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資訊頻道摘要： 中國聯通基于開放的MEC邊緣云生態，積極和OTT廠商合作，實現與不同公有云、行業云、私有云生態的無縫對接。通過與邊緣設備廠商的適配和一體化邊緣交付模式，實現設備廠商能力在聯通MEC邊緣云上的算力上移。基于開放的應用生態，實現千行百業垂直應用的引入，通過平臺能力向應用和創新產品滲透，真正實現了可商用、可落地、可運營的MEC平臺。
關鍵詞：邊緣云；平臺架構；商用；場景案例
1 MEC邊緣云商用平臺
中國聯通MEC邊緣云商用平臺的目標，是實現邊緣業務在真正商用生產環境和真實商用流程上的落地。中 國聯通MEC邊緣云經過幾年的實踐，不僅面向邊緣技術 人員，同時還能夠支撐邊緣業務最終客戶、業務營銷人 員、運營支撐人員、運維支撐人員和生態合作伙伴的操 作；在包含了MEPM、MEAO和MEP等技術模塊的同 時，也貫通了BSS和OSS的核心運營運維流程模塊。平 臺從具備實驗創新功能，逐漸發展成能夠在業務上創造 新的增長點，在流程上實現平臺部署、產品營銷、業務 售賣、下單開通、運行監控、升級迭代、財務結算、業 務創新和安全保障的商用全生命周期平臺。平臺整體架 構如圖1所示。
圖1 中國聯通MEC邊緣云商用平臺整體架構圖
2 邊緣業務部署平臺
MEC在邊緣數據中心節點的布局上，有別于傳統 集中化的中心云模式，管理控制界面部署在區域數據中心，數據和業務則下沉到邊緣節點。邊緣節點包括四種形態：
（1）接入邊緣節點；
（2）匯聚邊緣節點；
（3）客戶的機房或者數據中心；
（4）戶外場景。
邊緣節點通過業務部署平臺的使能，實現邊緣能力的下沉、計算能力的延伸。其中業務部署平臺的管理對象包括資源底座ICT融合IaaS（ME_ICT-IaaS）、邊緣接入協同平臺（MEP）和邊緣增值服務（ME-VAS）。
2.1 邊緣ICT融合IaaS（ME_ICT-IaaS）
在MEC邊緣云的場景中，邊緣節點（ME-DC） 承載的資源，和傳統的IT或者CT數據中心相比更加復雜。在一個典型的邊緣數據中心中，既包括和CT相關的UPF/GW-U/DP等資源，也包括和IT相關的SDN網元、邊緣接入協同平臺MEP、App應用和VAS服務。MEC 邊緣云基礎底座能力是邊緣業務承載的基石，中國聯通ME_ICT-IaaS在傳統的IaaS/CaaS基礎上做了優化和提升，形成邊緣ICT融合解決方案。如圖2所示。
圖2 邊緣ICT融合IaaS（ME_ICT-IaaS）承載的資源類型
ME_ICT-IaaS針對邊緣的特色，整合了一些特色的能力。主要集中在七個方面，如表1所示。
表1 邊緣ICT融合IaaS（ME_ICT-IaaS）增強
2.2 邊緣接入協同平臺（MEP）
邊緣接入協同平臺（MEP）負責管理邊緣業務，承 擔著MEC邊緣云中“云、網、邊、端、業”的核心交互 工作。 在ETSI的MEP規范中，MEP主要的職責是流 量控制（Traffic Rule Control）、DNS處理（DNS Handling）和服務分發（Service Delivery），中國聯 通MEC邊緣云在具體實現中，基于以上基本能力，進行 了大量細化和提升。如表2所示。
表2 邊緣接入協同平臺（MEP）在ETSI規范基礎上的 實現和增強
2.3 邊緣增值服務（ME-VAS）
在ETSI的MEP規范中，定義了服務分發（Service Delivery）的能力，在中國聯通MEC邊緣云的具體實 現中，這類增值服務（VAS，Value Added Service） 被分為CT增值服務（CT-VAS）和IT增值服務（ITVAS），兩種服務通過API網關（API Gateway）實現 注冊、上線、鑒權、發布、流控、下線和計量等生命周 期管理。 VAS將共性常用的IT能力和運營商獨特的CT能力供 給邊緣應用調取，實現計算和聯接能力下沉，支持低延時、大帶寬、高安全的邊緣響應。CT-VAS和IT-VAS包 含但不限于如表3所示列出的能力。
表3 ME-VAS設計 CT-VAS IT
3 邊緣業務管理平臺
