共建背景的MEC 分流+ 平臺(tái)專享型部署模式探索

李葉強(qiáng) 潘海兵

（中國(guó)聯(lián)通江蘇分公司，江蘇 南京210019）

大量智能終端的聯(lián)網(wǎng)，以及網(wǎng)絡(luò)直播、網(wǎng)絡(luò)游戲、VR/AR 等大帶寬、低時(shí)延、多聯(lián)接的業(yè)務(wù)應(yīng)用，給骨干網(wǎng)絡(luò)帶來(lái)前所未有的壓力。通過(guò)MEC將計(jì)算能力下沉到移動(dòng)邊緣節(jié)點(diǎn)，提供第三方應(yīng)用的集成和部署能力，減輕網(wǎng)絡(luò)負(fù)荷，同時(shí)為移動(dòng)邊緣網(wǎng)的本地服務(wù)和創(chuàng)新提供了無(wú)限可能。MEC完美契合企業(yè)對(duì)生產(chǎn)數(shù)據(jù)的安全性、實(shí)時(shí)性等需求的訴求。因此在5G網(wǎng)絡(luò)建設(shè)中是運(yùn)營(yíng)商的重點(diǎn)發(fā)展對(duì)象，整體部署規(guī)劃分為布局類(lèi)和現(xiàn)場(chǎng)級(jí)兩種模式布局類(lèi)重點(diǎn)面向視頻監(jiān)控、AI 分析、AR/VR、圖像渲染等業(yè)務(wù)場(chǎng)景，現(xiàn)場(chǎng)級(jí)重點(diǎn)面向大型企業(yè)、園區(qū)，對(duì)時(shí)延、高可靠性、數(shù)據(jù)不出園區(qū)、廠區(qū)有特殊要求客戶和場(chǎng)景。如何在5G共建共享的背景下，創(chuàng)造一個(gè)具備高帶寬、低時(shí)延、高可靠的MEC服務(wù)環(huán)境，就是我們所需要探索的。

1 5G 邊緣云MEC 部署模式

MEC就近提供邊緣智能服務(wù)，以滿足行業(yè)數(shù)字化在敏捷聯(lián)接、實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)、數(shù)據(jù)優(yōu)化、智能應(yīng)用、安全與隱私保護(hù)等方面的關(guān)鍵需求。根據(jù)業(yè)務(wù)需求及部署位置可分為以下四種部署模式。

1.1 分流+平臺(tái)共享型部署模式。分流網(wǎng)元UPF/GW-U及平臺(tái)均部署在匯聚或地市核心層機(jī)房。分流網(wǎng)元共享、為不同客戶配置不同的分流策略；平臺(tái)采用多租戶模式、為不同客戶分配邏輯隔離的基礎(chǔ)資源和業(yè)務(wù)資源；

客戶對(duì)時(shí)延及本地化要求不強(qiáng)烈時(shí)，推薦采用此部署方式。

圖1 分流+平臺(tái)共享型部署模式

1.2 分流+平臺(tái)專享型部署模式。分流網(wǎng)元UPF/GW-U及平臺(tái)均部署在客戶側(cè)接入機(jī)房或現(xiàn)場(chǎng)級(jí)客戶機(jī)房，分流網(wǎng)元、平臺(tái)均為某個(gè)客戶專享。對(duì)于需要本地分流的業(yè)務(wù)，分流網(wǎng)元將流量分流至本地平臺(tái)，本地為客戶提供服務(wù)。

對(duì)于時(shí)延及本地化要求強(qiáng)烈的行業(yè)客戶，推薦采用此部署方式。

圖2 分流+平臺(tái)專享型部署模式

1.3 分流共享、平臺(tái)專享型部署模式。分流網(wǎng)元UPF/GW-U部署在核心/匯聚機(jī)房，平臺(tái)部署在客戶側(cè)接入/現(xiàn)場(chǎng)級(jí)邊緣機(jī)房。UPF/GW-U 分流網(wǎng)關(guān)與邊緣平臺(tái)之間采用承載網(wǎng)或者專線對(duì)接。適用于客戶無(wú)流量不出園區(qū)要求，時(shí)延不太敏感，但是應(yīng)用需部署在客戶本地的場(chǎng)景。

