李叶强 潘海兵
(中国联通江苏分公司,江苏 南京210019)
大量智能终端的联网,以及网络直播、网络游戏、VR/AR 等大带宽、低时延、多联接的业务应用,给骨干网络带来前所未有的压力。通过MEC将计算能力下沉到移动边缘节点,提供第三方应用的集成和部署能力,减轻网络负荷,同时为移动边缘网的本地服务和创新提供了无限可能。MEC完美契合企业对生产数据的安全性、实时性等需求的诉求。因此在5G网络建设中是运营商的重点发展对象,整体部署规划分为布局类和现场级两种模式布局类重点面向视频监控、AI 分析、AR/VR、图像渲染等业务场景,现场级重点面向大型企业、园区,对时延、高可靠性、数据不出园区、厂区有特殊要求客户和场景。如何在5G共建共享的背景下,创造一个具备高带宽、低时延、高可靠的MEC服务环境,就是我们所需要探索的。
MEC就近提供边缘智能服务,以满足行业数字化在敏捷联接、实时业务、数据优化、智能应用、安全与隐私保护等方面的关键需求。根据业务需求及部署位置可分为以下四种部署模式。
1.1 分流+平台共享型部署模式。分流网元UPF/GW-U及平台均部署在汇聚或地市核心层机房。分流网元共享、为不同客户配置不同的分流策略;平台采用多租户模式、为不同客户分配逻辑隔离的基础资源和业务资源;
客户对时延及本地化要求不强烈时,推荐采用此部署方式。
图1 分流+平台共享型部署模式
1.2 分流+平台专享型部署模式。分流网元UPF/GW-U及平台均部署在客户侧接入机房或现场级客户机房,分流网元、平台均为某个客户专享。对于需要本地分流的业务,分流网元将流量分流至本地平台,本地为客户提供服务。
对于时延及本地化要求强烈的行业客户,推荐采用此部署方式。
图2 分流+平台专享型部署模式
1.3 分流共享、平台专享型部署模式。分流网元UPF/GW-U部署在核心/汇聚机房,平台部署在客户侧接入/现场级边缘机房。UPF/GW-U 分流网关与边缘平台之间采用承载网或者专线对接。适用于客户无流量不出园区要求,时延不太敏感,但是应用需部署在客户本地的场景。
图3 分流共享、平台专享型部署模式
1.4 4G 平台下沉部署模式。针对4G/NSA 业务,平台的DataPlane 模块也可以提供分流功能,模块一般采用二层模式串接在S1 接口上,对S1 流量进行包解析分流。由于采用二层串接模式,因此部署位置应比较靠下,仅面向专享型客户。该种模式无法提供分流流量的流量计费及安全监听功能。
图4 4G 平台下沉部署模式
在共建共享模式下,对于分流+平台专享型,平台部署及承载网互通点位置的选择对于业务的时延均有不同的影响,相关承载解决方案如下:
2.1 承建区域承载解决方案。分流网元UPF/GW-U及平台均部署在客户侧汇聚机房或综合接入机房或客户机房。该模式适合现场级业务,客户对时延要求较高,或有数据不出企业、园区要求,优选部署在客户机房,其次综合接入机房,对于面积较大的产业园区,可部署在汇聚机房。MEC部署在汇聚机房,MEC通过一对站点交换机与智能城域网汇聚设备互联,业务路径:5G站点→智能城域网接入设备→智能城域网汇聚设备→MEC,单向传输时延0.16ms;无线空口时延6~8ms,核心网和MEC 时延1.2ms,单向业务总时延7.36~9.36ms;MEC 部署在综合接入机房,MEC 通过一对站点交换机与智能城域网接入设备互联,业务路径:5G站点→智能城域网接入设备→MEC ,单向传输时延0.09ms;无线空口时延6~8ms,核心网和MEC时延1.2ms,单向业务总时延7.29~9.29ms。
图5 承建区域分流共享+平台共享模式
MEC部署在客户机房,MEC通过一对站点交换机与智能城域网接入设备互联,业务路径:5G站点→智能城域网接入设备→MEC,单向传输时延0.07ms;无线空口时延6~8ms,核心网和MEC 时延1.2ms,单向业务总时延7.27~9.27ms。
2.2 共享区域承载解决方案。分流网元UPF/GW-U及平台均部署在汇聚机房。
方案一:部署在共享方汇聚机房:MEC 通过站点交换机,与智能城域网汇聚节点对接。该方案适合客户没有数据不出园区的要求,对时延要求也不高,但要求设备部署在园区。业务路径:5G 站点→STN接入设备→STN 汇聚设备→STN 核心设备→智能城域网核心设备- 智能城域网汇聚设备→MEC。单向传输时延1.05ms。空口时延:6-8ms,核心网及MEC 时延:1.2ms,单向业务总时延8.25~10.25ms。