ME_ICT-IaaS、MEP和VAS是在每個邊緣數據中心（Edge DC）所需要部署的模塊和能力，當面對分散在各個網絡大區成千上萬個邊緣機房的時候，需要通過部署在核心數據中心的邊緣平臺編排器MEAO和邊緣平臺管理器MEPM兩者共同工作，實現邊緣資源的整體調度和統一管理，在業務層面支持“一點創新，全國復制” 的能力。平臺整體架構如圖3所示。
圖3 邊緣業務管理平臺整體架構圖
MEA O全國統一集中部署在核心數據中心 (Central DC），北向和運營管理平臺OSS/BSS系統對接，實現對邊緣統一資源的全局調度和支撐邊緣計量（非計費）能力，南向對各個區域的MEPM進行調度， 并且負責運維運營信息提取、分析和上報。MEPM部署在各省的區域中心機房（Regional），是MEAO調度能力的實際載體，具備區域自治能力，可以支撐區域運維人員進行域內所有Edge- DC的管理。MEPM的設計上存在“胖MEPM（Fat MEPM）”和“瘦MPEM（Thin MEPM）”兩種設計思路，中國聯通采用的是“胖MEPM（Fat MEPM）”的設計思路，以實現更好的差異化邊緣特色。運維人員對邊緣管理的生命周期進行管理，管理對象包括Edge- DC、ME_ICT-IaaS、MEP、ME-VAS和ME-APP等，并針對其他邊緣業務管理人員、ISV和邊緣用戶提供接口。
3.1 MEAO邊緣平臺編排器
MEAO是MEC架構中全局管理中心，對接OSS實現對MEC全局資源的管理和調度，MEAO包括OSS全局業務調度、MEPM生命周期管理、全局鏡像倉庫、運維信息匯聚上報和邊緣業務計量等功能，如圖4所示。其在ETSI規范基礎上的功能實現如表5所示。
圖4 MEAO功能模塊
表5 MEAO在ETSI規范基礎上的功能實現
3.2 MEPM 邊緣平臺管理器
在上文提到的MEPM的設計上存在“Fat MEPM” “Thin MEPM”兩種設計思路，兩種模式在運營商 都有采用，各自的技術組成不同，在結果上也各有優劣。具體對比如圖5、表6所示。中國聯通在MEC邊緣云的指導思想是能夠支持“云、網、邊、端、業”的五位一體，雖然“瘦MPEM”模式難度小，但是考慮到未來邊緣計算能夠實現靈活的用戶賦能，具備更強的創新延展，實現差異化能力，中國聯通采用的是“胖MEPM” 的設計思“路胖M。
EPM”設計 “瘦MEPM”設計
圖5 “胖MEPM”和“瘦MPEM”兩種設計思路
表6 “胖MEPM”和“瘦MPEM”對比
在具體能力實現上，中國聯通MEPM在ETSI定義 的能力的基礎上，秉承“源于標準、高于標準”的理 念，做了很多的擴展。在ETSI的規范中，MEPM的基 本功能是實現App的生命周期管理和MEP邊緣分流能 力的調度、接受MEAO下發的AppD，也可以通過區域 管理員發起操作，實現ME-App實例的初始化、ME-App邊緣分流能力的定義、ME-App的FCAPS管理功 能和ME-App的終止，確保ME-App的可運維性和可管 理性。
中國聯通MEPM在具體實現上，定位于可以支持區 域運營人員的管理中心。中國聯通MEPM在邊緣數據中 心生命周期管理（Edge DC LCM）、邊緣數據中心ME_ ICT-IaaS生命周期管理（Edge IaaS/CaaS LCM）、ME-VAS生命周期管理（ME-VAS LCM）、MEP生命周期管理、云邊協同、ISV支持和區域運維功能等方面，基于ETSI規范做了更多增強。
4 MEC邊緣云典型案例
4.1 vCDN邊緣加速和移動端應用TCP優化
2019年，中國聯通聯合騰訊、中興在深圳進行了基于MEC的vCDN邊緣加速和TCPO的規模化商用試點驗證，一方面通過MEC邊緣云與部署在云端的DNS、CDN及移動客戶端聯動，利用MEC實現vCDN下沉和本地流量卸載，減小時延，提升用戶感知。另一方面，在MEC部署TCP優化能力，解決無線丟包導致的服務器降速問題。本次商業試點涉及近百個現網基站，日用戶連接建立數最大近3萬，忙時小時粒度流量達到2.5T。測試結果表明，通過部署邊緣vCDN，平均降低40%接入時延，并減少30%卡頓；通過部署TCPO功能，上傳平均速率增益15%，下載平均速率增益56%，可極大提升用戶體驗。基于MEC的CDN邊緣極速方案如圖6所示。
圖6 基于MEC的CDN邊緣極速方案圖
4.2 智能制造
中國聯通已和中國一汽、三一重工等龍頭企業開展合作，打造了若干有影響力的商用項目。