圖3 分流共享、平臺(tái)專享型部署模式

1.4 4G 平臺(tái)下沉部署模式。針對(duì)4G/NSA 業(yè)務(wù)，平臺(tái)的DataPlane 模塊也可以提供分流功能，模塊一般采用二層模式串接在S1 接口上，對(duì)S1 流量進(jìn)行包解析分流。由于采用二層串接模式，因此部署位置應(yīng)比較靠下，僅面向?qū)Ｏ硇涂蛻簟Ｔ摲N模式無(wú)法提供分流流量的流量計(jì)費(fèi)及安全監(jiān)聽(tīng)功能。

圖4 4G 平臺(tái)下沉部署模式

2 共建模式下承載解決方案

在共建共享模式下，對(duì)于分流+平臺(tái)專享型，平臺(tái)部署及承載網(wǎng)互通點(diǎn)位置的選擇對(duì)于業(yè)務(wù)的時(shí)延均有不同的影響，相關(guān)承載解決方案如下：

2.1 承建區(qū)域承載解決方案。分流網(wǎng)元UPF/GW-U及平臺(tái)均部署在客戶側(cè)匯聚機(jī)房或綜合接入機(jī)房或客戶機(jī)房。該模式適合現(xiàn)場(chǎng)級(jí)業(yè)務(wù)，客戶對(duì)時(shí)延要求較高，或有數(shù)據(jù)不出企業(yè)、園區(qū)要求，優(yōu)選部署在客戶機(jī)房，其次綜合接入機(jī)房，對(duì)于面積較大的產(chǎn)業(yè)園區(qū)，可部署在匯聚機(jī)房。MEC部署在匯聚機(jī)房，MEC通過(guò)一對(duì)站點(diǎn)交換機(jī)與智能城域網(wǎng)匯聚設(shè)備互聯(lián)，業(yè)務(wù)路徑：5G站點(diǎn)→智能城域網(wǎng)接入設(shè)備→智能城域網(wǎng)匯聚設(shè)備→MEC，單向傳輸時(shí)延0.16ms；無(wú)線空口時(shí)延6～8ms，核心網(wǎng)和MEC 時(shí)延1.2ms，單向業(yè)務(wù)總時(shí)延7.36～9.36ms；MEC 部署在綜合接入機(jī)房，MEC 通過(guò)一對(duì)站點(diǎn)交換機(jī)與智能城域網(wǎng)接入設(shè)備互聯(lián)，業(yè)務(wù)路徑：5G站點(diǎn)→智能城域網(wǎng)接入設(shè)備→MEC ，單向傳輸時(shí)延0.09ms；無(wú)線空口時(shí)延6～8ms，核心網(wǎng)和MEC時(shí)延1.2ms，單向業(yè)務(wù)總時(shí)延7.29～9.29ms。

圖5 承建區(qū)域分流共享+平臺(tái)共享模式

MEC部署在客戶機(jī)房，MEC通過(guò)一對(duì)站點(diǎn)交換機(jī)與智能城域網(wǎng)接入設(shè)備互聯(lián)，業(yè)務(wù)路徑：5G站點(diǎn)→智能城域網(wǎng)接入設(shè)備→MEC，單向傳輸時(shí)延0.07ms；無(wú)線空口時(shí)延6～8ms，核心網(wǎng)和MEC 時(shí)延1.2ms，單向業(yè)務(wù)總時(shí)延7.27～9.27ms。

2.2 共享區(qū)域承載解決方案。分流網(wǎng)元UPF/GW-U及平臺(tái)均部署在匯聚機(jī)房。

方案一：部署在共享方匯聚機(jī)房：MEC 通過(guò)站點(diǎn)交換機(jī)，與智能城域網(wǎng)匯聚節(jié)點(diǎn)對(duì)接。該方案適合客戶沒(méi)有數(shù)據(jù)不出園區(qū)的要求，對(duì)時(shí)延要求也不高，但要求設(shè)備部署在園區(qū)。業(yè)務(wù)路徑：5G 站點(diǎn)→STN接入設(shè)備→STN 匯聚設(shè)備→STN 核心設(shè)備→智能城域網(wǎng)核心設(shè)備- 智能城域網(wǎng)匯聚設(shè)備→MEC。單向傳輸時(shí)延1.05ms?？湛跁r(shí)延：6-8ms，核心網(wǎng)及MEC 時(shí)延：1.2ms，單向業(yè)務(wù)總時(shí)延8.25～10.25ms。

