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1、移动边缘计算在 5G 网络中的应用探讨 作者：夏青 来源：现代经济信息 2018 年第 9 期 一、引言 随着通信技术的快速发展，智能终端(智能手机、智能手环、平板电脑等)已经成为人们日常工作生活中必不可少的工具，与此同时，海量的物联网终端设备(智能电表、共享单车等)也广泛应用于交通、能源、智能家居等多个行业领域。然而通过云计算数据中心部署业务应用，智能终端直接访问的移动云计算方式在给人们带来便利的同时，也极大的增加了网络负荷，因此复杂度和能耗高的任务需要迁移到远端云计算中心。计算任务的迁移不仅带来大量的数据传输，又引入了大量的数据传输时延。为了满足网络未来高带宽、低时延以及大规模物联网终端连
2、接的需求，2014 年欧洲电信标准化协会(ETSI)提出了 MEC(MobileEdge Computing，移动边缘计算)技术，近年来 MEC 技术受到业界广泛关注，本文根据 MEC 研究现状对其在 5G 网络中的应用场景进行分析。二、MEC 技术应用场景 MEC 技术采用在移动通信网的无线接入侧部署通用服务器，使得传统无线接入网具备了业务本地化和近距离部署的条件，无线接入网因此具备了低时延、高带宽的传输能力，从而有效缓解了未来移动网络对于传输带宽以及时延的要求。基于 MEC 技术的业务本地化、本地分流、缓存以及计算任务卸载等功能可以在一定程度上解决未来网络主要应用场景的需求与挑战，如增强带
3、宽、低时延高可靠以及大规模机器类通信。本文将针对 ITU-T 发布的 5G 网络几个应用场景，对 MEC 在 5G 网络中的应用进行阐述分析。1.增强无线带宽场景 为了满足未来 5G 网络一千倍的流量增长以及一百倍的用户体验速率，现有物理层和网络侧技术的后续演进以及全新的技术需要同时考虑，如大规模天线、毫米波、D2D 等，此类技术的主要目标是通过拓宽频谱带宽以及提高频谱利用率等方式提升无线接入网系统容量。然而，未来 5G 网络的高需求除了对无线接入网带来极大挑战，核心网也同样经受着更大数据流量的冲击。在 LTE 网络中，数据面功能主要集中在 LTE 网络与互联网边界的 PGW(PDN 网关)，
4、并且要求所有数据流都要经过 PGW，即使是同一小区用户间的数据流，这就给新内容应用服务的部署带来困难，同时数据面功能的过度集中也容易导致 PGW 成为网络吞吐量的瓶颈。MEC 技术通过为无线接入网提供 IT 和云计算的能力，使得在无线接入网实现业务本地化、本地分流、缓存、计算任务卸载、无线网络能力开放等功能称为可能。其中，通过业务本地化、本地分流以及缓存等技术可以有效降低网络回传带宽需求，缓解核心网的数据传输压力，避免了核心网传输资源的进一步投资。以企业为例，MEC 技术可以为企业、校园等热点高容量场景提供一个虚拟的本地局域网，通过业务本地化、本地分流技术可以实现企业内部高效办公、内部通信，从
5、而为用户提供低资费、高体验的本地连接和本地业务访问能力。2.低时延高可靠场景 低时延高可靠主要是指对时延极其敏感而对可靠性要求高的场景，例如远程医疗、车联网和工业控制等场景。基于 MEC 技术的业务本地化以及缓存等功能，可以将传统部署在远端云计算中心的业务应用迁移至无线网络边缘部署，特定业务、热点内容等可以缓存至靠近无线接入网用户终端的位置，从而可以有效降低网络端到端时延，提升用户满意度，一定程度上满足了 5G 对于网络时延的要求。3.大规模物联网终端连接场景 据估计，到 2020 年全球将有 500 亿部物联网终端连接，这将给 5G 网络带来极大的挑战，大规模物联网终端连接不仅要求未来网络必
6、须支持巨大的在线连接数，也对低成本资源受限类终端的物联网终端的电池待机时间提出了很高的要求。为了解决移动终端有限的计算和存储能力以及功耗问题，需要将高复杂度、高能耗的计算任务迁移至云计算数据中心的服务器端完成，从而降低低成本终端的能耗，延长其待机时长。而传统的计算任务迁移在降低终端功耗的同时，增加了传输时延。而将高能耗计算任务迁移至无线接入网边缘 MEC 服务器的办法可以有效解决时延问题，同时，MEC 服务器作为物联网终端的汇聚节点可以实现本地存储和判断执行，从而降低终端存储资源的需求，提升网络响应速度。4.其他场景 MEC 本地服务器的部署，使得业务应用更加靠近无线接入网及终端用户本身，实时的无线网络上下文信息(小区 ID、无线网络利用率等)可以被业务程序有效利用，业务程序通过对无线网络上下文信息的感知和利用，可以为用户提供更加差异化的服务，提升用户体验。而网络运营商也可以将部分无线网络的能力开放给第三方提供商，从而加速新业务的开发和部署，避免运营商的管道化。三、结语 MEC 技术为移动通信无线接入网提供了 IT 和云计算的能力，使得无线网络具备了低时延、高带宽的能力，本文对 MEC 技术在 5G 网络中的潜在应用进行了细致的分析。