在一汽園區部署中國聯通自主研發的MEC一體化平臺EdgePOD，基于該平臺實現了預測性維護和AR遠程協 助/指導。預測性維護系統通過傳感器采集、監控一汽生 產設備運行狀態，實現設備運行數據的可視化，根據歷史數據和采集的實時數據，基于AI算法對設備潛在故障進行預測，針對故障定位及部件損傷程度安排備品備件，制定檢修計劃，可提前預知重大故障隱患，避免突發停機風險。AR遠程協助/指導系統主要用于一汽日常維護過程的記錄、對設備運行維護的遠程專家指導、生產流程標準化的作業指導、工人維修設備時的智能輔助等。
在三一重工部署的MEC平臺上實現了視頻監控和巡檢機器人遠程控制的應用，視頻監控前端設備不再通過傳統光纖方式進行視頻流的回傳，而是通過更加靈活、便捷的5G無線接入方式，極大縮短了攝像頭安裝周期、避免了復雜的線纜布放。視頻監控媒體流通過MEC平臺的分流模塊實現了近端實時處理和遠程監控的需求。巡檢機器人搭載高清攝像頭和各類傳感器，通過5G網絡回傳實時高清巡檢畫面、設備信息、環境信息等數據，部署在MEC平臺的系統通過對采集到的數據進行人臉識別、圖像識別等AI分析，智能判斷三一重工園區內的人員、設備、環境等是否存在異常。智能制造架構如圖7所示。
圖7 中國聯通智能制造架構圖
4.3 自動駕駛
基于5G MEC的自動駕駛管理平臺，利用5G MEC 網絡超低時延、高穩定、大帶寬的特點，讓駕駛員和車之間信息交流無卡點，保證了駕駛員對車輛的實時控制，使高清的圖像與視頻傳輸及時傳導；基于5G MEC 的車路協同系統，借助MEC即時性特點，接受RSU上報的路測信息，并推送至鄰近的車輛，實現本地分流和無縫切換；基于5G MEC部署遠程故障管理平臺，借助其低時延特點將連接、分析、指令下達，同時實現應用下移與數據緩存到MEC，將車載部分計算分析系統上移至MEC邊緣云，有效降低智能車輛改造成本，提速無人駕駛商業化步伐，并預留開放接口，可為車聯網終端提供遠程故障管理服務。
中國聯通聯合文遠知行科技有限公司、沃爾沃等企業開展基于MEC邊緣云的智能車聯等相關應用商用落地驗證。
在廣東，中國聯通聯合文遠知行科技有限公司于廣州國際生物島打造基于MEC邊緣云的粵港澳大灣區自動駕駛基地，實現島上5G信號全覆蓋，實測道路5G網絡質量可達到上行帶寬100Mbps，下行帶寬接近1Gbps， RTT≤10ms，丟包率≤0.00001，同時于生物島部署邊緣云平臺，保障數據的轉發效率及近端數據計算與存儲能力。V2X解決方案如圖8所示。
圖8 基于Edge-Cloud的V2X解決方案
5 總結
2020年，隨著5G網絡的商用不斷推進，中國聯通已建成MEC邊緣云的運維與運營一體化支撐體系，面向全國提供MEC產品展示、業務申請、業務開通、故障監控、服務支撐的商業閉環。展望未來，各行業的AI需求將會持續旺盛，人類將步入AI社會。電信運營商的MEC 計算能力將與5G/B5G網絡能力深度融合，形成算力網絡，以“算網一體”的方式向全社會提供普適性、確定性的AI算力，使算力成為繼話音、短信、專線、流量之后運營商提供的新一代普適性標準化服務。在算力網絡中，以提供MEC服務為代表的邊緣計算節點貼近用戶， 數量眾多，基礎設施條件較好，是算力網絡的重要組成部分。中國聯通將努力抓住機遇，增強MEC能力，構建算力網絡，使能算力服務，滿足個人、家庭和政企用戶多層次、多方面的智能化需求，為AI社會提供強大的“能源”與“養料”，為網絡業務和服務的創新帶來無限可能。
★項目支持：本文獲得“2018年工業互聯網創新發展工程（網絡和安全方向）——工業互聯網邊緣計算基礎標準和試驗驗證”項目的支持。
作者簡介：
陳 丹（1986-），女，高級工程師，博士，現任中國聯通集團邊緣計算高級總監，主要研究方向為邊緣計算和邊緣云、5G網絡與專網架構、網絡技術演進等。
肖 羽（1984-），女，高級工程師，碩士，現就職于中國聯通集團智網創新中心，主要研究方向為邊緣計算和邊緣云、工業邊緣計算平臺架構設計、車聯網技術研究等。
胡 翔（1993-），男，工程師，碩士，現就職于中國聯通集團智網創新中心，主要研究方向為邊緣計算和邊緣云、5G網絡架構設計、智慧醫療和智慧樓宇方案與架構設計等。
摘自《自動化博覽》2021年2月刊
北京市公安局海淀分局備案號：11010802023656號