5G MEC分流方案探討

何宇鋒 林奕琳 單雨威

【摘 ?要】

實(shí)現(xiàn)5G邊緣計(jì)算商用部署的關(guān)鍵步驟是通過5G網(wǎng)絡(luò)將用戶數(shù)據(jù)流分流至邊緣計(jì)算平臺(tái)。在DNN分流和UL CL分流原理基礎(chǔ)上，結(jié)合不同觸發(fā)條件（用戶簽約、能力開放、應(yīng)用檢測等）分析了六種分流方案的詳細(xì)流程及對終端、網(wǎng)絡(luò)的要求，運(yùn)營商可根據(jù)不同場景需求選擇相應(yīng)的部署方案。

【關(guān)鍵詞】5G;MEC;本地分流

0 ? 引言

2019年6月，工業(yè)和信息化部正式向三大運(yùn)營商和中國廣電發(fā)放5G商用牌照，11月，三大運(yùn)營商公布5G商用套餐，意味著我國已正式向用戶提供提供5G服務(wù)?？梢灶A(yù)見，移動(dòng)通信流量將急劇增長，高網(wǎng)絡(luò)負(fù)荷、高帶寬以及低時(shí)延需求將愈加突顯。MEC作為5G業(yè)務(wù)應(yīng)用的標(biāo)志能力，通過業(yè)務(wù)本地化、緩存加速以及本地分流、靈活路由等技術(shù)，有效縮短端到端業(yè)務(wù)時(shí)延，降低網(wǎng)絡(luò)回傳帶寬需求，緩解核心網(wǎng)的數(shù)據(jù)傳輸壓力，從而提升網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)處理效率，滿足垂直行業(yè)對網(wǎng)絡(luò)超低時(shí)延、超高帶寬以及安全等方面的訴求，為用戶帶來極致的業(yè)務(wù)體驗(yàn)。

5G商用前夕，如何將用戶數(shù)據(jù)流分流至MEC平臺(tái)，是真正實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)與業(yè)務(wù)深度融合及落地應(yīng)用的第一步，也是當(dāng)前運(yùn)營商最為關(guān)注的重點(diǎn)問題。

綜上所述，本文將首先梳理清楚MEC與5G網(wǎng)絡(luò)的關(guān)系，其次，介紹3GPP標(biāo)準(zhǔn)的5G分流技術(shù)，最后介紹結(jié)合不同場景和觸發(fā)條件的5G MEC分流方案并分析其優(yōu)缺點(diǎn)。

1 ? MEC與5G網(wǎng)絡(luò)的關(guān)系

當(dāng)MEC部署在5G系統(tǒng)中時(shí)，在網(wǎng)絡(luò)中的位置如圖1所示。MEC充當(dāng)AF+DN的角色。作為AF（Application Function，應(yīng)用功能）時(shí)，MEC代表部署在MEC上的應(yīng)用通過N5或N33接口與5G網(wǎng)絡(luò)控制面（PCF/NEF）進(jìn)行交互;作為DN（Data Network，數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)），MEC系統(tǒng)和UPF之間為標(biāo)準(zhǔn)的N6連接。通過UPF和SMF實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)計(jì)費(fèi)，基于邊緣UPF支持合法監(jiān)聽功能，基于網(wǎng)絡(luò)能力感知、北向標(biāo)準(zhǔn)接口及NEF支持能力開放，NEF作為統(tǒng)一的能力開放節(jié)點(diǎn)負(fù)責(zé)外部邊緣應(yīng)用與5G網(wǎng)絡(luò)的交互，通過邏輯隔離及部署安全設(shè)備實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)安全，通過配置防火墻、IP攻擊防護(hù)、ACL、HTTPS協(xié)議等手段提供安全防護(hù)。

如圖1所示，MEC可考慮引入5G Core Connect feature（包括5G Core Connect Proxy和5G Core Connect Service）簡化MEC與5GC之間的信息交互與流程處理。

2 ? 標(biāo)準(zhǔn)分流技術(shù)