图6 共享区域分流专享+平台专享模式- 汇聚机房1
方案二:部署在承建方汇聚机房:MEC 通过站点交换机,对接STN网汇聚节点。该方案适合客户有数据不出园区的要求,对时延也有要求,同时要求设备部署在园区。业务路径:5G站点→STN接入设备→STN汇聚设备→MEC。单向传输时延0.16ms。空口时延:6-8ms,核心网及MEC时延:1.2ms,单向业务总时延7.36~9.36ms。
图7 共享区域分流专享+平台专享模式- 汇聚机房2
分流网元UPF/GW-U及平台均部署综合接入机房。
方案一:部署在共享方综合接入机房:MEC通过站点交换机,与智能城域网接入节点对接。该模式适合客户对数据不出厂区,时延都没有要求,但企业没有机房,要求设备部署在企业附近。业务路径:5G 站点→STN 接入设备→STN 汇聚设备→STN 核心设备→智能城域网核心设备→智能城域网汇聚设备→智能城域网接入设备→MEC。单向传输时延1.18ms。空口时延:6-8ms,核心网及MEC时延:1.2ms,单向业务总时延8.38~10.38ms。
图8 共享区域分流专享+平台专享模式- 接入机房1
方案二:部署在承建方综合接入机房:MEC通过站点交换机,对接STN网接入节点;该模式适合客户要求数据不出厂区,时延要求较高,同时要求设备部署在企业附近。业务路径:5G 站点→STN接入设备→MEC。单向传输时延0.04ms。空口时延:6-8ms,核心网及MEC时延:1.2ms,单向业务总时延7.24~9.24ms。
图9 共享区域分流专享+平台专享模式- 接入机房2
分流网元UPF/GW-U及平台均部署在客户机房。
方案一:部署在客户机房,对接共享方接入机房:MEC 通过站点交换机,与智能城域网接入节点对接。该模式适合客户对数据不出厂区,时延都没有要求,但要求设备部署在企业。网络架构及业务流如图10 所示。业务路径:5G站点→STN接入设备→STN汇聚设备→STN核心设备→智能城域网核心设备→智能城域网汇聚设备→智能城域网接入设备→MEC。单向传输时延1.21ms。空口时延:6-8ms,核心网及MEC 时延:1.2ms,单向业务总时延8.41~10.41ms。
图10 共享区域分流专享+平台专享模式- 客户机房1
方案二:部署在客户机房,对接承建方接入机房:MEC 通过站点交换机,对接STN网接入节点。该模式适合客户要求数据不出厂区,时延要求较高,同时要求设备部署在企业。业务路径:5G站点→STN接入设备→MEC。单向传输时延0.07ms。空口时延:6-8ms,核心网及MEC时延:1.2ms,单向业务总时延7.27~9.27ms。
图11 共享区域分流专享+平台专享模式- 客户机房2
承建区分流+平台专享型部署模式适合现场级业务,客户对时延要求较高或有数据不出企业、园区要求。如果客户有机房,则建议部署在客户机房;客户没有机房则建议部署在综合接入机房;对于面积较大的产业园区客户,可部署在汇聚机房,时延对比如表1 所示。
表1 承建区不同部署规划时延对比
共享区分流+平台专享型部署模式适合现场级业务。
如果客户对时延不敏感,也没有数据不出企业、园区要求,建议如下:
客户有机房,则建议部署在客户机房对接共享方接入机房;客户没有机房则建议部署在共享方综合接入机房,对于面积较大的产业园区客户,可部署在汇聚机房。对于面积较大的产业园区客户,可部署在共享方汇聚机房。
如果客户对时延要求较高,同时要求数据不出企业、园区,建议如下:
客户有机房,建议部署在客户机房,对接承建方接入机房设备;客户没有机房,建议部署在承建方综合接入机房;对于面积较大的产业园区客户,可部署在承建方汇聚机房,时延对比如表2 所示。
表2 共享区不同部署规划时延对比
分流+平台专享型部署模式面向现场级业务,对时延、可靠性及数据安全性都有较高的要求。从各种承载方案对比来看,无线时延为主要影响因素,占比约70%。现有5G SA网络为R15 版本,面向场景为eMBB,针对消费级市场,随着R16 版本的冻结,对于URLLC场景有了更好的支持,进一步减少了无线时延对于整体业务时延的影响,不同部署规划的传输时延就显的越发重要,希望通过本次探索,更好的助力垂直行业的商业拓展。