中国联通边缘计算技术白皮书 - 图文

由天下分享时间：2025/1/5 16:39:08 加入收藏我要投稿点赞

中国联通边缘计算技术白皮书

4 中国联通LTE网络MEC部署策略

4.1 LTE网络MEC组网架构

在LTE网络中，MEC服务器有两种形态：1）作为基站的增强功能，通过软件升级或者新增版卡，与基站集成的的内置方式；2）作为独立设备，部署在基站后或网关后的外置方式。图4.1为中国联通LTE网络中典型的MEC端到端组网架构，MEC服务器位于基站与核心网之间，通过解析S1消息实现业务的分流。基站和核心网之间通常经过多个传输环：接入环、汇聚环、和核心环。根据业务类型、处理能力，网络规划等需求，将MEC部署于网络中的合适位置。

图4.1 LTE网络中MEC端到端组网架构图

MEC可以运行于物理平台或者虚拟化平台，提供诸如本地缓存，本地数据服务，以及业务优化等功能，也可以承载本地应用，这些业务的分流规则预先配置给MEC的分流模块，当用户面有业务数据报文时，MEC对报文的特征字段(例如IP五元组)进行解析，匹配预先配置的分流规则，如果能够匹配，则将业务流引导到对应的本地应用或者服务，如图4.1中的蓝色线条所示。此外，MEC对S1信令的解析是透明的，不会影响基站与核心网之间信令过程，对于不属于MEC本地服务的业务流，MEC将业务报文原封不动的透传给核心网。

4.2 中国联通LTE网络MEC部署方案

4.2.1 部署位置

LTE的回传网络是相对封闭的，回传的业务流量通过隧道分级进行回传和汇聚，并由核心网统一处理后与APN网络内业务节点或者公网业务进行交互。LTE网络回传的隧道使用有利于针对不同业务在回传过程中的QOS保障和安全策略机制。但是在日益凸显的本地化、区域化业务需求场景下，相对封闭的回传网络

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为业务的端到端服务质量带来了负面影响，需要回传网络能够为此类业务进行流量卸载。与此同时，新业务的部署也需要安全可靠的通用化平台。基于此，作为独立的设备，MEC服务器需要在不同场景下具备与现有回传网融合部署的能力，中国联通LTE网络中MEC典型的部署方式如图4.2所示。

图 4.2 MEC部署位置

1）边缘级：MEC部署于基站与回传网络之间，这种部署贴近基站（宏站、室分站或Small Cell站），可以部署在站点机房，也可随Cloud-BBU池部署在无线接入机房。该部署方式下，MEC覆盖基站个数较少，对传输的影响较小，回传链路时延最短，比较适合于本地CASH和CDN类业务。同时这种部署方式的覆盖性能与当前近端的传输相关性较大，需要综合评估覆盖需求与传输状况。此种场景下，MEC服务器多为L2组网方式，需要具备Bypass能力以保证系统异常时不中断业务，保证高可靠性。

2）区域级：MEC部署于汇聚环和接入环之间，此时需要将MEC部署于两环相接的传输设备的UNI接口，并将需要进行分流的基站流量疏导经过MEC。在这种场景下MEC覆盖面积可以是1个或者多个接入环上的基站，并且可以针对环上不同的基站选择性进行分流。这种覆盖方式覆盖面积较大，时延也比较低。但是需要针对待分流基站在传输设备上配置或者更新VRF关系。这种场景比较适合区域面积相对较大的场馆，厂矿等场景。

3）地区级：当MEC部署于汇聚核心层时，这种覆盖方式主要针对大面积分流业务，或者待覆盖范围存在接入环孤岛的情况，这种部署方式时延相比较其他两种方式较大，但是能够解决跨地域传输覆盖的问题。这种方式主要部署的业务为行业性业务或者公众性业务，同时也有利于核心侧的网络能力的开放。此种场景下，MEC服务器多为L3组网方式，需要修改对接网元的传输配置，确保消息能够发送到MEC服务器，当MEC服务器不可达时改选其他传输路径。

综上，不同位置的部署原则取决于业务部署的需求、覆盖面积的要求以及当

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前网络的现状等综合因素。整体上需要在满足覆盖要求的前提下，尽可能的靠近无线近端部署。

4.2.2 计费方案

目前3GPP对于MEC计费相关接口尚没有明确的标准化建议。以本地分流为例，本白皮书仅给出S/P-GW与MEC联合计费方案，供中国联通在LTE网络中部署MEC时计费参考。

1）终端与移动网络之间建立IP-CAN会话，S/P-GW为IP-CAN承载分配Charging ID，并指示MEC计费模块进行本地流量计费。其中，指示消息中包含Charging ID、终端标识（包括IMSI、IP地址）、终端位置（如小区标识）等；

