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电信业务Telecom Services
■ 范长虹（四川省通信产业服务有限公司科技分公司 四川 成都 610000） 随着５Ｇ和物联网的发展，集中式的云计算模型不能适应新的应用场景，出现了边缘云技术。本文从运营商的角度介绍了电信边缘云的概念、框架、关键技术和服务能力，简介了中国电信一些实践。最后对电信边缘云的发展提出了一些建议。 With the development of 5G and IoT, centralized cloud computing models cannot adapt to new application scenarios, and edge cloud technologies have emerged. This article introduces the concept, framework, key technologies and service capabilities of telecom edge cloud from the perspective of operators, and introduces some practices of China Telecom. Finally, some suggestions are put forward for the development of telecom edge cloud.
电信边缘云 物联网 ５ＧTelecom Edge Cloud; IoT; 5G
Doi:10.3969/j.issn.1673-5137.2021.02.004
摘 要Abstract
关键词Key Words
１． 背景
物联网的发展，为网络传输的实时性、网络带宽带来新挑战，也对数据的存储、分析、处理提出新要求。集中式的云计算模型已然无法满足万物互联下的海量数据的高效传输以及处理需求。同时5G的发展，带来数据的爆发式增长，以及对算力的更高要求，边缘计算应运而生[1]。在靠近边端的场景下，赋能各行业客户进行数字化、智能化转型升级。随着边缘侧数据通信、存储、处理量的爆发式增长，其数据价值将被进一步释放。电信网络如何就近思考解决问题、快速做出反应，如何利用好电信网络的基础设施做到与传统云厂家的差异化，服务垂直行业用户，是各大运营商都在努力的方向[2]。以边缘计算为核心的电信边缘云（TEC）应用由此产生。 ２． 边缘云的架构和关键技术
边缘云是基于云计算技术的核心和边缘计算能力，构建在边缘基础设施之上的分布式云计算平台，形成边缘位置的计算、网络、存储、安全等能力全面的弹性云平台，并与中心云和物联网终端形成“云边端三体协同”的端到端的技术构架[3]，通过把网络转发、存储、计算，智能化数据分析等
工作放在边缘处理，降低响应时延，减轻云端压力、降低带宽成本，并能提供全网调度，算力分发等云服务。
边缘云相比中心云，其与移动网络融合更加紧密，通常可将中心云处理的程序和数据下沉部署在边缘侧，在更靠近用户的地方为用户提供计算、存储、网络的能力及通信网络服务，用户侧的终端在访问服务端的时候，由于网络传输连接线路更短，经过的网络路由更少，从而减少了终端操作和服务端最终交付时延， 最终可以降低延迟。
在分布式云计算和存储技术的加持下，单位平方公里范围可以支撑更多用户连接，可大幅度提升用户的服务体验。通过边缘云技术，移动网络可以为第三方用户开放更多的网络能力，应用可以通过5G开放能力与5GUPF等网元进行自动化交互，带给用户更大的使用价值[4]。边缘计算作为云计算的延伸，是将云本身的功能扩展到边缘端的一种
解决方案。
从整个系统框架来看，边缘计算分为云、边缘、现场（端）三层，强调“云边端”一体化。其中边缘层位于云和现场层之间，起到桥梁的作用[5]，南向支持各种现场设备的接入，北向支持与云端对接，自身具备一套边缘计算的服务框架，如图1所示。
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图1：边缘计算框架
边缘云所涉及的关键技术如下：
（1）虚拟化技术：边缘计算中，计算、存储、网络资源均采用了虚拟化技术，将硬件资源池化，并用软件进行智能化调度。极大地方便了移动边缘计算实现统一的资源管理；同时网络虚拟化技术提升数据传输的智能化程度，减少传输时间。
（2）云技术：边缘计算需要满足多用户共享网络边缘计算和存储资源，但服务器容量相比起云计算处理中心的服务器容量较小，因此需要引入云化的软件架构，将软件功能按照不同能力属性分层解耦部署，实现有限资源条件下任务处理的高可靠性、高灵活性、可扩展性。
（3）SDN技术：移动边缘计算部署在网络的边缘，需要大量的接口配置、对接和调测，SDN技术将核心网的用户面和控制面进行分离，并向上提供灵活的可编程能力，这极大地提高了网络的灵活性和可扩展性， 同时大幅减少了网关的配置工作。
３． 电信边缘云的典型服务能力
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电信边缘云（TEC）实现电信运营商边缘计算服务。基于与网络系统的最佳集成，电信边缘云提供了其他优势，如可靠性、安全性、移动性支持、隐私或托管连接[6]，允许在安全的网络环境中将计算和连接性能结合起来。
标准化组织情况：运营商平台组（OPG）已在OPG.01运营商平台电信公司边缘方案中定义了边缘云功能。中国通信标准化协会CCSA也在进行相关的研究和标准制定工作。
TEC遵循云计算范式：通过自助供应和按需管理，使网络能够访问可伸缩的、弹性的、可共享的物理和虚拟资源池。
TEC 服务的范围从基础设施即服务（IaaS）到更高级的服务（NaaS、PaaS、SaaS）。
