入、快處理、低時延等特性，傳統(tǒng)的機房部署模式顯然已經(jīng)不能滿足新網(wǎng)絡的要求，核心機房的算力下沉已成趨勢，以中心DC、區(qū)域DC、邊緣DC為基礎架構(gòu)的分層驅(qū)動DC化機房布局模式成為面向5G網(wǎng)絡的DC布局的主流演進方式。

圖 1 MEC網(wǎng)絡的部署機房位置

根據(jù)時延以及算力的需要，MEC可以部署在站點機房、邊緣DC，賦能B2C到B2B以及B2B2X的商業(yè)模式的轉(zhuǎn)型，滿足包括車聯(lián)網(wǎng)/工業(yè)控制、AR/VR、超高清視頻、智慧園區(qū)、智慧港口、智能采礦和智能交通等不同領域的商業(yè)需求。如何將MEC整合到更廣義的5G網(wǎng)絡投資建設中去，明確MEC用戶面最佳部署模式，使產(chǎn)業(yè)協(xié)同下沉，提升媒體娛樂、智慧城市產(chǎn)業(yè)對MEC的關(guān)注度，成為業(yè)界普遍關(guān)注的問題。

中興通訊MEC用戶面部署方案

中興通訊MEC用戶面GW-U/UPF產(chǎn)品設計伊始就秉承兼容并濟的設計理念，在遵循3GPP R15的標準基礎上，不斷擴展外延，通過全融合的UPF，不僅滿足在中心DC以及區(qū)域DC的用戶面部署需求，同時可以滿足邊緣用戶面的高帶寬、低時延和靈活分流的能力。

根據(jù)運營商現(xiàn)有網(wǎng)絡的不同形態(tài)，中興通訊的Common Edge網(wǎng)絡部署方案為4G/5G網(wǎng)絡提供了靈活的分流策略，包括4G場景下的SGW+LBO （SGW Local Break Out） ，以及 5G場景下的LADN （Local Area Data Network）、UL-CL （Uplink Classifier）、Multi-home。并針對以上不同場景，推出了一系列定制化的分流策略，滿足不同垂直行業(yè)客戶的定制化業(yè)務需求。

SGW+LBO方案

圖 2 MEC在EPC網(wǎng)絡中部署SGW+LBO

對于目前已經(jīng)大規(guī)模商用部署的4G網(wǎng)絡，中興通訊創(chuàng)新性地提出了本地流量卸載解決方案，通過SGW-U與LBO功能合設（SGW-U功能增強），實現(xiàn)將SGW-U分流出的數(shù)據(jù)，卸載到運營商本地的數(shù)據(jù)網(wǎng)絡中，將本地下行數(shù)據(jù)流封裝到對應承載設備上，并以GTP-U隧道包的形式傳遞給SGW-U。該方式還可以通過與上級機房的CG互通，為運營商提供靈活的計費功能。中興通訊SGW-LBO解決方案，幫助運營商充分挖掘4G網(wǎng)絡存量價值，創(chuàng)造的價值增長點。

5G UPF分流方案

圖 3 MEC在5G SA的部署

中興通訊積極探索，不但推出了針對4G網(wǎng)絡的SGW-LBO邊緣計算方案，還引入了Rel-16第二階段定義的I-SMF和I-UPF，通過ETSUN（Enhancing Topology of SMF and UPF in 5G Networks）來保障用戶在大范圍移動場景下的業(yè)務連續(xù)性。對于現(xiàn)網(wǎng)已經(jīng)部署了UPF的5G網(wǎng)絡場景， 可直接在邊緣側(cè)部署邊緣UPF網(wǎng)絡功能，通過運營商上級DC的SMF選擇策略，選擇邊緣UPF。對于非本地的流量，可依靠邊緣UPF通過N9發(fā)送給本地UPF，甚至是中心/核心DC的UPF。

圖 4 5G UPF的三種分流方式

在5G SA場景下，中興通訊UPF可實現(xiàn)三種不同的分流方式：LADN、UL_CL和Multi-home。應對未來5G MEC多元化的應用場景，中興通訊三種UPF分流方案，為運營商及第三方行業(yè)客戶提供更加定制化的邊緣云解決方案。

通過以上MEC的部署方案，可以使用戶面下沉到靠近用戶的邊緣進行部署，有效降低傳輸時延，但如何實現(xiàn)更高效率的轉(zhuǎn)發(fā)能力成為另一個亟待解決的難題。

MEC的用戶面轉(zhuǎn)發(fā)性能挑戰(zhàn)

目前業(yè)界主流的用戶面加速方案主要還是集中在軟件層面，例如通過SR-IOV、DPDK、NUMA綁核、OS優(yōu)化、巨頁等軟件技術(shù)來實現(xiàn)。但是隨著5G網(wǎng)絡對帶寬的要求越來越高，僅靠軟件加速技術(shù)難以滿足5G應用的發(fā)展需要，為此中興通訊在軟件加速的基礎上，在業(yè)界率先推出了基于FPGA智能網(wǎng)卡的硬件加速方案，滿足邊緣側(cè)的高性價比的轉(zhuǎn)發(fā)需求。

中興通訊邊緣UPF硬件加速方案

中興通訊針對MEC應用場景，通過智能編排分流技術(shù)，將用戶面的GTPU（User Plane Part of GPRS Tunneling Protocol）流量進行分流卸載，減輕了CPU負荷，卸載后的流量由FPGA和服務器上的智能網(wǎng)卡共同完成高速轉(zhuǎn)發(fā)。該方式可有效降減少用戶面轉(zhuǎn)發(fā)處理流程，消除內(nèi)存瓶頸，提升單服務器性能密度，使轉(zhuǎn)發(fā)能力提升數(shù)倍，充分滿足MEC應用場景對高速轉(zhuǎn)發(fā)的技術(shù)需求。

中興通訊針對不同場景下的MEC用戶面部署以及軟硬件加速的創(chuàng)新解決方案，賦能5G邊緣云建設，極大推動了5G MEC的商用部署。中興通訊面向邊緣的UPF，秉承開放、極簡、高效的設計理念，致力于為運營商打造一站式即插即用的Common Edge解決方案。中興通訊將與更多的行業(yè)伙伴攜手，探討5G MEC的建設，推動5G MEC在運營商、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、企業(yè)IoT等價值領域的規(guī)模商用，賦能5G云時代。

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