按照運(yùn)營商5G部署策略，5G用戶開機(jī)建立的PDU會(huì)話將優(yōu)先選擇中心UPF（部署在省會(huì)城市的UPF），當(dāng)用戶需訪問MEC應(yīng)用時(shí)才選擇/插入邊緣UPF（部署在地市及縣區(qū)級(jí)以下的UPF），讓稀缺的邊緣資源按需提供給用戶，同時(shí)避免邊緣UPF由于大量用戶擠占造成性能瓶頸。因此，5G網(wǎng)絡(luò)需要配合MEC做好用戶數(shù)據(jù)的本地分流，下面介紹的是5G分流技術(shù)[1-4]，分為兩類：單PDU會(huì)話的本地分流（UL CL、IPv6 Multi-homing），多PDU會(huì)話的本地分流（邊緣UPF路由、LADN），單PDU會(huì)話分流和多PDU會(huì)話分流最直接的區(qū)別就是前者的用戶數(shù)據(jù)分流在網(wǎng)絡(luò)側(cè)進(jìn)行，后者分流從終端開始。其中邊緣UPF路由屬于標(biāo)準(zhǔn)流程，通過建立PDU會(huì)話錨定到邊緣UPF，因此本節(jié)不做介紹。

2.1 ?UL CL（Uplink Classifier，上行分類器）方案

如圖2所示，采用UL CL方案時(shí)，SMF會(huì)在用戶PDU會(huì)話建立期間或建立完成后，在PDU會(huì)話的數(shù)據(jù)路徑中插入一個(gè)上行流量分類器（UL CL，Uplink Classifier），插入的UL CL可以是多個(gè)，支持按需在PDU會(huì)話的數(shù)據(jù)路徑中刪除上行流量分類器。UL CL的會(huì)話類型可以是IPv4、IPv6、IPv4v6。

UL CL應(yīng)支持基于SMF提供的流量檢測（PDR，Packet Detection Rule）和流量轉(zhuǎn)發(fā)規(guī)則（FAR，F(xiàn)orwarding Action Rule）向不同的PDU會(huì)話錨點(diǎn)UPF轉(zhuǎn)發(fā)上行業(yè)務(wù)流，以及將來自鏈路上的不同PDU會(huì)話錨點(diǎn)UPF的下行業(yè)務(wù)流合并到5G終端。

在實(shí)際部署中，分流節(jié)點(diǎn)（UL CL UPF）基于數(shù)據(jù)包目的IP地址對上行數(shù)據(jù)包識(shí)別并分流，將需要本地卸載的業(yè)務(wù)分流至本地網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)本地分流，非本地業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)流導(dǎo)向初始錨定的UPF。

在發(fā)生漫游場景時(shí)，用戶的控制面和用戶面路徑如下：

（1）控制面：拜訪地RAN-拜訪地AMF-拜訪地SMF;

（2）用戶面分支1：拜訪地RAN-拜訪地UPF/UL CL-拜訪地 UPF/ PSA1（中心節(jié)點(diǎn)）;

（3）用戶面分支2：拜訪地RAN-拜訪地UPF/UL CL-拜訪地UPF/ PSA2（邊緣節(jié)點(diǎn)）。

2.2 ?IPv6 Multi-homing（多宿主）方案

如圖3所示，采用IPv6 Multi-homing方案時(shí)，SMF應(yīng)支持在PDU會(huì)話建立期間或建立完成后，在PDU會(huì)話的數(shù)據(jù)路徑中插入多歸屬（Multi-homing）會(huì)話分支點(diǎn)（Branching Point），支持按需在PDU會(huì)話的數(shù)據(jù)路徑中刪除多歸屬會(huì)話分支點(diǎn)。Multi-homing的會(huì)話類型只能是IPv6類型。

在Multi-homingchag場景下，UPF應(yīng)支持IPv6多歸屬（Multi-homing）功能，即一個(gè)PDU會(huì)話可以與多個(gè)IPv6前綴相關(guān)聯(lián)，該UPF作為分支點(diǎn)（Branching Point）連接多個(gè)PDU會(huì)話錨點(diǎn)UPF，再接入數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)，并支持提供將不同IPv6前綴的上行業(yè)務(wù)流轉(zhuǎn)發(fā)至不同的PDU會(huì)話錨點(diǎn)UPF，以及將來自鏈路上的不同PDU會(huì)話錨點(diǎn)UPF的下行業(yè)務(wù)流合并到5G終端，可同時(shí)作為IPv6多歸屬的分支點(diǎn)和PDU會(huì)話錨點(diǎn)。