基础设施即服务（IaaS）提供给云服务客户的功能是处理、存储和网络资源：由高度可扩展和自动化的计算资源组成。IaaS是完全自助服务，用于访问和监控计算、网络，存储和其他服务等内容。
平台即服务（PaaS）：提供给云服务客户的功能是使用云服务供应商支持的一种或多种编程语言和执行环境以部署、管理和运行客户创建或获取的应用程序。
口袋领域
软件即服务（SaaS）：根据NIST的定义[NIST 800-145]：云上的SaaS应用程序可通过网络供SaaS用户访问。SaaS 的客户可以是为其成员提供软件应用程序访问权限的组织、直接使用软件应用程序的
终端用户或为终端用户配置应用程序的软件应用程序管理员[7]。客户不管理或控制底层云基础设施（包括网络、服务器、操作系统、存储），甚至不管理或控制单个应用程序功能。
网络即服务（NaaS）：[ITU-T Y.3515]云计算服务中所定义，向云服务客户提供的是传输连接和相关网络能力。NaaS功能体系结构的目标是一个可扩展和可编程的按需网络，允许NaaS客户根据需要自助网络服务和资源，或者与NaaS供应商进行最少的交互。NaaS通常还包括可编程性、通过应用程序编程接口（APIs）访问服务特性的能力。包括可编程服务质量（QoS）和网络策略规则。Naas服务图如图2所示。固体废物处理设备
图2：NaaS服务图
电信边缘云将主要集中在IaaS和PaaS上，随着不断地发展和标准化，它还将提供NaaS。
i52表1是边缘云服务能力表，对应不通的服务类型，从
应用程序、数据、内存管理、中间件、操作系统、虚拟
化、联网、存储、服务器等各方面分别由用户进行管理或者由运营商提供。
表1：边缘云服务能力表
边缘云服务能力表
基础设施即服务（IaaS）平台即服务
（PaaS）
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软件即服务
（SaaS）
应用程序（用户）应用程序应用程序（运营商）数据（用户）数据数据（运营商）内存管理（用户）内存管理（运营商）内存管理（运营商）中间件（用户）中间件（运营商）中间件（运营商）操作系统（用户）操作系统（运营商）操作系统（运营商）虚拟化（运营商）虚拟化（运营商）虚拟化（运营商）联网（运营商）联网（运营商）联网（运营商）存储（运营商）存储（运营商）存储（运营商）服务器（运营商）服务器（运营商）服务器（运营商）
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４． 中国电信的一些实践
中国电信早在2018年便发布了《中国电信5G技术白皮书》，提出将优先考虑“5GSA+MEC”[8]。目前，中国电信MEC自主研发平台正在全国进行试商用。中国电信提出的5GMEC融合架构，基于通用硬件平台，支持MEC功能和业务应用快速部署，在应用端进行了许多成功的探索[9]。比如，面向商场、校园、博物馆 等高密度高流量高价值客户提供缓存、推送、定位服务，面向大型园区、工厂、港
口等有本地数据中心和云服务需求的大中型政企客户提供虚拟专网、业务托管、专属应用等。不仅如此，中国电信还加速布局智慧家庭边缘计算领域，目前已完 成智能家居边缘计算能力研发，对用户家里的天翼网关设备和软件进行升级，将 智慧家庭平台的智能设备自动化、场景化管理能力下沉到天翼网关。打造了“云——网——边——端”融合的一体化基础设施，充分发挥中国电信的网络、数据中心和边缘计算优势，
并以运营商内 外部智能化应用为依托，开展多样化的业务场景的研发验证，尤其针对5G网络与工业互联网的应用的特点，着力打造5G+工业互联网的应用创新平台、一体化环境以及验证测试服务体系。中国电信在企业发展战略中明确了五大技术攻关方向，其中之一就是5G和边缘云的突破，将着力打造5G+云-边协同核心技术优势。
５． 总结和展望
电信边缘云未来的长期发展需要在端侧低成本、低时延通用型计算/通信芯片研制；基于超高速通信、存储、弹性算力调度核心技术的边缘云基础设施解决方案；满足边缘侧的超大规模连接、低成本设计、高可靠性、高安全性要求，在资源受限及设备异构的复杂环境下，提供云中立的、轻量化的、开放的边缘计算IOT平台架构；垂直行业PaaS/SaaS平台进一步成熟等方面进行深入的研究。
[1] ETSI.MEC 003 V1.1.1:Mobile Edge Computing (MEC);Framework and Reference Architecture[S].
2019.
[2] 3GPP.3GPP TR 28.803:Study on the management aspects of edge computing[S].2019.[3] 中国移动.中国移动5G边缘计算试点边缘计算PaaS平台总体技术要求 v1.0.0[R].2020.
[4] 张磊，梁逸兰，金涛.基于5G移动通信网络架构的研究以及在校园中的应用[J].物联网技术，2021,11(03):89-92.[5] 沈旗旗.探究5G网络新技术及核心网架构[J].数字通信世界，2018,14（11）:49.
[6] 潘博磊.5G网络新技术及核心网架构[J].信息与电脑（理论版），2019,31（16）:172-173.
[7] 张呈宇，李红五，屈阳，魏进武.面向工业互联网的5G边缘计算发展与应用[J].电信科学，2021,37(01):129-136.[8] 工业互联网产业联盟.工业互联网平台白皮书[R].2019.Alliance of Industrial Internet.Industrial Internet platform white paper[R].2019.
[9] 崔羽飞，张云勇，张第，等.基于云边协同的工业互联网实践[J].电信科学，2020,36(2):109-116.
参考文献
豫公网安备41160202000603
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