中国联通边缘计算技术白皮书
撑系统(如BSS及OSS)的API;面向MEC平台内部组件(如DP)的API;面向用户业务数据流(如DNS查询请求)的API。
API使能必须实现面向第三方应用的友好化及智能化,提升第三方的开发体验,使得网络能力能够得到快速便捷的调用,并保证网络可对外部调用请求进行高效智能的响应。如图3.1所示,中国联通致力于打造MEC统一API业务平台,标准化MP1、MM9等接口,为第三方应用提供统一的API,引领各设备厂商的MEC平台具备相同的平台开放能力,使得第三方应用商可以提供兼容部署的应用软件版本。
图3.1 中国联通MEC统一API业务平台
此外,API使能还应在支持网络能力开放方面保持足够的灵活性,随着网络功能的进一步丰富,可实现持续开放,而不必对第三方应用平台及网络系统自身进行复杂的改动。考虑到目前主流的在线应用主要基于Web框架实现。为便于第三方调用,API使能可被拆分为基于HTTP操作的逻辑资源,并嵌入特定的HTTP会话内随业务数据一起交付。第三方应用平台(如OTT)可基于已有的生产环境进行调用,无需修改自身平台架构及业务逻辑。
3.1.2 管理域
管理域负责对MEC平台进行管理,包括数据平面控制,API使能控制,资源使用统计及第三方业务部署管理。一方面,管理域应支持运营商及第三方用户通过基于Web的控制面板手动选择和配置资源,或者提供API支持基于编程方式的选择和配置服务。另一方面,管理域可根据MEC平台的实际运行状况,基于预先设定的规则,对业务域进行动态实时控制。
1) 数据平面控制:管理域需要对数据平面进行监控管理,从而保证MEC平台在路由转发行为上的可控可管。
2) API使能控制:对API的调用必须经过管理域的授权才可进行。一方面,
9 版权所有 ?中国联通网络技术研究院,2017
中国联通边缘计算技术白皮书
第三方应用必须事先向管理域进行相关的API使能注册,才能调用该API。另一方面,管理域需要对特定API的安装进行许可,并监控其运行状态。
3) 资源使用统计:包括IT资源使用统计,API调用统计及数据流量统计。 ? IT资源使用统计指对第三方租用的虚拟主机进行IT资源用量(例如,CPU,内存)统计。
? API调用统计指对第三方调用API的情况进行统计,根据API类型的不同以及发起API调用的来源(即MEC平台内调用、MEC平台外调用)不同,按照不同规则(调用次数、订阅时间)进行统计。
? 数据流量统计指对数据平面在本地导出的数据流量进行统计,具体形式包括离线统计,内容统计及实时统计。本白皮书4.2.2章节会对流量实时统计方案进行阐述。
4) IT基础资源管理:管理域通过虚拟机监控器对边缘云内的物理和虚拟IT 基础结构进行集中管理,实现资源规划部署,动态优化及业务编排,包括对边缘云的IT资源池(如计算能力,存储及网络等)进行管理,以及对虚拟化技术提供支持。
3.2 MEC典型应用需求
(1)移动视频QoS优化
目前LTE蜂窝网络所承载的视频内容和管道之间缺乏交互,用户体验很难达到最佳。一方面,由于无线侧信道和空口资源变化较快,难以动态调整应用层(HTTP/DASH)参数以适配无线信道的变化。同样,传统的TCP拥塞控制策略是针对有线环境设计的,也不能准确适应无线信道的变化。另一方面,eNB对应用层内容不可知,无法为不同类型的业务动态进行无线资源的调度,也不能为同一类型业务的不同用户提供差异化的QoS,例如,eNB为每个在线视频用户分配相同的QCI、MBR和GBR。
图3.2 基于MEC平台实现视频跨层优化
10 版权所有 ?中国联通网络技术研究院,2017
中国联通边缘计算技术白皮书