在實(shí)際部署中，網(wǎng)絡(luò)將會(huì)為終端分配多個(gè)IPv6前綴地址，對不同業(yè)務(wù)使用不同的IPv6前綴地址，可以一個(gè)IP地址做遠(yuǎn)端業(yè)務(wù)，一個(gè)IP地址做本地MEC業(yè)務(wù)，通過分支點(diǎn)進(jìn)行分流。

在發(fā)生漫游場景時(shí)，用戶的控制面和用戶面路徑如下：

（1）控制面：拜訪地RAN-拜訪地AMF-拜訪地SMF;

（2）用戶面分支1：拜訪地RAN-拜訪地UPF/Branching Point-拜訪地UPF/PSA1（中心節(jié)點(diǎn)）;

（3）用戶面分支2：拜訪地RAN-拜訪地UPF/Branching Point-拜訪地UPF/PSA2（邊緣節(jié)點(diǎn)）。

2.3 ?LADN（Local Area Data Network）方案

如圖4所示，LADN方案是指5G用戶在移動(dòng)到指定區(qū)域時(shí)，使用特定業(yè)務(wù)將觸發(fā)新的LADN會(huì)話建立，此時(shí)一個(gè)5G用戶可能擁有兩個(gè)PDU會(huì)話：Internet會(huì)話及LADN會(huì)話。

5G用戶在向網(wǎng)絡(luò)注冊時(shí)，可以根據(jù)從核心網(wǎng)獲取的本地網(wǎng)絡(luò)（LADN）信息、用戶位置信息等，AMF確定5G終端出現(xiàn)在LADN區(qū)域，且請求的DNN在AMF中配置為LADN DNN，則轉(zhuǎn)發(fā)給SMF，SMF基于來自AMF的指示確定5G終端是否處于LADN業(yè)務(wù)區(qū)內(nèi)。SMF通過選擇合適的本地邊緣UPF、建立本地PDU會(huì)話，實(shí)現(xiàn)本地網(wǎng)絡(luò)接入和本地應(yīng)用訪問。

LADN僅用于非漫游場景或者LBO漫游場景，在實(shí)際部署中，用戶通過LADN會(huì)話訪問MEC業(yè)務(wù)，其余業(yè)務(wù)通過Internet會(huì)話訪問。

在發(fā)生漫游場景時(shí)，用戶的控制面和用戶面路徑如下：

控制面：拜訪地RAN-拜訪地AMF-拜訪地SMF;

用戶面：拜訪地RAN-拜訪地UPF。

3 ? 5G MEC分流技術(shù)解決方案

5G網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行本地分流的最典型需求就是流量不出園區(qū)，并可用于傳輸受限和降低時(shí)延場景，主要包括企業(yè)園區(qū)、校園、本地視頻監(jiān)控、VR/AR場景、本地視頻直播等。

對于5G網(wǎng)絡(luò)如何將業(yè)務(wù)流分流至MEC平臺(tái)，主要有兩類方案，一類是DNN方案（包含普通專用DNN和LADN DNN），另一類是UL CL方案（基于不同的場景觸發(fā)UL CL的方案），下面給出了不同解決方案的說明。

3.1 ?LADN方案

LADN方案中，LADN信息（如LADN服務(wù)區(qū)和LADN DNN）由AMF在注冊流程和5G終端配置更新流程提供給5G終端，當(dāng)5G終端移動(dòng)到特定位置時(shí)，將會(huì)請求建立這個(gè)LADN DNN的PDU會(huì)話，方案流程圖如圖5所示，具體說明如下：

前置條件：用戶簽約LADN DNN，AMF上配置LADN服務(wù)區(qū)域（TA）與LADN DNN的關(guān)系。

（1）5G終端注冊請求，攜帶LADN DNN或LADN信息請求標(biāo)識(shí);

（2）5G終端注冊接受，AMF向5G 終端提供可用的LADN信息（LADN對應(yīng)的TA）;

（3）用戶移動(dòng)到LADN區(qū)域;

（4）5G終端發(fā)起LADN DNN的PDU會(huì)話建立請求;

