MEC阶段总结
Last updated
Was this helpful?
Last updated
Was this helpful?
网络切片（Network Slicing）是指在同一网络基础设施上，将运营商的物理网络划分为多个逻辑独立的虚拟网络，每个虚拟网络具备不同的功能特点，可以灵活的应对不同的需求和服务，这些虚拟网络相互隔离，其中一个发生故障不会影响到其它虚拟网络。
网络切片有下面四个特性：
隔离性：不同的网络切片之间互相隔离，一个切片的异常不会影响到其他的切片。
虚拟化：网络切片是在物理网络上划分出来的虚拟网络。
按需定制：可以根据不同的业务需求去自定义网络切片的业务、功能、容量、服务质量与连接关系，还可以按需进行切片的生命周期管理。
端到端：网络切片是针对整个网络而言，不仅需要核心网，还要包括接入网、传输网、管理网络等。
（1）基于业务场景的切片
目前主流的方式是基于业务场景进行切片，分为eMBB切片、mMTC切片及uRLLC切片，也就是5G网络切片的三大应用场景。
增强型移动宽带(eMBB)：顾名思义针对的是大流量移动宽带业务，该类型业务要求蜂窝网络提供大带宽，AR/VR、4K/8K超高清视频等业务属于该类型。
海量机器类通信(mMTC)：针对大规模物联网业务，对带宽和移动无要求，但是要求蜂窝网络支持海量接入。
高可靠低时延通信(uRLLC)：该类业务要求蜂窝网络提供超高可靠超低时延通信，例如无人驾驶等业务（3G响应为500ms，4G为50ms，5G要求0.5ms）。
（2） 基于切片资源访问对象的切片
可根据切片功能资源是否可被其他切片资源共享，分为独立切片和共享切片。
独立切片：是指拥有独立功能的切片，网络资源经切片后，指定的用户对象群体或业务场景可获得网络侧完整且独立的端到端网络资源和业务服务，不同切片间的资源逻辑上相对独立，切片资源仅在相应切片内部可被调用并提供服务。
共享切片：是指切片资源仍可供其他不同的独立切片共享调度和使用，以提供部分可共享的业务功能和服务，提高资源利用率。共享切片提供的功能可以是端到端的，也可以提供部分共享功能。
业务需求和应用场景逐渐多样化，无线接入网（RAN）也需要具有灵活部署的特性，根据SLA（服务等级协议）需求的不同，进行灵活的无线网子切片的定制。无线网主要是“切”协议栈功能和时频资源。
（1）协议栈功能模块化分离 根据业务需求的不同，可以灵活地对无线网侧协议栈功能进行定制切分。无线侧基站分为CU（集中单元）和DU（分布单元）两个单元，这两个单元是BBU拆分来的。解耦后的CU用于集中承载非实时业务，DU则主要负责对实时业务的处理，因此可以把跟时延相关性不大的功能上移到CU，跟时延强相关的下放到DU。像单向多播类业务就可以让这个切片功能最简化，而低时延类业务可以把CU里的一些功能下沉到DU。
（2）时频资源的切分
无线时频资源硬切：频率、时间资源以固定的方式分配给每个特定的切片，用户可利用这些静态的无线资源接入切片网络，但这种方式不灵活，网络的资源利用率不高。
无线时频资源软切：对频谱资源来讲，可以独立预留出一些资源给URLLC这种紧急性的业务使用，然后网络切片的调度管理服务根据切片业务请求的实时到达情况按需分配时频资源，并确保各切片间的资源平衡分配，这种切分方式让整个频谱资源利用率大幅提升，不会造成资源的浪费。
5G时代追求万物互联，要满足各种不同垂直行业的差异化需求，因此传输网切片网络的不同业务之间需要互相隔离且能够独立运维，需要给不同需求的业务分配不同的传输网切片，每个传输网切片就像一个独立的物理网络。
传输网切片运用虚拟化技术，将网络的链路、节点、端口等拓扑资源虚拟化，在传输硬件设施中切分出多个逻辑的虚拟传输子网，在物理网络层构建虚拟子网层。虚拟网络具有独立的管理面、控制面和转发面，各虚拟网络之上可独立支持各种业务，以此实现不同业务之间的隔离。
传输网具有以下特点：
数据平面硬管道隔离：每个切面端到端硬管道隔离，不同的调度策略保证了不同切面的SLA。
控制平面隔离（协议/拓扑信息/资源）：每个切面都需要一个控制器来管理拓扑、资源和协议栈。