2） MEC计费模块接收指示消息，建立Charging ID与终端标识的绑定关系； 3） MEC计费模块周期性或由事件触发的对Charging ID绑定的终端按要求进行本地业务流量统计，并生成本地话单Local-CDR。其中，Local-CDR携带的信息包括本地区域标识、应用标识、流量信息（如使用时长、使用量）等；

4） MEC计费模块与CG之间传送Local-CDR。CG根据Charging ID和S/P-GW地址，对于相同终端的话单进行合并处理。

在CG合并后的话单中，包括通过S/P-GW出局的远端业务流量和MEC本地流量。基于终端和边缘应用两个统计维度，BOSS系统可以实现针对MEC本地流量的计费功能。

4.3 MEC部署存在的问题分析

ETSI制定MEC标准时重点定义了功能，具体实现方面的定义并不完善，没有和网络中的3GPP网元建立标准接口，商业化和产业化中还存在下述挑战： ? 计费：目前在现网应用中还未有完整的流量计费方案，需要进一步研究和评估通过MEC统计本地流量并上报，核心网侧新增节点（或者P-GW升级）负责生成话单并上报BOSS的方案；

? 安全：MEC平台的安全是部署第三方应用的前提，包括物理端口隔离、逻辑端口隔离、防火墙安全控制以及接入控制等方面需要进一步研究； ? 合法监听：MEC部署时需考虑具备针对用户级的侦听监控等功能； ? 移动性管理：尚未有经过充分验证的移动性方案，在切换场景下（MEC服务器之间）业务连续性需要保证。

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5 MEC技术演进路线及规划

5.1 面向5G网络的MEC关键技术演进

5.1.1 流量疏导方案

5G核心网可通过SMF灵活的会话管理机制，实现本地流量疏导。5G网络可采用“上行分类”功能和IPv6 Multi-Homing实现本地流量卸载。

1）上行分类（UL CL）方案：如图5.1所示，UL CL的增加、删除由SMF依据切换过程中的终端位置决定，当终端移入MEC覆盖区域时，SMF通过N4接口对UPF增加UL CL功能和PDU Session Anchor完成本地流量通路的创建。SMF可以在一个PDU会话的数据路径上引入多个支持UL CL功能的UPF。PDU Session可以是IPv4或IPv6，UL CL通过识别业务流的传输特征信息实现分流。

图5.1“上行分类”方案

2） IPv6 Multi-Homing方案：如图5.2所示，Multi-Homing场景下通过对Branching Point的增加、删除完成对本地业务Anchor的创建，并完成分流功能。SMF通过N4接口对UPF功能进行控制。当会话为IPv6类型时通过Branching Point将需要分流的本地流量疏导到本地Anchor上。PDU session可以与多个IPv6前缀关联，提供多个IPv6 PDU锚点接入数据网络DN。

图5.2“IPv6 Multi-Homing”方案

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5.1.2 业务连续性方案

为了支持移动性下会话与业务的连续性，5G网络提供三种不同的SSC模式。 1） SSC Mode1：UE移动过程中，无论UE所采用何种接入技术，PDU会话建立时的Anchor UPF保持不变。这种模式类似于LTE网络中PDN锚点不变更的方式。此时UE IP不会发生变化。

2） SSC Mode2：当终端离开当前UPF的服务区域，网络会触发释放掉原有的PDU Session，指示UE立即建立与同一数据网络的新的PDU会话。建立新会话时，可以选择一个新的UPF作为PDU会话Anchor UPF，此时需要保证新建立的Session信息和原Session信息的UE IP相同。

3） SSC Mode3：当终端离开Anchor UPF的服务区域，保持原有的PDU Session及 Anchor UPF，同时通过选择新的Anchor UPF，并在该Anchor UPF上建立新的PDU Session，此时UE同时拥有到2个Anchor UPF的PDU Session，最后释放掉原有的PDU Session，在这个过程中UE IP保持不变。

图5.3 5G网络会话与业务连续性示意图

根据运营商网络配置SSC模式选择策略，UE可以为一个应用或者一组应用选择合适的SSC模式。在该策略中，可以为所有应用配置一个默认SSC模式。如果UE没有为应用选择SSC模式，网络可以根据签约信息、本地配置和应用请求等，为该应用选择一个合适的SSC模式，以支撑边缘计算业务连续性。例如图5.3所示，UE移动到UPF1覆盖的区域内，5G核心网采用业务连续性SSC Mode1，并通过上行分类或IPV6 Multi-Homing的方式，保持本地分流业务的连续性。当UE移动到UPF2覆盖的区域内，5G核心网采用业务连续性SSC Mode3，将业务迁移到新的UPF2，业务不中断。当UE移动到MEC覆盖的区域之外，5G核心网采用业务连续性SSC Mode2，业务中断或者通过Cloud接续。

5.1.3 智能感知与优化方案

在5G网络中，MEC将与5G网络架构深度融合，其业务分流、策略控制、