5G及移动边缘计算(MEC)学习笔记(1)

5G及移动边缘计算(MEC)学习笔记(1)
1、1G~5G发展变⾰
1G:第⼀代移动通信系统出现在蜂窝系统理论提出之后,主要满⾜⼈们⽆线移动通话的需求。
2G:第⼆代蜂窝移动通信系统出现在数字蜂窝技术的发展与成熟之后,为了进⼀步提⾼通话的质量,推出了数字化语⾳业务的第⼆代蜂窝移动通信系统。
3G:20世纪末,IP和互联⽹技术的快速发展改变了⼈们的通信⽅式,传统的语⾳通信的吸引⼒下降,⼈们期望⽆线移动⽹络也能够提供互联⽹业务,于是出现了能够提供数据业务的第三代移动通信系统。
4G:第四代移动通信系统提供了3G不能满⾜的⽆线⽹络宽带化。4G⽹络是全IP化⽹络,主要提供数据业务,其数据传输的上⾏速率可达20Mbit/s,下⾏速率⾼达100Mbit/s,基本能够满⾜各种移动通信业务的需求。
5G:移动互联⽹和物联⽹的快速发展导致第五代移动通信系统的诞⽣。
——“5G⽹络技术研究现状和发展趋势”(王胡成等.《电信科学》2015.09)
如果说4G时代的智能终端技术全⾯促进了传统PC互联⽹同移动⽹络的深度融合,那么在5G时代,MEC技术将会推动云计算平台同移动⽹络的融合,并可能在技术及商业⽣态上带来新⼀轮的变⾰和颠覆。
5G⽹络在未来主要⽤于满⾜三⼤类业务的需求:(1)⾯向全球⼤约25亿⽤户的增强移动宽带业务,如⾼清视频、远程医疗、远程办公、远程教育等更为丰富的融合通信体验。(2)实现万物互联的物联⽹业务。(3)满⾜超⾼可靠超低时延的关键通信场景需求。——
《5G移动边缘计算》(俞⼀帆等)
5G⽹络的通信场景:(1)连续⼴域覆盖场景:最传统的通信场景,以保证⽤户的移动性和业务连续性为⽬标 , 为⽤户提供100
Mbit/s 以上⽆缝的⾼速业务体验。(2)热点⾼容量场景:主要⾯向局部热点区域,为⽤户提供极⾼的数据传输速率(1 Gbit/s),满⾜⽹络极⾼的流量密度(数⼗ Tbit/s/km2)需求。(3)低功耗⼤连接场景:针对物联⽹中部署⼤量终端的应⽤场景,要求⽹络⽀持超千亿设备连接,满 ⾜百万/km2 连接数密度指标要求,还要保证终端的超低功耗和超低成本。(4)低延时⾼可靠场景:主要⾯向车联⽹、⼯业控制等垂直⾏业的极端性能需求,为⽤户提供毫秒级的端到端时延和/或接近 100%的业务可靠性保证。
——“5G⽹络技术研究现状和发展趋势”(王胡成等.《电信科学》2015.09)
2、移动边缘计算的起源
移动边缘计算(Mobile Edge Computing, MEC)概念最初于2013年出现。IBM与Nokia Siemens⽹络当时共同推出了⼀款计算平台,可在⽆线内部运⾏应⽤程序,向移动⽤户提供业务。欧洲电信标准协会(European Telecommunications Standards Institute, ETSI)于2014年成⽴移动边缘计算规范⼯作组(Mobile Edge Computing Industry Specification Group),正式宣布推动移动边缘计算标准化。其基本思想是把云计算平台从移动核⼼⽹络内部迁移到移动接⼊⽹边缘,实现计算及存储资源的弹性利⽤。这⼀概念将传统电信蜂窝⽹络与互联⽹业务进⾏了深度融合,旨在减少移动业务交付的端到端时延,发掘⽆线⽹络的内在能⼒,从⽽提升⽤户体验,给电信运营商的运作模式带来全新变⾰,并建⽴新型的产业链及⽹络⽣态圈。2016年,ETSI把MEC的概念扩展为多接⼊边缘计算(Multi-Access Edge Computing),将边缘计算从电信蜂窝⽹络进⼀步延伸⾄其他⽆线接⼊⽹络(如WiFi)。MEC可以看作是⼀个运⾏在移动⽹络边缘的、运⾏特定任务的云服务器。
据估计,将应⽤服务器部署于⽆线⽹络边缘,可在⽆线接⼊⽹络与现有应⽤服务器之间的回程线路(Backhaul)上节省⾼达35%的带宽使⽤。到2018年,来⾃游戏、视频和基于数据流的⽹页内容将占据84%的IP流量,这要求移动⽹络提供更好的体验质量。利⽤边缘云架构,可使⽤户体验到的⽹络延
迟降低50%。据Gartner报告,全球联⽹的物联⽹设备⾄2020年将⾼达208亿台。在图像识别⽅⾯,服务器的处理时间增加50~100ms,能提⾼10%~20%的识别准确率,这意味着在不对现有识别算法做改进的情况下,通过引⼊移动边缘计算技术,就可通过降低服务器同移动终端之间的传输时延改善识别效果。——《5G移动边缘计算》(俞⼀帆等)
3、MEC的业务应⽤场景
MEC的应⽤场景可以分为本地分流、数据服务、业务优化三⼤类。
本地分流:主要应⽤于传输受限场景和降低时延场景。包括企业园区、校园、本地视频监控、VR/AR场景、本地视频直播、边缘CDN 等。
数据服务:包括室内定位、车联⽹等。
业务优化:包括视频QoS优化、视频直播和游戏加速等。
——《中国移动5G联合创新中⼼创新研究报告——移动边缘计算(2017年)》
4、MEC的关键技术
(1)⽹络开放:MEC可提供平台开放能⼒,在服务平台上集成第三⽅应⽤或在云端部署第三⽅应⽤。
(2)能⼒开放:通过公开API的⽅式为运⾏在MEC平台主机上的第三⽅MEC应⽤提供包括⽆线⽹络信息、位置信息等多种服务。能⼒开放⼦系统从功能⾓度可以分为能⼒开放信息、API和接⼝。API⽀持的⽹络能⼒开放主要包括⽹络及⽤户信息开放、业务及资源控制功能开放。
