5G相關技術、概念及應用場景 (2) - MEC (Mobile Edge Computing)


前一篇提到了5G可能應用的場景，以及在通訊技術上的演進，達到更高速(eMBB)的需求，接著，我們來提一下，可以在現有架構上進行什麼更動，達成更低延遲(URLLC)，服務的擴增更加的有彈性等等，這部分會分為兩個部分說明，此篇說明MEC的架構，下一篇會說明5G核心網路的SBA架構。

Edge-Computing

利用Edge-Cloud概念降低延遲: MEC (Multi-access Edge Computing)

IMT-2020中提到，5G網路需要能夠滿足延時要求在1ms以內的應用(可參考前一篇的IMT-2020 8 KPIs)，也就是5G三大應用場景中的URLLC (Ultra-reliable and Low Latency Communications)，要達成這樣的低延時需求，可以使用一個概念：Edge-Computing，其想法是利用如電腦中的memory和cache的概念，達到降低用戶存取網路資訊/服務的延遲，同時降低核心網路的流量/負擔。

ETSI針對Edge-computing定義了一個名詞：MEC，Multi-access Edge Computing或Mobile Edge Computing，下圖是ETSI在MEC white paper中列出的MEC相關應用，包含了遠程手術(Remote surgery)、自動駕駛車(Autonomous car)、AR等等要求低延時的應用。





要說明Edge的概念，我們先來看下面這張圖，這張圖是電腦科學中的Memory Hierarchy架構，為了使電腦加速，我們存取常用的資料，並不是都直接讀取硬碟，而是讀取速度更快、離CPU更近的cache和memory，因為作業系統知道哪些資料最常被存取，所以將這些資料預先放到了memory和cache中。


Edge的角色類似於cache跟memory，我們將用戶常用到的資料，放在離用戶比較近的Edge-cloud中，同樣的概念現在已經有在使用了，像是CDN(Content Delivery Network)，如下圖所示：


Content Delivery Network（CDN）


針對不同延時需求的應用，我們將Content/Service放在距離用戶/核網不同的位置，就如同Memory Hierarchy距離CPU的距離遠近，如下圖所示：



接著，我們來說明MEC的架構

從上面這張圖可以看到，我們將原本放在電信商核網或Content業者Data center中的APP跟Service移到了Edge cloud中，而使用者或是開發者，只要透過API就能存取/使用Edge-Cloud上的資源/服務。

我們再把焦點縮小到ㄧ個MEC Server上，如以下這張中國聯通的架構圖所示，電信商將部份服務移到MEC Server上，而開發者(OTT提供者，如Youtube或愛奇藝)及用戶，可以透過一些共同的API存取電信商於此MEC上提供的服務。


API(ETSI標準使用RESTful)呼叫service的方式可以參考下面這張ETSI的架構圖：



針對MEC的佈建，不管是ETSI還是中國聯通，都希望導入白牌設備(x86 server)，利用網路虛擬化技術(NFV)，增加未來擴充服務、動態配置資源的彈性，像是中國聯通就建議使用Openstack當作管理平台，以及利用Container(如Docker)取代VM，其優勢是為邊緣運算提供更快更有彈性的反應速度、資源利用率等等。

在未來，MEC將構成一個龐大的生態圈，包含了用戶、電信商、Content業者、設備商以及服務開發商等等，如下圖所示。



MEC還可以跟C-RAN等技術結合，還有將核網中的ㄧ些服務、IMS等，拉到Edge中，降低核網的負擔、提升整個系統的capacity。


以下提供一些參考資料：






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