（5）SMF向AMF訂閱LADN DNN“5G終端位置變化通知”，AMF跟蹤連接態(tài)終端的位置信息，并通知SMF終端位置和LADN服務(wù)區(qū)的關(guān)系，即在服務(wù)區(qū)、不在服務(wù)區(qū)、不確定在不在服務(wù)區(qū);

（6）用戶移出LADN區(qū)域;

（7）AMF上報(bào)SMF用戶位置信息，SMF根據(jù)位置上報(bào)信息可能有兩類操作：立刻釋放PDU會(huì)話，或者保持PDU會(huì)話而去激活PDU的用戶面連接，去使能下行數(shù)據(jù)指示;如果一段時(shí)間內(nèi)用戶沒有再次進(jìn)入LADN服務(wù)區(qū)，則SMF可以釋放PDU會(huì)話;

（8）SMF發(fā)起會(huì)話釋放請求，完成PDU會(huì)話釋放流程;

（9）SMF向AMF取消訂閱“5G終端位置變化通知”。

該方案對于終端、網(wǎng)絡(luò)的功能及配置要求如下：

（1）5G終端功能及配置要求：

1）支持LADN DNN，在指定TA集合區(qū)域下，發(fā)起LADN DNN會(huì)話建立請求;

2）當(dāng)5G終端離開了LADN服務(wù)區(qū)時(shí)，不能請求激活這個(gè)LADN DNN的PDU會(huì)話的用戶面連接，不能建立或修改這個(gè)LADN DNN的PDU會(huì)話，沒有必要釋放當(dāng)前存在的屬于這個(gè)LADN DNN的PDU會(huì)話，除非5G終端收到網(wǎng)絡(luò)的PDU Session Release Request。

（2）5GC功能及配置要求：

1）AMF：配置LADN服務(wù)區(qū)域（TA）與LADN DNN的關(guān)系，支持向UE及SMF通知下發(fā)當(dāng)前位置;

2）SMF：支持根據(jù)TA位置選擇UPF，支持向AMF訂閱位置信息，UE離開LADN服務(wù)區(qū)時(shí)發(fā)起該P(yáng)DU會(huì)話釋放;

3）UDM：支持LADN DNN簽約;

4）UPF：建議為LADN DNN配置獨(dú)立用戶IP地址池。

3.2 ?DNN方案

用戶通過專用DNN發(fā)起會(huì)話建立，網(wǎng)絡(luò)結(jié)合位置為會(huì)話選擇特定邊緣UPF，即可接入與邊緣UPF對接的MEC平臺(tái)。DNN方案中，用戶在5G網(wǎng)絡(luò)簽約特定DNN，SMF選擇UPF時(shí)，根據(jù)5G終端提供的特定DNN以及所在的TA選擇目的邊緣UPF，從而完成邊緣PDU會(huì)話的建立。方案流程圖如圖6所示，具體說明如下：

前置條件：終端配置專用DNN并在UDM上面簽約專用DNN。

（1）5G終端發(fā)起PDU會(huì)話建立請求，PDU Session Establishment Request消息攜帶專用DNN;

（2）AMF向SMF發(fā)送創(chuàng)建SM上下文請求，PDU Session CreateSMContext Request消息包含了用戶位置信息、RAT類型、DNN等;

（3）SMF向AMF回復(fù)創(chuàng)建SM上下文響應(yīng);

（4）SMF繼續(xù)執(zhí)行用戶PDU會(huì)話建立流程，根據(jù)配置，SMF根據(jù)特定DNN為5G終端選擇邊緣UPF;

（5）SMF向UPF發(fā)送N4會(huì)話建立請求，并提供要在該P(yáng)DU會(huì)話的UPF上安裝的分組檢測（PDR）等;

（6）UPF向SMF回復(fù)N4會(huì)話建立響應(yīng);

（7）SMF發(fā)送PDU會(huì)話建立響應(yīng);

（8）GTP隧道地址和TEID的相互通知，PDU會(huì)話創(chuàng)建成功。

該方案對于終端、網(wǎng)絡(luò)的功能及配置要求如下：

（1）5G終端功能及配置要求：

支持配置DNN信息，建議支持多PDU會(huì)話并發(fā)。

（2）5GC功能及配置要求：

1）SMF：支持根據(jù)終端簽約的專用DNN選擇邊緣UPF;