圖6 共享區(qū)域分流專享+平臺(tái)專享模式- 匯聚機(jī)房1

方案二：部署在承建方匯聚機(jī)房：MEC 通過(guò)站點(diǎn)交換機(jī)，對(duì)接STN網(wǎng)匯聚節(jié)點(diǎn)。該方案適合客戶有數(shù)據(jù)不出園區(qū)的要求，對(duì)時(shí)延也有要求，同時(shí)要求設(shè)備部署在園區(qū)。業(yè)務(wù)路徑：5G站點(diǎn)→STN接入設(shè)備→STN匯聚設(shè)備→MEC。單向傳輸時(shí)延0.16ms?？湛跁r(shí)延：6-8ms，核心網(wǎng)及MEC時(shí)延：1.2ms，單向業(yè)務(wù)總時(shí)延7.36～9.36ms。

圖7 共享區(qū)域分流專享+平臺(tái)專享模式- 匯聚機(jī)房2

分流網(wǎng)元UPF/GW-U及平臺(tái)均部署綜合接入機(jī)房。

方案一：部署在共享方綜合接入機(jī)房：MEC通過(guò)站點(diǎn)交換機(jī)，與智能城域網(wǎng)接入節(jié)點(diǎn)對(duì)接。該模式適合客戶對(duì)數(shù)據(jù)不出廠區(qū)，時(shí)延都沒(méi)有要求，但企業(yè)沒(méi)有機(jī)房，要求設(shè)備部署在企業(yè)附近。業(yè)務(wù)路徑：5G 站點(diǎn)→STN 接入設(shè)備→STN 匯聚設(shè)備→STN 核心設(shè)備→智能城域網(wǎng)核心設(shè)備→智能城域網(wǎng)匯聚設(shè)備→智能城域網(wǎng)接入設(shè)備→MEC。單向傳輸時(shí)延1.18ms?？湛跁r(shí)延：6-8ms，核心網(wǎng)及MEC時(shí)延：1.2ms，單向業(yè)務(wù)總時(shí)延8.38～10.38ms。

圖8 共享區(qū)域分流專享+平臺(tái)專享模式- 接入機(jī)房1

方案二：部署在承建方綜合接入機(jī)房：MEC通過(guò)站點(diǎn)交換機(jī)，對(duì)接STN網(wǎng)接入節(jié)點(diǎn)；該模式適合客戶要求數(shù)據(jù)不出廠區(qū)，時(shí)延要求較高，同時(shí)要求設(shè)備部署在企業(yè)附近。業(yè)務(wù)路徑：5G 站點(diǎn)→STN接入設(shè)備→MEC。單向傳輸時(shí)延0.04ms?？湛跁r(shí)延：6-8ms，核心網(wǎng)及MEC時(shí)延：1.2ms，單向業(yè)務(wù)總時(shí)延7.24～9.24ms。

圖9 共享區(qū)域分流專享+平臺(tái)專享模式- 接入機(jī)房2

分流網(wǎng)元UPF/GW-U及平臺(tái)均部署在客戶機(jī)房。

方案一：部署在客戶機(jī)房，對(duì)接共享方接入機(jī)房：MEC 通過(guò)站點(diǎn)交換機(jī)，與智能城域網(wǎng)接入節(jié)點(diǎn)對(duì)接。該模式適合客戶對(duì)數(shù)據(jù)不出廠區(qū)，時(shí)延都沒(méi)有要求，但要求設(shè)備部署在企業(yè)。網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)及業(yè)務(wù)流如圖10 所示。業(yè)務(wù)路徑：5G站點(diǎn)→STN接入設(shè)備→STN匯聚設(shè)備→STN核心設(shè)備→智能城域網(wǎng)核心設(shè)備→智能城域網(wǎng)匯聚設(shè)備→智能城域網(wǎng)接入設(shè)備→MEC。單向傳輸時(shí)延1.21ms?？湛跁r(shí)延：6-8ms，核心網(wǎng)及MEC 時(shí)延：1.2ms，單向業(yè)務(wù)總時(shí)延8.41～10.41ms。

