5G 應用正在深入各行各業，“5G+邊緣計算+AI”是運營商助力垂直行業數字化和智慧化的新模式，這給運營商承載網帶來了四大新挑戰。運營商建設一個5G MEC Ready的承載網路需要重點落實六大關鍵點。
MEC是5G使能千行百業數字化轉型的重要方式
應用本地化（資料不出園區），內容分佈化（大頻寬），計算本地化（低延遲），推動服務內容/應用/計算向邊緣遷移，驅動了MEC（多接入邊緣計算，Multi-access Edge Computing）發展和5G核心網的隨流下移。
圖1 業務邊緣化推動MEC發展和5G核心網下移
5G核心網採用資料轉發面（UPF：User Plane Function）和控制面（SMF：Session Management Function）分離的靈活架構，即UPF可以按需靈活分佈部署，一個控制面可以同時管理很多個UPF而不影響5G核心網的效能。這使5G 給MEC帶來了以下新優勢：
核心網UPF下移到企業園區，可以保證關鍵業務資料不出園區，更易提供低延遲承載方案；運營商可以為每個使用者配置獨立的UPF，給企業使用者定製無線業務；
運營商開放5G通訊服務可程式設計能力（如定位，無線通訊能力），可以被企業使用者呼叫整合到業務系統中，企業可以定製自己的5G創新應用；
下沉的5G MEC系統和企業網直接互聯互通，使分佈在兩個網路系統上的應用可以實時地整合拉通，做出很多創新應用。
所以，5G MEC是5G在網路邊緣更好使能各行各業的關鍵，是運營商助力垂直行業數字化和智慧化的新模式，是運營商進入垂直行業的觸點和重點場景。
運營商5G MEC承載網路的四大挑戰
傳統4G承載網，因為流量主要是南北向的，很多運營商採用L2+L3方式，已經不再適合5G MEC流量本地化需求。5G MEC對運營商承載網路提出了四大新挑戰：
圖2 運營商5G MEC承載網的新挑戰
1）現場MEC（部署在企業園區）是一個新的應用場景，運營商在企業園區內的基站和MEC之間需要有低時延連線，企業重要業務資料不能出園區，這對運營商接入網提出了新的挑戰。
2）5G MEC中UPF的下移導致了5G核心網的業務埠下移（如N4，N6，N9， 5GC OAM等介面），使4G時代原來在骨幹網上的（無線核心網）L3 VPN下移到UPF接入點上；同時UPF的大量分散式部署，增加了L3 VPN的覆蓋範圍。運營商承載網需要支援L3 VPN下移和覆蓋廣泛的L3 VPN網路，以適應5G MEC大量部署的新挑戰。
3）MEC的UPF需要和中心雲裡的5G核心網控制面和管控系統通訊，需要滿足電信雲的通訊要求；MEC中的應用可能是DC中雲計算的一部分，需要互通協同。這對運營商承載網提出了邊雲協同的新挑戰。
4）MEC支援綜合接入（固網和移動），提供無縫的FMC業務，需要承載網為MEC提供跨越移動承載網和固定承載網的網路連線，完成MEC和中心雲、MEC間的業務互通，這對擁有移動承載都會網路和固定承載都會網路雙平面的運營商，在網路架構和網路互通方面都提出了新挑戰。（注：中國三大運營商都有兩個都會網路平面）
上述四大挑戰，是5G MEC帶來的新需求和新挑戰。現有3G/4G承載網的資料傳輸模型已不再適用5G業務，不匹配MEC的本地化服務模型，承載網應是滿足上述需求的MEC Ready網路。
運營商5G MEC網路架構模型和網路建設六大關鍵點
圖3 MEC視角的運營商承載網架構模型
由於各運營商的承載網架構存在比較大的差異，本文提供了一個MEC視角的承載網架構模型：
5G核心網新增眾多業務介面，流量模型變化大：圖3紅框裡是MEC系統，MEC中的UPF需要透過N3（基站到UPF的資料介面），N4（5G核心網控制面到UPF的控制介面），N6（UPF到Internet的資料介面），N9（UPF到Anchor UPF的資料介面），LI（監聽介面），OAM（UPF的管理介面）和相關的5G系統互聯，VPN設計及連線關係複雜。這些5G標準中的業務介面，除了N3，都是新下移的核心網介面，5G承載網架構中需要重點考慮這些新增業務介面及流量模型。
邊雲協同：MEP平臺支援執行運營商或第三方的業務，可能是複雜雲業務的實時處理部分（雲邊緣），需要和中心雲實時互動。圖3上部的業務和通訊系統，分佈在都會網路中心到區域中心間，各運營商的部署會略有不同。