作为直接承接业务的网络层级，核心网需要具备可根据不同的业务场景灵活调配和部署网络功能的能力，而传统基于专用硬件的核心网已经无法满足5G网络切片在灵活性和SLA方面的需求，因此5G核心网要突破4G核心网中网关网元只能集中式部署的限制。
5G核心网通过模块化实现网络功能间的解耦和整合，基于全新的服务化架构（SBA架构），将网络功能解耦为服务化组件，组件之间使用轻量级开放接口通信。控制面、网元之间都会走服务化架构接口，不再走传统的标准化接口。每种服务均可独立扩容演进并按需部署，这种结构高内聚、低耦合，使核心网灵活、开放、易拓展，从而可以满足5G网络切片按需定制和动态部署的要求。
核心网切片中把网元功能打散，让不同的网元来承担不同的功能，这样网络切片功能就可以灵活地定制，根据不同需求进行功能裁剪选择，对于某些业务就可以删减掉一些不需要的网元功能。
基于切片需求的功能裁剪，要判断一些条件，比如终端是否能够移动？是否独立部署Qos策略？是否需要独立开户？是否有不同的计费策略？这样可以把一些不必要的功能删减掉，提高网络效率。下图展示了水表业务的切片功能裁剪选择。
相比现有核心网架构，5G核心网利用虚拟化方式实现了控制/用户平面分离。运营商可根据业务的实际需求等，选择匹配的服务模块进行集中或分散部署。
我们知道无线网、传输网和核心网都需要切片，那么终端到底要不要切片呢？
终端分为单用途终端和多用途终端，其需要匹配切片的资源调度，资源预留、隔离。单用途终端是感知不到切片的存在的，只需要由网络控制切片选择，而多用途终端则需要支撑应用数据到切片的映射。
实际生活中一个终端往往需要支持多样化的业务服务，一个终端有时需要接入多个不同的切片之中。当终端向网络侧发起初次连接请求时，网络侧通过识别请求信息后会建立业务交付连接。
网络切片满足了不同业务差异化服务的需求，为多种应用场景的实现提供了很大的帮助，那么网络切片到底要切割到什么程度？切片越精细越好吗？
首先切片颗粒过粗的话，切片网络的灵活性就会较差，差异化服务的需求将难以满足，切片颗粒过细（切片切割的隔离度越高），越容易实现差异化及独立运营，但是会造成不同切片之间的动态管理和资源共享难度增加，对平台、编排、管理等都是比较大的挑战。因此一定要基于业务场景的实际需求来选择切片的粒度，要合理地切分网络资源，尽量把同种类型的业务合并在一个切片里面。
目前网络切片粒度按网络的隔离程度分为L0 - L5一共六级，在业务对网络QoS（服务质量）要求相对不高时，共用网络资源（L5粒度）会为运营商带来更高的成本效益。当需要高QoS业务保障需求后，需要逐步向L0粒度的切片策略演进，以获得更高的性能保障。
端到端的网络切片涉及到了无线接入网、传输网和核心网等，在给网络带来灵活性的同时，也增加了管理的复杂性，各网络设备由不同的设备厂商提供，切片的编排、部署和互通等方面都存在着一定的难度。因此需要智能化的管理，实现切片的端到端编排管理，端到端的网络切片的管理和编排涉及到切片的生命周期管理，比如切片的设计、实例化、缩扩容、终止等。
1、网络切片转换：漫游场景下本地网络切片不能支持用户接入网络，就会造成用户网络中断，一个可能的解决方案是将用户转换到默认切片下，但是在切片转换过程中如何保持IP会话的连通性、侦测转换时机的任务应该交给用户终端还是交给网络，都是需要考虑的问题。
2、用户状态维持：用户的状态信息可能会在多个切片中传递，如何管理用户状态是一个关键问题。
3、异厂家组网兼容性：5G网络切片在实际部署中还可能会面临异厂家切片互操作的一些问题，不同厂家设备间的差异化依会导致设备组网时网络资源或切片功能间的共享存在风险。
4、多业务并发风险：尽管切片架构能为业务带来便利，但当区域内需要同时构建不同网络切片时，业务对网络架构差异化的需求将对网元部署提出挑战。
Option 7-1
In the UL, FFT and CP removal functions reside in the lls-DU, the rest of PHY functions reside in the lls-CU.