2）UDM：用戶簽約專用DNN。

3.3 ?特定位置UL CL方案

5G用戶在MEC區(qū)域外建立PDU會(huì)話時(shí)，會(huì)話錨定在中心UPF。用戶移動(dòng)過程中進(jìn)入MEC區(qū)域，SMF新增邊緣UPF錨點(diǎn)并插入U(xiǎn)L CL，5G用戶使用MEC業(yè)務(wù)時(shí)，數(shù)據(jù)流將通過UL CL分流至邊緣UPF到達(dá)MEC平臺(tái)。方案流程圖如圖7所示，具體說明如下：

前置條件：SMF配置策略，用戶移動(dòng)到特定位置時(shí)，將觸發(fā)UL CL和邊緣UPF的插入。

（1）5G終端建立初始PDU會(huì)話，會(huì)話錨點(diǎn)錨定在中心UPF。

（2）用戶移動(dòng)到MEC區(qū)域。

（3）AMF向SMF上報(bào)用戶位置信息。

（4）SMF根據(jù)用戶位置信息（TA顆粒度）觸發(fā)ULCL插入流程：根據(jù)配置策略，SMF與邊緣UPF建立N4會(huì)話，協(xié)商分配GTP隧道地址和TEID，然后SMF將邊緣UPF與UL CL合設(shè)的N9隧道信息更新至中心UPF，用戶下行數(shù)據(jù)鏈路將從中心UPF經(jīng)過UL CL（邊緣UPF）然后發(fā)送到RAN;SMF再將邊緣UPF與UL CL合設(shè)的N3隧道信息更新至RAN，以保證RAN能將上行數(shù)據(jù)正確發(fā)送到指定的合設(shè)UL CL（邊緣UPF）。

（5）UL CL插入結(jié)束后，用戶PDU會(huì)話將經(jīng)過邊緣UPF，通過UL CL分流至MEC平臺(tái)。

該方案對5G終端無特殊要求，對于網(wǎng)絡(luò)的功能及配置要求如下：

（1）SMF：根據(jù)DNN及用戶位置選擇中心UPF作為錨點(diǎn);基于特定TA新增額外錨點(diǎn)（邊緣UPF）同時(shí)插入U(xiǎn)L CL，并能區(qū)分配置中心UPF和邊緣UPF（中心UPF覆蓋區(qū)域包含了邊緣UPF的覆蓋區(qū)域。同時(shí)支持MEC區(qū)域外PDU會(huì)話建立后，移動(dòng)進(jìn)入MEC區(qū)域觸發(fā)插入U(xiǎn)L CL插入的場景，以及MEC區(qū)域內(nèi)PDU會(huì)話建立后觸發(fā)插入U(xiǎn)L CL的場景）;SMF配置邊緣UPF的ULCL分流規(guī)則，并支持通過N4接口下發(fā)給邊緣UPF。

（2）UPF：支持SMF通過N4接口下發(fā)的UL CL分流規(guī)則，并進(jìn)行分流。

3.4 ?位置及用戶簽約UL CL方案

方案需要用戶在PCF上簽約支持使用MEC業(yè)務(wù)，在用戶移動(dòng)到MEC區(qū)域時(shí)，PCF根據(jù)用戶位置信息及簽約信息，新增邊緣UPF錨點(diǎn)并插入U(xiǎn)LCL。方案流程圖如圖8所示，具體說明如下：

前置條件：使用MEC業(yè)務(wù)的用戶需在PCF簽約，并且訂閱用戶位置信息。

（1）初始PDU會(huì)話建立，錨定在中心UPF。

（2）用戶移動(dòng)到特定位置。

（3）由于前期用戶簽約訂閱了用戶位置信息，因此AMF將通過SMF向PCF上報(bào)用戶位置信息。

（4）PCF根據(jù)用戶位置和簽約關(guān)系，觸發(fā)UL CL插入流程。

（5）SMF與邊緣UPF建立N4會(huì)話，協(xié)商分配GTP隧道地址和TEID，然后SMF將邊緣UPF與UL CL合設(shè)的N9隧道信息更新至中心UPF，用戶下行數(shù)據(jù)鏈路將從中心UPF經(jīng)過UL CL（邊緣UPF）然后發(fā)送到RAN;SMF再將邊緣UPF與UL CL合設(shè)的N3隧道信息更新至RAN，以保證RAN能將上行數(shù)據(jù)正確發(fā)送到指定的合設(shè)UL CL（邊緣UPF）。

