移动边缘计算(Mobile Edge Computing)MEC5G
移动边缘计算的定义
移动边缘计算(Mobile Edge Computing,MEC),现称为多接入边缘计算(multi-access edge computing),其定义和框架均来自欧洲电信标准协会ETSI,其初创成员包括:惠普、沃达丰、华为、诺基亚、Intel以及Viavi等。
ETSI对MEC的定义为:
“在移动网边缘提供IT服务环境和云计算能力”,强调应用、服务和内容可以实现本地化、近距离、分布式部署,从而在一定程度上解决了5G增强移动宽带、低时延高可靠以及大规模机器通信类终端连接等场景的业务需求。随着5G技术的到来,移动边缘计算的应用将呈指数级增长。
所谓MEC,从字面上直观理解就能知道,这是一种运用在移动通信系统(Mobile),边缘节点(Edge),并承担大量计算任务(Computer)的玩意儿。
什么叫移动通信系统?我们拿着手机打电话、发短信、上网那就叫移动通信,家里扯根网线上网那不算,因为有网线,咖啡馆蹭Wifi上网也不算,因为Wifi也得接跟网线才能上网。什么叫边缘节点?就是这个东西部署在离用户很近很近的地方,用技术的说法就是部署在基站附近。什么叫承担大量计算任务?这个最简单,就是服务器呗。所以MEC从最简单的角度来看,就是部署在移动通信系统的基站附近的服务器。
为什么要有MEC?这个就要从移动通信系统说起,在传统的移动通信系统中,你要上网,你手机发射的电磁信号首先会被基站天线接收,然后在基站内被转换成数字信号,然后顺着各级电信设备一级级上溯到核心网,到了核心网,再经过重重路由,把你的请求转发到具体的应用服务器中去。
在网速还很低,网络性能要求还很low的年代,这种层层转发的工作模式自然OK,但转眼间,5G就要来了。5G有几个核心的说辞:超高带宽,超大密度,超低时延。这什么意思?简而言之就是移动网络要承载的东西将是以前的几十倍,几百倍,而且还不能耽误。
举个例子,无人车驾驶,原理很简单:车上的摄像头拍摄视频,服务器实时分析视频中的路面情况并实时回传到车上。但如果还像以前那样层层转发,那估计这无人车谁也不敢坐?为什么?转向信息回传到方向盘时,可能已经撞车了。
要解决这一问题的办法有2种,要么加强网络的能力,要么加强前端的能力。5G的到来本身已经大大加强了网络的能力,但网络是有一定的不确定性的,容易被干扰,所以我们不能把宝都压在网络一定行身上,前端的能力也必须加强。
加强前端,一是增强摄像头的处理能力,这个很多厂家已经在做了,例如某些巨头推的MPU,VPU就是在摄像机镜头后面加上一块小小的处理器。但无所如论,这种小型处理器的能力毕竟有限,要拿大事儿还能至强一类的硬货上,所以前端加强的另一类方法就来了:MEC。
最常见的MEC部署,就是在基站上关联一个通用x86服务器,用来就近处理基站内需要处理的紧急、且大量的处理任务。还是以无人车为例,摄像头拍摄的视频信号被基站接受后,会在MEC服务器中直接处理,并根据规则对驾驶情况作出调整,而远端服务器则执行远程驾驶,规则更新一类的工作。
除了无人车,目前有着大量快速计算的新业务还有AR、VR、高清直播,视频监控,无人机等等,这些业务无一不是对带宽与时延有着极度的敏感性。而MEC就是使用便宜的x86服务器来协助昂贵的通信组件加强能力。
图:一种典型的MEC服务器部署方式
二丶5G技术对数字孪生体应用的支撑
所谓5G就是第五代通信技术。2015年9月,国际电信联盟ITU正式确认了5G的三大应用场景,分别是eMMB,uRLLC和mMTC。
eMBB,是Enhance Mobile Broadband,增强型移动宽带。这种场景就是现在人们使用的移动宽带(移动上网)的升级版,主要是服务于消费互联网的需求。在这种场景下,强调的是网络的带宽(速率)。
uRLLC,是Ultra Reliable&Low Latency Communication,低时延、高可靠通信。这主要是服务于物联网场景的。例如车联网、无人机、工业互联网等。在这类场景下,对网络的时延有很高的需求。
mMTC,是Massive Machine Type Communication,海量物联网通信。这个也是典型的物联网场景。例如智能井盖、智能路灯、智能水表电表等,在单位面积内有大量的终端,需要网络能够支持这些终端同时接入,指的就是mMTC场景。
这三大应用场景,只有一个是主要为人联网服务的,另外两个都是主要为物联网服务的,所以说5G的物联网属性要强于人联网属性。
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