15省市试点已开启,中国联通Edge-Cloud发展快马加鞭

作者:中国联合网络通信有限公司网络技术研究院 陈丹 吕华章 王友祥 冯毅 责任编辑:甄清岚 2018.04.28 07:21 来源:通信世界全媒体

多接入边缘计算技术是ICT融合的产物,亦是支撑运营商进行5G网络转型的关键技术,以迎合未来高清视频、VR/AR、工业互联网、车联网等业务发展需求。此外,数以万计的边缘DC是运营商相对于OTT的绝佳优势资源,使得边缘计算具有广阔的应用空间。目前,作为2022年冬奥会官方通信服务合作伙伴,中国联通已与BAT等建立了基于Edge-Cloud的战略合作,并启动数千个边缘DC的规划建设工作。在继续加强管道能力的基础之上,中国联通致力于打造开放、开源的边缘业务PaaS平台,为应用开发者提供丰富的平台服务能力及统一API,从而加速边缘应用的创新业务孵化和商用推进。

中国联通的通信云是基于已有网络建设部署与运营经验,以支撑网络的云化演进、匹配网络转型部署、统一构建基于SDN/NFV/云计算为核心技术的网络基础设施。

联通通信云的四层云化架构

未来5G网络各网元都将基于NFV技术,实现全云化部署。为了迎合这种趋势和发展,中国联通将基于CORD(Central Office Re-architected as a Data Center)改造传统端局为数据中心。未来网络架构横向将采用以DC为中心的三级通信云DC布局,在不同的层级分布式部署和构建边缘、本地、区域DC,统一规划通信云资源池,实现面向固网/移动网/物联网/企业专线等多种接入的统一承载、统一服务。而云化网络的总体架构,横向依然沿用传统通信网络的接入网、城域网、骨干网架构,纵向演进包括传送承载、IP、网络功能虚拟化、网络管理与编排的分层体系架构。

如图1所示,中国联通通信云的云化网络架构总体上可以分为四个层级单元部署,其中边缘DC主要将用于部署边缘云和实现边缘计算功能:

blob.png

图1 中国联通通信云整体架构

边缘DC在全国范围内约有6000-7000个,端到端时延小于10ms,边缘DC化改造主体是汇聚机房。边缘DC以终结媒体流功能并进行转发为主,主要部署接入层以及边缘计算类网元。未来的5G RAN-CU、MEC、BNG-U、OLT-U和UPF等网元,均可根据低时延、高带宽等业务特性,灵活部署在边缘DC,面向网络边缘侧用户提供位置感知、无线网络信息等服务。边缘DC的部署,可以将云服务环境、计算、存储、网络、加速等资源部署到网络边缘侧,实现各类应用和网络更紧密的结合,用户也将获取更为丰富的网络资源和业务服务。

边缘业务平台如何搭建

中国联通边缘业务平台的搭建涉及到基础设施层、虚拟化层、应用使能层及业务编排管理等。中国联通致力于打造开放、开源的边缘业务PaaS平台,为开发者提供丰富的网络能力开放和服务,以及统一的API接口,如图2所示。

blob.png

图2 中国联通边缘业务平台架构图

基础设施层:边缘业务平台在考虑硬件设备形态架构方面,有其特有的限制(例如位置、空间、供电以及特定的业务场景需求等),这就需要个性化的开发和配置来适配其需求。未来数据面的下沉和易于扩展的能力(虚拟化,统一开放的API),流量快速卸载能力(智能网卡),实时编解码能力(GPU),图像快速识别能力(GPU/FPGA/ASIC),甚至人工智能等,都是个性化开放和配置的重要推动力。本地计算、存储、I/O、硬件加速、高集成度、设备能效比也都会成为需要考虑的关键因素。

虚拟化层:VIM通常指管理虚拟资源的平台,管理一个域下的NFVI。数据中心分层架构中的每个边缘数据中心、本地数据中心和区域数据中心对应一个NFVI,都由一个VIM来管理。中国联通建议使用OpenStack或者基于开源OpenStack的增强VIM实现企业私有云的扩展功能,或者支持容器管理的Kubernets技术。