In the DL, iFFT and CP addition functions reside in the lls-DU, the rest of PHY functions reside in the lls-CU.
Option 7-2
In the UL, FFT, CP removal and resource de-mapping functions reside in the lls-DU, the rest of PHY functions reside in the lls-CU.
In the DL, iFFT, CP addition, resource mapping and precoding functions reside in the lls-DU, the rest of PHY functions reside in the lls-CU.
Option 7-3 (Only for DL)
Only the encoder resides in the lls-CU, and the rest of PHY functions reside in the lls-DU.
RAN <--> MEC <-->T CP/IP网络
MEC从RAN内获得的能力（API）：
UE 设备能力（例如Cat.X、天线、模式和频率）
eNB
频段、载波、承载
QoS相关（例如CQI、QID等）
MME&HSS 鉴权信息、移动性信息
SPGW MAC地址、IP地址、DNS服务
无线终端指定DNS服务器》》本地分流
设备信息和QoS相关》》网络切片下的终端优先
TCP透明代理
中国联通抢先布局全国，以MEC边缘云为触点，实现“规、建、维、研、营”一体化；自研核心平台，增强网络联接的控制与管理，实现从“产品推送”到“营销支撑”的商业闭环；倡导生态共赢，会同战略客户开展近百个MEC商用工程。未来，中国联通将与全球产业链合作伙伴携手共进、开放共赢，共建边缘生态，共推商用落地，共享蓝海市场。
“中国联通MEC边缘云已经成为赋能5G千行百业的核心抓手。”中国联通集团大数据首席科学家指出，中国联通花费大力气打造的MEC边缘云平台，不仅部署了自研的实时操作系统，还实现了与多行业生态系统的融合贯通。
据悉，中国联通携手GSMA和Telefonica/SKT等九家运营商打造可互操作GMEC平台，使能边缘应用一点创新，全球复制。此外，中国联通还打造了多款MEC拳头产品，为客户提供多模式的云网一体化支撑服务。
“模式一是本地数据分流，可以按照用户、连接和业务策略进行分流；模式二是云网一体的ICT-IaaS平台EdgePOD，自带网络增值服务和云边协同服务；模式三是PaaS服务，包括协议解析、时序解析、工业OS、客户网络/应用自服务等；模式四SaaS服务，例如AR/VR、视觉识别、AGV、预测性维护等。”
与此同时，中国联通5G MEC乘势起航，已在MEC智慧港口、智慧医疗、智能制造、新媒体、智慧交通等8个领域取得突破，成功孵化出端到端行业产品和解决方案，赋能千行百业数字化转型。
“先行者”再领先，发布全球首张MEC规模商用网络
作为中国联通最大的省级公司及MEC运营中心所在地，广东联通以“快、广、深”为原则，在广州、深圳、东莞、佛山、中山、珠海等粤港澳大湾区核心城市，率先完成5G MEC网络整体布局与节点建设，面向大湾区提供低时延快速接入能力。
完成集团级自研MEC边缘云平台的商用部署，实现面向全国边缘节点及业务应用的集中管控、一点创新、全网快速复制；打通边缘网业一体化流程，实现业务的售前、售中、售后大闭环。
同时，基于首张MEC规模商用网络，广东联通携手格力、腾讯、碧桂园等几十家头部企业开展MEC商用实践落地，为赋能湾区乃至全国的创新业务发展奠定基础。