MEC平台可以通过北向接口获取OTT视频业务的应用层及TCP层信息,也可以通过南向接口获取RAN侧无线信道等信息(RNIS、Location Service等),进一步通过双向跨层优化来提升用户的感知体验,从而实现运营商管道的智能化,如图3.2所示。 (2)移动CDN下沉
当前移动网的CDN系统一般部署在省级IDC机房,并非运行于移动网络内部,离移动用户较远,仍然需要占用大量的移动回传带宽,服务的“就近”程度尚不足以满足对时延和带宽更敏感的移动业务场景。如图3.3所示,运营商可以MEC平台内部部署边缘CDN系统,OTT以IaaS的方式租用边缘服务器节点存在自身的业务内容,并在自有的全局DNS系统将服务指向边缘CDN节点。
图3.3 基于MEC实现移动CDN下沉
(3)VR直播
在大型的电竞、球赛、F1赛车、演唱会等直播场景,用户对时延及沉浸式体验有较高的要求。如图3.4所示,MEC平台可实现VR视频源的本地映射和分发,为观众提供高品质的VR视频体验。并可通过多角度全景摄像头为观众带来独特的视角体验。例如,距离球场较远位置的球迷可以通过实时VR体验坐在VIP位置的观看感觉。另外,MEC的低时延、高带宽优势可避免在观看VR时因带宽和时延受限带来的眩晕感,并且可减少对回传资源的消耗。
图3.4 基于MEC平台实现VR直播
11 版权所有 ?中国联通网络技术研究院,2017
中国联通边缘计算技术白皮书
(4)增强现实(AR)
现有的AR解决方案中,用户需先下载安装巨大的APP来进行AR的体验,但手机的内存、电量和存储容量局限了AR的发展。如图3.5所示,MEC平台通过网络数据(如RAN侧反馈的Location 信息)确定用户位置,利用本地AR服务器提供实时的AR内容匹配计算和推送,实现本地实景和AR内容频道实时聚合,带给客户全新的独特用户体验。此外,通过本地位置相关的AR内容的快速灵活部署和发现,可构成MEC全新的就近内容提供和广告商业模式。
图3.5 基于MEC平台实现增强现实
(5)视频监控与智能分析
监控视频的回传流量通常比较大,但是大部分画面又都是静止不动或没有价值的。如图3.6所示,通过MEC平台对视频内容进行分析和处理,把监控画面有变化的事件和视频片段进行回传,并且把大量的价值不高的监控内容就地保存在MEC服务器上,从而节省传输资源,可有效地应用于车牌检测、防盗监控、机场安保等场景。
图3.6 基于MEC平台实现视频监控与智能分析
(6)V2X应用
5G网络对uRLLC场景下V2X的远程车检与控制时延要求为20ms,对自动驾驶时延要求为5ms,边缘计算是5G网络中降低时延的使能技术。如图3.7所示,通过LTE蜂窝网络和MEC车联平台的本地计算,在紧急情况时下发告警等辅助驾驶信息给车载单元OBU,相比现有网络延时,车到车时延可降低至20ms以内大幅度减少车主反应时间,对挽救生命和减少财产损失具有重要的现实意义。此外,通过MEC车联平台还可实现路径优化分析、行车与停车引导、安全辅助
12 版权所有 ?中国联通网络技术研究院,2017
中国联通边缘计算技术白皮书
信息推送,和区域车辆服务指引等。
图3.7 基于MEC平台实现LTE-V2X应用
(7)工业控制
移动互联网的迅猛发展促使工业园区对无线通信的要求越来越强烈,目前多数厂区/园区通过WiFi进行无线接入。然后,WiFi在安全认证、抗干扰、信道利用率、QoS、业务连续性等方面无法进行保障,难以满足工业需求。如图3.8所示,结合蜂窝网络和MEC本地工业云平台,可在工业4.0时代实现机器和设备相关生产数据的实时分析处理和本地分流,实现生产自动化,提升生产效率。由于无需绕经传统核心网,MEC平台可对采集到的数据进行本地实时处理和反馈,具有可靠性好、安全性高、时延短、带宽高等优势。
图3.8 基于MEC平台实现工业控制
13 版权所有 ?中国联通网络技术研究院,2017