业务编排管理架构:在中国联通通信云整体布局中,区域DC会进行区域MANO和统一云管平台的部署,实现对整个通信云基础设施的管理。MANO管理包括:

•  NFVO:基于统一云管平台的授权,对授权的资源进行统一管理和编排,完成资源及业务的定义、协同调度及生命期管理,使能业务快速上线。对于跨区域的业务由集团NFVO负责编排;

•  VNFM:负责VNF网元的生命周期管理,包括VNF网元的创建、修改、删除、弹性扩缩容等。

对于传统的MANO,只能管理满足ETSI-NFV规范的VNF。而在Edge-Cloud边缘业务平台上,不仅可以部署VNF,还需要部署第三方的边缘应用(Edge-APP),因此还需要对Edge-APP进行编排管理。计算、存储、网络资源需求和VNF需求保持一致,这些是传统的MANO能够解析和处理的。而对于时延要求、Traffic Rules描述、DNS Rules描述等需求,传统的MANO不能够进行解析和处理。基于上述对第三方Edge-APP特殊需求的考虑,中国联通还将对传统的MANO管理域进行扩展,最终实现对边缘业务平台以及Edge-APP的管理。

边缘业务平台能力:中国联通边缘业务平台不仅提供各种基础服务能力,还在ETSI标准规范的基础上,通过制定MEC-Enabled API规范,对外提供通用的能力开放框架,服务于第三方应用,并对其进行管理。中国联通Edge-Cloud边缘业务平台能力开放框架如图3所示,可以安全高效地将基础网络服务能力提供给第三方应用消费,还可在第三方应用之间实现服务能力的可靠共享,促进丰富的边缘应用生态,以满足各种边缘应用场景。

blob.png

图3 边缘业务平台能力开放框架

为Edge-Cloud找寻更多应用场景

目前,中国联通已经启动Edge-Cloud规模试点工作,试点范围扩展至北京、天津、上海、四川、浙江、重庆、广东、河南、辽宁、福建、江苏、湖北、河北、湖南、山东15个省分。

应用场景包括智慧校园、智能场馆、智慧园区、工业互联网、车联网等。今年中国联通希望实现Edge-Cloud边缘云平台可以实现软硬解耦(COTS与Cloud OS解耦),Cloud OS与MEP同厂家部署。建议Edge-APP与MEP共Cloud OS部署,且服从MEP的Mp1规则。由于ETSI MEC ISG尚未对API进行严格的标准化定义,各厂家平台存在较大的差异性,不要求对Edge-APP与MEP之间的北向API接口规范进行统一(保持与MEP同厂家)。

目前,中国联通已全面启动统一的北向API规范制定工作,预计于2018年6月完成。

在边缘云试点验证方面,作为中国联通边缘生态孵化和边缘业务平台搭建的样板工程,中国联通携手中兴通讯、INTEL、腾讯视频等首次在天津京津大学城建成了边缘数据中心测试床,已完成边缘vCDN、边缘转码和边缘AI智能分析等多个边缘业务的部署测试。

以边缘vCDN为例,将应用内容下沉到网络边缘,既能减少网络传输和多级转发带来的带宽压力与时延损耗(与传统CDN方式对比,平均RTT时延降低50%,HTTP下载速率提升43%,如图4所示),又能帮助内容提供商降低成本,大幅度提升用户体验。此次样板工程的搭建,开启了中国联通在边缘计算领域同OTT合作的先河,对中国联通进一步开展边缘DC机房改造和5G创新业务商用孵化具有非常重要的指导价值。