广东在MEC商用领域的先试先行只是中国联通面向全国构建“云、网、边、端、业”五位协同体系的一个缩影。中国联通聚焦创新合作战略，抢先布局MEC边缘云：
构架方面，在广东成立MEC全国运营中心，负责全国MEC运维运营体系搭建、产品创新供给、商业模式探索和合作生态建设；
在北京、上海、重庆、天津、浙江、福建、吉林等多省成立MEC创新业务孵化基地，使能应用的一点创新、全网复制；
网络方面，秉承“敏捷、弹性、高效、开放”的宗旨，以MEC为锚点，构建“网随云动、云网一体”的智能网络，2020年将在全国重点城市完成上千个边缘节点的建设；
平台方面，自主研发的MEC平台已在全国商用上线，融合了网络联接、算力下沉、CT增值应用能力、IT增值应用能力和一体化服务运营能力，面向2B、2C、2H场景，满足5G行业差异化创新需求；
商用方面，与BSS和OSS核心系统贯通，实现边缘业务的售前、售中、售后商业闭环，基于MEC在部署位置、接入制式、平台能力、网络安全等方面的优势，乘势起航，打造多款拳头产品，在八大重点行业取得商用突破。
为更好推进MEC总体布局下的共赢生态，中国联通联合INTEL等合作伙伴成立“MEC生态实验室”，以优良的实验环境、完备的多接入网络条件、高精度的仪器设备、专业的技术团队和丰富的上下游产业链资源，为合作伙伴提供端到端支撑服务，及宣传、渠道、市场等资源支持。
此外，基于联通MEC生态合作伙伴开放平台，面向行业开放ICT-IaaS、CT-VAS、IT-VAS和5G边缘沙箱能力，提供平台API、SDK和开发者工具集合，为开发者提供孵化、使能、承载、分发全方位对接。
有赖于MEC生态的提前布局，中国联通已与400+客户和合作伙伴开展了边缘云合作，聚焦“智能制造”、“智慧医疗”、“智慧交通”、“智慧园区”等领域积累了诸多MEC商用实践标杆，聚力打造MEC边缘云产业新生态。
考虑一下我们团队可以用MEC做些什么？结合我们各组已有的工作
OAI上MEC的能力是什么状态？
4G 已经有MEC 了，和5G MEC什么差别？
MEC从硬件角度上看是为原有的无线接入网提供了新的通信（带宽）、存储、计算的资源，使得无线接入网在完成基本的网络接入、设备管理、用户存储等功能的基础上可以向第三方的服务机构开放接入网的能力和资源。
因此，从团队的工作与MEC结合的角度出发，我们适合在现有的阶段（MEC没有形成统一的标准和共识）将一些需要通信、存储和计算资源的边缘化（Edge）的工作放到MEC上实现。同时，MEC没有为这些已有工作提供新的技术、接口能力的支持。
与机器学习相关的接入网通信优化：基于ML的RRU能耗优化、BBU基带处理优化、TCP空口优化
与机器学习相关的数据分析业务：基于ML的视频、图像、语音、位置信息、无线电环境分析
与上述业务相关的数据生成
分流和边缘业务Demo
OAI依据3GPP的标准文档开发，因此OAI的开发代码中没有针对MEC的内容。
MEC的推动者希望藉由一些与MEC相关的标准特性开发出MEC功能平台，所以现有的基于OAI的MEC可以认为是针对原有的OAI系统开发的MEC补丁。
在目前的阶段，所了解到的一些研究团队的开发进展包括：、
北邮：MEC服务器在基站服务器与核心网服务器之间的嵌入，完成MEC服务（例如基于TCP的服务、针对热门内容的分发缓存服务等）的研究
台湾交大：实现了更加底层的协议，例如GTP、DNS等，实现拓扑结构上快速、直接的分流
清华大学：容器化5G核心网网元编排管理，实现UPF下沉
MEC的搭建与制式没有绝对的关联，MEC依赖接入网开放内部接口和特性实现不同层级的MEP。
CU/DU、CP/DP的分离在无线通信标准化的过程中长期存在，但是5G在LTE的基础上实现了更加彻底、完整、通用的结构设计，以此满足通信对时延、带宽、存储、计算、虚拟化、管理编排、开源的趋势和需求。
