【器篇198】移动边缘计算

　　近年来，智能手机使用量的增加推动了互联量流量迅速增长，移动互联网流量已经占据了互联网流量的12%。思科VNI（Visual Networking Index，可视网络指数）预测，全球互联网总流量将在今年跨过1ZB（Zettebyte，泽字节）大关，并将在2019年再翻一倍。什么是1ZB？1ZB就是10亿TB，如果你仍然习惯以GB为单位计算网络流量，那就是一万亿GB。1ZB等于1024EB，1EB等于1024PB，1PB等于1024TB，1TB等于1024GB，1GB等于1024MB，1MB等于1024KB。1ZB就是2的40次方字节，相等于1后面带21个0。

　　推动互联网流量增长的一大因素是移动设备。思科预计，到2020年，全球将有55亿人（占总人口的70%）拥有一部移动设备。从现在到2020年，全球移动流量将以两倍于人口增速的速度增长。这意味着，由移动设备（包括手机、平板电脑、智能手表等）带来的数据量将在这段时间增长8倍。

　　随着移动智能终端的广泛普及，随着移动数据网络的有序发展，移动应用也在快速发展，满足用户的各种个性化需求。移动数据网络的速率在这10多年间不断提升，从GSM到UMTS，从UMTS到LTE，更高、更快、更强。现在5G的脚步也在匆匆赶来，迎接这个迅猛发展的也是最好的移动互联网时代。移动数据业务收入逐年增长，已经快接近移动运营商总收入的50%。但随着流量攀升，也给移动运营商的骨干网带来更大压力。无论从营收的角度或发展用户的角度，移动运营商都更加关心移动用户的体验保障和提升，内容提供商也希望运营商提供一个更好的智能管道。为帮助移动运营商建设最后一公里，CDN和Cache的建设刻不容缓，这也是最好的历史机遇。

　　移动网络的CDN/Cache可以采用逐步下沉、自上而下的建设方式。可以首先下沉部署在PGW（PDN Gateway，分组数据网关）之后，旁挂PE（Provider Edge，提供商边缘设备）的CDN/Cache，减轻骨干网流量压力。

　　2014年，ETSI标准组织开始研究MEC（Mobile Edge Computing），MEC为移动用户在RAN（Radio AccessNetwork，无线接入网）内提供了IT和云计算能力。位于4G网络的基站、或位于3G网络的无线网络，能提供由内容相关服务的应用，或业务使用的用户位置，或蜂窝载荷等实时无线和网络信息。对于应用开发者和内容提供商，RAN端提供了一个近距离、超低延时、高带宽以及实时访问无线网络信息和位置识别为特征的服务环境。实现内容、服务和应用的加速发展，并在不同无线和网络条件下保持用户的体验。MEC这个课题，吸引了包括NTTDocomo、意电、奥地利电信、Telefonica、Orange、韩国电信在内的多家知名运营商、包括中兴、Akamai、IBM、诺西、三星、Intel、Saguna在内的多家知名设备商或芯片厂商的科研投入。

　　基站侧提供精确到5米以内精度的定位功能，这是移动网络特有的功能。可以帮助商家给移动用户就近推送商圈、商铺广告，为运营商、提供商带来后向广告收入。可以用于足球比赛分析，校园管理。

　　你所了解的，Google眼镜，就是一款真正意义上的增强现实设备。实际上，增强现实应用于各种领域。

　　在古迹复原和数字化遗产保护方面，参观者可以使用HMD（HelmetMounted Display，头戴式显示器）看到古迹的文字解说，还能看到遗址上残缺部分的虚拟重构。

　　在工业维修领域，通过头戴式显示器，向用户显示虚拟仪表的面板、被维修设备的内部结构、被维修设备零件图等。

　　在网络视频通讯领域，在通话的同时在通话者的面部实时叠加一些如帽子、眼镜等虚拟物体，在很大程度上提高了视频对话的趣味性。

　　在电视转播领域，在转播体育比赛的时候，实时地将辅助信息叠加到画面中，使得观众可以得到更多的信息。

　　在娱乐游戏领域，增强现实游戏可以让位于全球不同地点的玩家，共同进入一个真实的自然场景，以虚拟替身的形式，进行网络对战。

　　在旅游与展览领域，人们在浏览、参观的同时，将接收到途经建筑的相关资料，观看展品的相关数据资料。

　　现在你知道了，增强现实和人们的生活息息相关。增强现实的内容分发，需要在核心网侧、基站侧部署包括两级Cache的MEC架构。

　　MEC Server（MEC服务器）侧包括图像管理（摄像头管理、图像获取）、图像分析两部分。核心网侧完成完成图像存储。信息使用者与MEC无关，可能是智慧城市（宏站）、零售（微站）、广告，对应相应的APP或者服务器。可以用于遗弃行李，使用者是机场、火车站等公共场所。可以用于失踪儿童和失踪老人的定位寻踪，使用者是公共场合的安保。还包括高速监控、厂房安保等多种场景，共同推动智慧城市的建设。

　　在MEC Server侧部署无线网络感知的APP，在核心网侧部署内容优化服务器。APP将用户标识、小区负载，链路质量告知给内容优化服务器，帮助内容优化服务器根据小区负载、链路质量等信息，进行动态优化，提升QoE，激活网络效率，缩短时延，获得最佳的视频质量。

　　分布式的内容分发，将Cache一步步从核心网侧部署到基站侧，再进一步地以APP方式部署到终端，可以节约回程网带宽35%左右，DNS缓存可以将网页下载时间缩短20%左右。

　　实时用于每个设备的应用感知的性能优化，可以提高网络效率和用户体验。它可以减少视频卡顿，增加浏览的总吞吐量，延迟也可显著减少。还可以提供针对应用的性能的独立指标（视频卡顿，浏览总吞吐量，和延迟），用于增强的网络管理和报告。

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