（6）用戶PDU會(huì)話經(jīng)過邊緣UPF，通過UL CL分流。

該方案對網(wǎng)絡(luò)的功能及配置要求如下：

（1）PCF：支持配置用戶簽約數(shù)據(jù)并簽約用戶MEC業(yè)務(wù)，PCF需向AMF訂閱用戶位置信息。

（2）SMF：根據(jù)DNN及用戶位置選擇中心UPF作為錨點(diǎn);基于特定TA新增額外錨點(diǎn)（邊緣UPF）同時(shí)插入U(xiǎn)L CL，并能區(qū)分配置中心UPF和邊緣UPF（中心UPF覆蓋區(qū)域包含了邊緣UPF的覆蓋區(qū)域;SMF配置邊緣UPF的UL CL分流規(guī)則，并支持通過N4接口下發(fā)給邊緣UPF。

（3）UPF：支持SMF通過N4接口下發(fā)的UL CL分流規(guī)則，并進(jìn)行分流。

3.5 ?位置及應(yīng)用檢測UL CL方案

方案需要將應(yīng)用相關(guān)信息（五元組信息、應(yīng)用URL）配置在5G核心網(wǎng)元，在用戶移動(dòng)到MEC區(qū)域并使用特定應(yīng)用時(shí)，將觸發(fā)UL CL插入。方案流程圖如圖9所示，具體說明如下：

前置條件：PCF、SMF、中心UPF分別簽約并配置應(yīng)用流檢測信息，PCF訂閱用戶位置信息。

（1）初始PDU會(huì)話建立，錨定在中心UPF，PCF將應(yīng)用流檢測標(biāo)識(shí)以及對應(yīng)事件下發(fā)給SMF，SMF對應(yīng)下發(fā)給中心UPF。

（2）中心UPF根據(jù)應(yīng)用標(biāo)識(shí)對應(yīng)的filter檢測出業(yè)務(wù)流，觸發(fā)事件上報(bào)SMF。

（3）SMF通過更新信息上報(bào)PCF。

（4）在前置條件中，PCF向AMF訂閱了用戶位置信息，因此AMF會(huì)將用戶位置信息上報(bào)給SMF。

（5）當(dāng)用戶移動(dòng)進(jìn)入MEC區(qū)域時(shí)，PCF將結(jié)合用戶位置信息及應(yīng)用流檢測結(jié)果，觸發(fā)UL CL插入。

（6）SMF觸發(fā)UL CL建立過程，用戶初始PDU會(huì)話路徑插入邊緣UPF。

該方案對網(wǎng)絡(luò)的功能及配置要求如下：

（1）PCF：PDU會(huì)話激活時(shí)候PCF下發(fā)策略ID，F(xiàn)low description（流描述信息）， Trigger（觸發(fā)器）給SMF，并能根據(jù)業(yè)務(wù)流和位置信息決策UL CL插入。

（2）SMF：根據(jù)DNN及TAI位置選擇中心UPF作為錨點(diǎn)，通過N4接口將策略ID和Trigger（觸發(fā)器）發(fā)送給UPF，接收UPF事件上報(bào)并發(fā)給PCF，PCF下發(fā)MEC業(yè)務(wù)流給SMF。

（3）UPF：中心UPF根據(jù)SMF下發(fā)的策略ID、業(yè)務(wù)流量檢測，并能上報(bào)事件給SMF;邊緣UPF支持MEC業(yè)務(wù)分流。

3.6 ?能力開放UL CL方案

方案需要MEC/APP通過Traffic Influence觸發(fā)UL CL插入策略，MEC可以充當(dāng)AF+NEF角色，向PCF觸發(fā)ULCL插入策略。方案流程圖如圖10所示，具體說明如下：

前置條件：NEF支持向應(yīng)用方開放兩個(gè)API，包括流量引導(dǎo)功能（Traffic Influence）及用戶位置功能（Monitoring Event）。