(3)资源开放:资源开放系统主要包括IT基础资源的管理(如CPU、GPU、计算能⼒、存储及⽹络等),能⼒开放控制以及路由策略控制。
(4)管理开放:平台管理系统通过对路由控制模块进⾏路由策略设置,可针对不同⽤户、设备或者第三⽅应⽤需求,实现对移动⽹络数据平⾯的控制。
高效脱硫剂(5)本地转发:MEC可以对需要本地处理的数据流进⾏本地转发和路由。
(6)计费和安全。
(6)计费和安全。
(7)移动性:终端在之间移动,在⼩区之间移动,跨MEC平台的移动。
——《中国移动5G联合创新中⼼创新研究报告——移动边缘计算(2017年)》
5、NFV和SDN
⽹络功能虚拟化(Network Function Vitualization, NFV)和软件定义⽹络(Software Defined Network, SDN)技术将成为构筑未来5G⽹络架构的基⽯。NFV将传统⽹络实体的软硬件进⾏分离,对⽹络功能进⾏了软件化,实现了⽹络硬件资源的共享,从⽽促成了⽹络功能的快速部署及业务容量的按需灵活分配。SDN通过控制转发平⾯的分离,简化了⽹络和流量的管理控制功能,推动了虚拟化⽹络的发展。——《5G移动边缘计算》(俞⼀帆等)
6、 ⽹络实现动态切⽚
多种类型的业务和多样化的通信场景对 5G ⽹络提出了多样化的性能需求,⽽这些多样化的性能需求显然⽆法通过统⼀的⽹络架构来保证, 因此 5G ⽹络需具备虚拟化切⽚的能⼒ ,使得每个⽹络切⽚能够适配不同的业务和通信场景,以提供合理的⽹络控制和⾼效的资源利⽤。
⽹络切⽚是指将物理⽹络通过虚拟化技术分割为多个相互独⽴的虚拟⽹络,每个虚拟⽹络被称为⼀个⽹络切⽚, 每个⽹络切⽚中的⽹络功能可以在定制化的裁剪后,通过动态的⽹络功能编排形成⼀个完整的实例化的⽹络架构。 通过为不同的业务和通信场景创建不同的⽹络切⽚,使得⽹络可以根据不同
的业务特征采⽤不同的⽹络架构和管理机制,包括合理的资源分配⽅式、控制管理机制和运营商策略,从⽽保证通信场景中的性能需求,提 ⾼⽤户体验以及⽹络资源的⾼效利⽤,例如在超密集场景下引⼊本地化的控制管理机制和数据传输机制,降低⽹络中的信令开销和传输路径的跳数。
——“5G⽹络技术研究现状和发展趋势”(王胡成等.《电信科学》2015.09)
7、5G⽹络逻辑架构
混凝土隧道湿喷机
——“5G⽹络技术研究现状和发展趋势”(王胡成等.《电信科学》2015.09)
5G云化的发展趋势主要体现在以下两个⽅⾯:
钻孔灌注桩泥浆(1)从中⼼云到边缘云
(2)从边缘云到移动设备云
随着技术的不断进步,移动设备还能够为⼈们提供计算、存储的资源,这可以被理解成是云的⼀部分,进⽽形成移动设备云。
造纸废水处理——“5G⽹络技术研究现状和发展趋势”(姜春起等.《电⼦技术与软件⼯程》2018)
8、术语缩写对照表
缩写释义
5G第五代信息通信技术
API Application Programming Interface 应⽤程序编程接⼝
AR Augmented Reality 增强现实
CDN Content Delivery Network 内容分发⽹络
D2D Device to Device 终端到终端的通信
DNS Domain Name System 域名系统
缩写释义
DPI Dots Per Inch 每英⼨点数
HTCA High Throughput Cloud Architecture ⾼吞吐量云架构IoT Internet of Things 物联⽹
钢筋剥肋滚丝机IPTV Internet Protocol Television 交互式⽹络电视
ISV Independent Software Vendors 独⽴软件开发商
LBO Local Business Operation 本地业务处理
LBS Location Based Service 基于位置的服务
MCDN Mobile Content Delivery Network 移动内容分发⽹络MEC Mobile Edge Computing 移动边缘计算
OTT Over The Top 互联⽹应⽤服务
PGW PDN GateWay PDN⽹关
QoS Quality of Service 服务质量
RAN Radio Access Network ⽆线接⼊⽹
RTT Round-Trip Time ⽹络往返时延
SDK Software Development Kit 软件开发⼯具包
V2X Vehicle to everything 车对外界的信息交换
VR Virtual Reality 虚拟现实网页电视
WiFi Wireless Fidelity 基于IEEE 802.11b标准的⽆线局域⽹——《中国移动5G联合创新中⼼创新研究报告——移动边缘计算(2017年)》

本文发布于:2024-09-21 00:47:39,感谢您对本站的认可!

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标签:移动   业务   场景   计算   边缘   技术   控制
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