星耀科技是国内极少数能够为各类企业、各类学校、各类科研机构提供5G MEC、5G DP、5GC轻量级专网全栈内网解决方案的厂家,拥有丰富的案列和交付实施经验,已经为100+制造业工厂、大学实验室、国家科研机构提供服务。
一、5G MEC 介绍
1、5G MEC的组网结构
移动边缘计算(Mobile Edge Computing, MEC),是未来第五代移动通信(5G)的关键技术,可利用无线接入网络就近提供电信用户IT所需服务和云端计算功能,而创造出一个具备高性能、低延迟与高带宽的电信级服务环境,加速网络中各项内容、服务及应用的快速下载,提供不间断的高质量网络体验。
移动边缘计算作为 5G 移动通信网络的核心技术,它在移动网络边缘给应用开发商和内容提供商提供了云计算能力和 IT 服务环境,具备如下优势:
广连接
低时延
高安全
实时访问无线网络信息
移动边缘计算创建了一个全新的生态系统和价值链,包括应用开发商、内容提供商、IT企业、网络设备商、运营商等。运营商可以向授权的第三方开放无线接入网,允许第三方面向移动用户、企业或垂直细分市场灵活、快速的部署创新的应用和服务。以下是5G 网络与MEC融合的组网架构:
5G MEC根据用户业务对网络时延的不同要求,可以部署在更靠近用户数据的地方,既可以加快数据处理的进程,也可以更加保证用户数据的安全性。目前根据5G网络的整体结构,可以将MEC的部署分为以下三个层级:
1.站点级
主要针对车联网,数字工厂等对时延要求极低的应用场景。
2.接入级
主要针对视频直播,智慧园区等应用场景。
3.汇聚级
主要针对VCDN,云游戏等对时延要求不是非常明杆的应用场景。
具体针对这三种场景的部署位置如下图所示:
2、5G MEC的主要功能
MEC边缘云符合云计算技术的一般架构特征,从逻辑结构上,分为四层,
第一层:数据感知层
第二层:虚拟化层
第三层:业务平台层 MEP
第四层:SaaS服务层
整体的逻辑框图如下:
下面逐层对功能进行简单的描述:
1、数据感知层
数据感知层主要是为了满足对边缘数据接入,特别是为了适应工厂的复杂的工业数据传输协议场景下的数据接入而设计的SCADA系统,5G 工业网关等。通过这类设备,提供丰富的工业协议和接口的接入能力,屏蔽数据类型差异,为工业场景下的海量数据分析处理提供前置能力,也使得在工业场景部署数据中台成为可能。
2、虚拟化层
虚拟化层主要是为了屏蔽硬件的差异,同时为了提高基础设施的利用率而使用的虚拟化技术,主要包括虚机和容器两类技术。
在 MEC 边缘云的场景中,边缘云上的节点承载的资源,和传统的 IT 或者CT 数据中心相比更加复杂。在一个典型的边缘数据中心中,即包括和 CT 相关的 UPF/GW-U/DP 等资源,也包括和 IT 相关的 SDN 网元、边缘接入协同平台MEP、APP应用和VAS服务,MEC边缘云基础底座能力是边缘业务承载的基石,
3、业务平台层
边缘接入协同平台(MEP)负责管理边缘业务,承担着 MEC 边缘云中 “云、网、边、端、业”的核心交互工作。
在 ETSI 的 MEP 规范中,MEP 主要的职责是流量控制(Traffic Rule Control)、DNS 处理(DNS Handling)和服务分发(Service Delivery)。
MEAO 全国统一集中部署在核心数据中心(Central DC),负责对各个区域的 MEPM 进行调度,MEPM 部署在第一级别的中心机房(Regional DC)。MEPM是 MEAO 调度能力的实际载体,具备区域自治能力,MEPM管理对象包括 Edge-DC、ME_ICT-IaaS、MEP、
和 ME-APP 等。
4、SaaS服务层
MEC的SaaS服务层主要是针对开发者开放以下边缘生态配套工具组合:
• 开放 aPaaS 能力,提供 DevOps 相关的源码仓库、源码构建、制品仓库等一系列应用开发运行时(Runtime)平台能力,支持从源码到制品的应用生命周期开发管理;
• 开放应用包的自助界面,支持应用包的上传、检测和制作;
• 开放IaaS 能力,提供基于标准 OpenStack 开放架构的 IaaS 平台,提供虚拟机、持久存储、VPC 网络服务等能力;
• 开放CaaS 能力,提供基于标准 Kubernetes 开放架构和符合 OCI 标准接口的 CaaS 平台,提供微服务注册、发现、配置、治理框架,实现云原生应用的快速上线。
以上功能的具体部署架构如下:
二、5G MEC的典型应用场景
1、流量控制与VNF管理
组网拓扑
业务流程
部署UPF或者DP 等VNF网元,
提供MP2接口,实现对流量控制规则的增删改查,使得摄像头的监控终端根据其目标地址自动分流,
提供对UPF等VNF网元的监控和配置管理。
2、AI赋能
组网拓扑
业务流程
部署GPU
在虚拟机上部署AI算法,并实现GPU直通到虚拟机
摄像头的流量通过本地分流规则指定到AI算法,摄像头通过5G 网络连接到UPF并分流到AI算法APP
可以看到工衣、工帽检查应用的正常运行。
3、工业控制
组网拓扑
业务流程
用摄像头的云台模拟RS-485的工业控制设备
通过工业网关将云台控制器连接起来,云台控制器的相关数据通过工业网关送到485设备控制端,如上图所示红色字体部分。
485接口设备控制端上模拟开发数据采集和设备控制功能,实现对云台状态的查询以及设置。