圖10 共享區(qū)域分流專享+平臺(tái)專享模式- 客戶機(jī)房1

方案二：部署在客戶機(jī)房，對(duì)接承建方接入機(jī)房：MEC 通過(guò)站點(diǎn)交換機(jī)，對(duì)接STN網(wǎng)接入節(jié)點(diǎn)。該模式適合客戶要求數(shù)據(jù)不出廠區(qū)，時(shí)延要求較高，同時(shí)要求設(shè)備部署在企業(yè)。業(yè)務(wù)路徑：5G站點(diǎn)→STN接入設(shè)備→MEC。單向傳輸時(shí)延0.07ms。空口時(shí)延：6-8ms，核心網(wǎng)及MEC時(shí)延：1.2ms，單向業(yè)務(wù)總時(shí)延7.27～9.27ms。

圖11 共享區(qū)域分流專享+平臺(tái)專享模式- 客戶機(jī)房2

3 部署規(guī)劃及組網(wǎng)建議

承建區(qū)分流+平臺(tái)專享型部署模式適合現(xiàn)場(chǎng)級(jí)業(yè)務(wù)，客戶對(duì)時(shí)延要求較高或有數(shù)據(jù)不出企業(yè)、園區(qū)要求。如果客戶有機(jī)房，則建議部署在客戶機(jī)房；客戶沒(méi)有機(jī)房則建議部署在綜合接入機(jī)房；對(duì)于面積較大的產(chǎn)業(yè)園區(qū)客戶，可部署在匯聚機(jī)房，時(shí)延對(duì)比如表1 所示。

表1 承建區(qū)不同部署規(guī)劃時(shí)延對(duì)比

共享區(qū)分流+平臺(tái)專享型部署模式適合現(xiàn)場(chǎng)級(jí)業(yè)務(wù)。

如果客戶對(duì)時(shí)延不敏感，也沒(méi)有數(shù)據(jù)不出企業(yè)、園區(qū)要求，建議如下：

客戶有機(jī)房，則建議部署在客戶機(jī)房對(duì)接共享方接入機(jī)房；客戶沒(méi)有機(jī)房則建議部署在共享方綜合接入機(jī)房，對(duì)于面積較大的產(chǎn)業(yè)園區(qū)客戶，可部署在匯聚機(jī)房。對(duì)于面積較大的產(chǎn)業(yè)園區(qū)客戶，可部署在共享方匯聚機(jī)房。

如果客戶對(duì)時(shí)延要求較高，同時(shí)要求數(shù)據(jù)不出企業(yè)、園區(qū)，建議如下：

客戶有機(jī)房，建議部署在客戶機(jī)房，對(duì)接承建方接入機(jī)房設(shè)備；客戶沒(méi)有機(jī)房，建議部署在承建方綜合接入機(jī)房；對(duì)于面積較大的產(chǎn)業(yè)園區(qū)客戶，可部署在承建方匯聚機(jī)房，時(shí)延對(duì)比如表2 所示。

表2 共享區(qū)不同部署規(guī)劃時(shí)延對(duì)比

4 結(jié)論

分流+平臺(tái)專享型部署模式面向現(xiàn)場(chǎng)級(jí)業(yè)務(wù)，對(duì)時(shí)延、可靠性及數(shù)據(jù)安全性都有較高的要求。從各種承載方案對(duì)比來(lái)看，無(wú)線時(shí)延為主要影響因素，占比約70%?，F(xiàn)有5G SA網(wǎng)絡(luò)為R15 版本，面向場(chǎng)景為eMBB，針對(duì)消費(fèi)級(jí)市場(chǎng)，隨著R16 版本的凍結(jié)，對(duì)于URLLC場(chǎng)景有了更好的支持，進(jìn)一步減少了無(wú)線時(shí)延對(duì)于整體業(yè)務(wù)時(shí)延的影響，不同部署規(guī)劃的傳輸時(shí)延就顯的越發(fā)重要，希望通過(guò)本次探索，更好的助力垂直行業(yè)的商業(yè)拓展。