（1）初始PDU會(huì)話建立，錨定在中心UPF。

（2）應(yīng)用通過NEF開放的用戶位置功能訂閱API，將向AMF訂閱用戶位置信息。

（3）用戶移動(dòng)到特定位置。

（4）AMF最終將用戶位置信息提供給NEF，NEF轉(zhuǎn)換用戶位置信息后通知應(yīng)用。

（5）應(yīng)用通過NEF觸發(fā)流量引導(dǎo)功能。

（6）NEF向PCF發(fā)送策略授權(quán)請求（Npcf_PolicyAuthorization_Create），其中包含用戶IP源地址以及業(yè)務(wù)IP目的地址。

（7）PCF向SMF發(fā)送SM策略控制更新請求（Npcf_SMPolicyControl_UpdateNotify），該消息包含對該P(yáng)DU會(huì)話的PCC規(guī)則，SMF根據(jù)收到的PCC規(guī)則重新選擇UPF。

（8）SMF與邊緣UPF建立N4會(huì)話，協(xié)商分配GTP隧道地址和TEID，然后SMF將邊緣UPF與UL CL合設(shè)的N9隧道信息更新至中心UPF，用戶下行數(shù)據(jù)鏈路將從中心UPF經(jīng)過UL CL（邊緣UPF）然后發(fā)送到RAN;SMF再將邊緣UPF與UL CL合設(shè)的N3隧道信息更新至RAN，以保證RAN能將上行數(shù)據(jù)正確發(fā)送到指定的合設(shè)UL CL（邊緣UPF）;用戶PDU會(huì)話經(jīng)過邊緣UPF，通過UL CL分流。

該方案對網(wǎng)絡(luò)的功能及配置要求如下：

（1）PCF：支持AF觸發(fā)的流量引導(dǎo)（基于位置），向SMF下發(fā)流量引導(dǎo)策略（策略ID，分流信息包括用戶地址、業(yè)務(wù)目的地址等）。

（2）MEC（作為AF）：支持配置位置信息和邊緣UPF的對應(yīng)關(guān)系，配置流量引導(dǎo)策略，包括APP ID、用戶標(biāo)識(shí)、應(yīng)用流信息、數(shù)據(jù)網(wǎng)接入標(biāo)識(shí)等。

（3）NEF：支持向應(yīng)用方開放兩個(gè)API，包括流量引導(dǎo)功能（Traffic Influence）及用戶位置功能（Monitoring Event）。

（4）SMF：根據(jù)DNN及用戶位置選擇中心UPF作為錨點(diǎn);基于特定TA新增額外錨點(diǎn)（邊緣UPF）同時(shí)插入U(xiǎn)L CL，并能區(qū)分配置中心UPF和邊緣UPF（中心UPF覆蓋區(qū)域包含了邊緣UPF的覆蓋區(qū)域;SMF配置邊緣UPF的ULCL分流規(guī)則，并支持通過N4接口下發(fā)給邊緣UPF。

（5）UPF：支持SMF通過N4接口下發(fā)的UL CL分流規(guī)則，并進(jìn)行分流。

4 ? 5G MEC分流方案對比

5G MEC分流方案根據(jù)不同的使用場景和需求而有所不同，各方案優(yōu)劣勢及應(yīng)用場景建議見表1。

具體分析如下：

LADN屬于5G新引入特性，對終端有新的功能要求，包括支持在特定TA區(qū)域下發(fā)起或請求釋放LADN會(huì)話、支持URSP（UE Route Selection Policy，UE路由選擇策略）用于配置LADN DNN并將應(yīng)用流綁定到LADN DNN上。根據(jù)對產(chǎn)業(yè)鏈的調(diào)研，5G核心網(wǎng)設(shè)備已支持LADN功能，而終端對該功能的支持還要視商業(yè)需求待實(shí)現(xiàn)，因此端到端LADN方案的成熟還需要一段時(shí)間的開發(fā)測試及驗(yàn)證。