上述5G MEC網路通訊模型，要求運營商在建設MEC Ready的承載網時，要重點落實以下六大關鍵點：
1）最短MEC接入網：從基站到MEC UPF的N3業務流，運營商應該提供最短路徑業務轉發，在現場MEC場景應該透過在園區裡的移動承載路由器直接把N3業務流轉發給MEC，而不應該讓N3業務流在運營商的網路中繞行。業務流無繞行的需求，一方面是為了低延遲和節約運營商網路頻寬，另一方面是為了保證企業關鍵業務資料不出園區，如圖4所示。這要求MEC接入點路由器能就近轉發資料報文，因此運營商接入網裝置具有路由能力（L3到邊緣）是支援業務流無繞行傳輸的一個基本要求。
圖4 MEC需要無繞行，低延遲接入網
2）低延遲分片：為滿足MEC應用的低延遲和安全可靠性需求，運營商承載網需要為企業使用者提供低延遲分片網路服務。MEC分片網路包括無線基站、移動承載網（基站到MEC間）和UPF系統，即企業業務流到MEC所經過的所有網元。經過的網元越少，分片的複雜度就約低，越有利於保證傳輸的低延遲。
3）MEC對外的多點通訊：MEC和5G核心網（N4，OAM）、MEP管理平臺以及其他MEC間的業務流都是多點到多點通訊模式，都需要透過L3 VPN來支援。MEC的承載網路需要全網提供L3 VPN能力，包括接入網路在內，即L3 VPN能力延伸到邊緣；而且L3 VPN需要跨越都會網路和骨幹網等多網段。MEC承載網無論在網元數量（大量UPF下移）還是網路覆蓋面（從接入到骨幹），都比4G承載網複雜很多，所以需要靈活、功能強大的L3 VPN來支援多點通訊（如圖5）。
圖5 管控業務介面穿越多段網路
4）MEC系統中路由器的整合通訊能力：小微型MEC是當前5G MEC的主流模式，因為成本和通訊需求，MEC一般採用一層整合網路模型（如圖6所示），而不像資料中心採用複雜的多層網路架構，但仍要提供所需的所有通訊功能，如MEC中各裝置間互通以及服務中VM間的L2和L3可靠連線，完成MEC和外部IP網路（IP RAN）的路由互通和可靠通訊，以及邊雲協調通訊。一個UPF NFV（如UPF）可以執行多個VM來提高效能和可靠性， MEC路由器要提供多路負載均衡（ECMP），當前MEC的需求是16路負載均衡。
圖6 ECN模型
5）邊雲協同：MEC UPF作為5G核心網的一個下沉資料面， MEC中的應用作為雲業務的一個下沉實時處理單元，都需要運營商承載網提供可靠的雲邊通訊能力，還需要在自動化部署和運維方面支援邊雲協同。UPF的雲邊協同可以參考電信雲的承載方案。
6）兩網安全互通：運營商MEC網路需要和企業網互通，讓企業可以把5G通訊能力和MEC應用整合到企業的業務系統中。現在一般是透過MEC裡面的路由器來和企業網互通，網路安全是企業網和運營商網路都非常關注的問題，需要採用基於防火牆的網路安全方案。
邊緣計算網路基礎設施組（ECNI）助力MEC產業發展
2016年11月邊緣計算領域影響力最大的產業聯盟-邊緣計算聯盟（ECC）成立，當前企業成員超過250家，涵蓋工業製造、智慧城市、能源、ICT和學術等生態合作伙伴。
為了推動邊緣計算承載網以及邊緣計算產業發展，ECC和網路5。0聯合成立了邊緣計算物理基礎設施聯合工作組（ECNI），凝聚共識，結合網路5。0技術，聚焦邊緣計算三大網路融合場景（運營商FMC場景、運營商網路&行業園區網融合場景、企業/工業現場網路IT/OT融合場景），構建邊緣計算網路基礎設施技術體系。ECNI以技術規範、白皮書、Testbed/PoC、Best Practice等為載體，以MEC Ready測試認證為抓手，透過外部組織協同（CCSA、ETSI、ITU等主陣地）佈局標準，推動承載網規範化建設以支援邊緣計算產業發展。2019年11月ECNI釋出了運營商邊緣計算網路白皮書。
結束語
5G移動通訊系統在支援垂直行業方面做了很多改進，如低延遲無線通訊、靈活的核心網架構、超級上行等，是區別於4G的最主要特徵。MEC是運營商助力垂直行業數字化和智慧化的新模式。MEC是智慧在網路上廣泛分佈的開始，在未來萬物互聯的智慧世界裡，基於邊緣計算的智慧會在網路上星羅棋佈。4G承載網是基於2C（面向普通手機使用者）思路建設，流量模型是簡單的南北向、無線核心網集中模型，沒有考慮面向垂直行業的MEC網路需求，因此5G MEC承載網路建設不是4G網路的簡單頻寬升級。