blob.png

图4 vCDN下沉测试结果

图5为基于Edge-Cloud边缘业务平台的AI视频分析系统架构。Edge-Cloud对4G摄像头采集的视频进行本地分流,降低对核心网及骨干网传输带宽资源的占用,缩短端到端时延。云计算中心执行AI的Training任务,Edge-Cloud执行AI的Inference,二者协同可实现本地决策、实时响应,可实现表情识别、行为检测、轨迹跟踪、热点管理、体态属性识别等多种本地AI典型应用。此外,有线摄像头亦可以接入Edge-Cloud智能分析平台。该系统已经在2018年巴塞罗那通信展和2017年深圳高交会成功展出,实现了边缘云同AI分析的完美契合。同时,基于此方案,中国联通已在浙江、湖北等地实现“Edge-Cloud智能安防”试商用部署,用于“雪亮工程”等项目。后续会在更多的省分进行规模商用。


blob.png

图5 基于Edge-Cloud的智能监控解决方案

Edge-Cloud边缘云平台可为实时(VR)视频直播带来超低延时。传统图像采集摄像头和VR摄像头是有线的,而利用无线蜂窝网络回传代替有线方案,更利于移动场景和室外直播。此外,VR视频与高清直播视频的分发、拼接和计算可以卸载到网络边缘,摄像头只需采集图像信息,无需处理,使得摄像头成本更低、更小、更便携,直播内容近端分发可带来较低延迟和较好体验。如图6所示,中国联通联合INTEL、腾讯云等在上海“梅赛德斯-奔驰文化中心”搭建了Edge-Cloud边缘云平台,部署MEC虚拟化网络功能,开放API集成EVO等边缘视频编排分发系统。用户可在场馆内观看超大带宽以及近乎零时延的实时VR直播、多角度高清视频并与“粉丝-网红”直播互动。相对于30-40s时延的传统互联网(Center-Cloud)直播,基于边缘云平台的VR、视频本地部署大大提升了用户体验,获得了良好的反响。

目前,作为2022年冬奥会官方通信服务合作伙伴,中国联通已开启北京、延庆、张家口等20余个奥运场馆的规划工作。伴随着5G网络的商用,势必会掀起基于Edge-Cloud边缘云平台的移动VR直播应用的新高潮。

blob.png

图6 基于Edge-Cloud的实时(VR)直播方案

面对即将到来的5G时代和ICT融合的滚滚浪潮,我们需要以变革的姿态迎接未来、决胜未来。不同于4G时代的管道提供商角色,运营商在5G时代会有更多的机会拓展增值业务,变身成综合性的端到端业务提供商。作为ICT融合的新生技术,边缘计算将高带宽、低时延、本地化业务下沉到网络边缘,为固移融合提供统一的电信基础设施支撑,对于运营商数字化转型和产业结构升级至关重要。中国联通Edge-Cloud边缘业务平台将面向垂直行业应用方开放差异化的网络能力和服务,提供统一的运营管理支撑,从而大大提升行业竞争力。

目前,尽管从标准组织到产业联盟都在积极投入研究边缘计算的技术发展,但如何构建边缘产业生态却需要更开放的合作研究和大胆的行业实践。

中国联通牵头联合百度、阿里巴巴、腾讯、中兴通讯、Intel等合作伙伴,目前已启动15个省市的Edge-Cloud规模试点及试商用网络建设工作,致力于打造开放、开源的边缘业务PaaS平台,实现对计算、存储、网络及加速器资源的弹性调配,以及对多样化边缘业务的编排管理,为应用开发者提供丰富的平台服务能力和统一的API,从而加速边缘应用的孵化和应用推广。此次成功的行业实践,将对构建边缘计算产业生态产生重要的指导意义。接下来,中国联通将继续在全国范围内推进智慧校园、智能场馆、企业园区、车联网V2X,工业互联网等多种边缘业务场景的探索和尝试。

一种新兴技术和生态的诞生与兴起,需要背后商业模式的强有力支撑。面向未来,业界对边缘业务平台的各种应用场景有着无限的憧憬与期待。但美好的愿望要变成现实,需要整个产业链的共同努力。中国联通愿在接下来的Edge-Cloud规模试点及商用推进过程中,携手更多的行业合作伙伴,共同探讨边缘业务平台的合作模式,共建5G网络边缘生态系统,全面推动边缘业务的蓬勃发展。



发表评论请先登录
...
CWW视点
暂无内容