DNN方案與4G APN方案類似，4G受限于終端支持多APN會(huì)話的局限性，未能規(guī)模商用此方案，而5G終端支持多PDU會(huì)話的能力會(huì)得到極大改善。同時(shí)DNN方案對終端、網(wǎng)絡(luò)的要求較小，5G商用初期可選擇此方案實(shí)現(xiàn)MEC業(yè)務(wù)快速上線。但隨著5G業(yè)務(wù)發(fā)展，如果為每個(gè)MEC客戶分配獨(dú)立DNN，對核心網(wǎng)設(shè)備特別是UPF支持DNN的數(shù)量將會(huì)是極大挑戰(zhàn)。

UL CL方案涉及到不同條件下觸發(fā)UL CL的插入、修改和刪除，終端并不感知UL CL的變化過程。觸發(fā)UL CL的條件包括了用戶移動(dòng)到特定位置、用戶簽約關(guān)系、用戶使用特定應(yīng)用以及應(yīng)用通過調(diào)用能力開放接口觸發(fā)。

特定位置觸發(fā)UL CL和LADN場景類似，都是用戶移動(dòng)到特定位置時(shí)觸發(fā)分流，觸發(fā)條件簡單易實(shí)現(xiàn)，適用于對公眾用戶開放的MEC場景，例如游客通過5G手機(jī)終端在博物館內(nèi)體驗(yàn)AR/VR業(yè)務(wù)。

當(dāng)在同一MEC區(qū)域內(nèi)要區(qū)分用戶群體時(shí)，可采用位置及用戶簽約觸發(fā)UL CL的方案。例如在工業(yè)園區(qū)內(nèi)，可為園區(qū)管理人員和園區(qū)IoT終端進(jìn)行簽約，當(dāng)他們在園區(qū)區(qū)域時(shí)，可接入到園區(qū)MEC平臺(tái);而其他非園區(qū)相關(guān)人員和終端無法直接通過網(wǎng)絡(luò)分流接入到園區(qū)MEC平臺(tái)。

通過位置及應(yīng)用檢測觸發(fā)UL CL方案的關(guān)鍵點(diǎn)在于應(yīng)用檢測的條件、準(zhǔn)確性以及時(shí)機(jī)，因?yàn)閼?yīng)用URL及IP可能會(huì)頻繁變化，并且可能使用加密協(xié)議，對網(wǎng)絡(luò)側(cè)的配置及識(shí)別能力提出不小挑戰(zhàn)，另外如果在用戶使用業(yè)務(wù)過程中才完成檢測觸發(fā)UL CL，可能會(huì)引起TCP斷流從而造成業(yè)務(wù)中斷?；谏鲜鰡栴}，可以考慮在應(yīng)用發(fā)起DNS請求時(shí)觸發(fā)UL CL。

能力開放UL CL是一種與應(yīng)用緊耦合的方案。應(yīng)用可根據(jù)業(yè)務(wù)需求動(dòng)態(tài)地為用戶提供就近接入，例如VIP用戶在MEC區(qū)域使用業(yè)務(wù)時(shí)。該方案在商用落地時(shí)，需重點(diǎn)解決兩個(gè)問題：一是用戶IP地址的獲取，用于5GC內(nèi)部的網(wǎng)元尋址及會(huì)話綁定，另外一個(gè)是用戶位置信息，用于MEC區(qū)域的判定及用戶面的選擇。

5 ? 結(jié)束語

5G時(shí)代，運(yùn)營商紛紛將MEC作為殺手锏業(yè)務(wù)，并結(jié)合AI、切片技術(shù)的應(yīng)用，滿足垂直行業(yè)、公眾用戶的低時(shí)延、高帶寬及安全的業(yè)務(wù)需求，而實(shí)現(xiàn)MEC的分流是MEC落地部署的第一步。本文基于3GPP基本分流技術(shù)，結(jié)合不同場景和觸發(fā)條件給出了6種分流方案，并對各種方案的流程、要求及適用場景進(jìn)行了分析并給出了建議，運(yùn)營商可基于不同場景需求采用不同方案。當(dāng)然，MEC的商用部署，除了結(jié)合場景確定分流方案，還需進(jìn)一步研究邊緣業(yè)務(wù)地址獲取、自動(dòng)化開通配置、計(jì)費(fèi)問題、安全問題等，這些都是需要未來進(jìn)行重點(diǎn)研究并統(tǒng)籌考慮的問題。

參考文獻(xiàn)：

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