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5g网络边缘计算技术分析及应用展望

2020-11-12 来源:好土汽车网
导读 5g网络边缘计算技术分析及应用展望
2020.01科技论坛5G网络边缘计算技术分析及应用展望朱春荣(广州杰赛通信规划设计院有限公司,广东广州,510000)摘要:随着移动通信技术的发展和大数据时代的到来,5G网络技术得到了广泛推广并开始在各领域应用。但是,在其推广过程中虽然给用户带来了良好的使用体验的同时,但是同时对网络的覆盖、容量以及连接数量等有了更高的要求。而作为5G网络的关键技术,移动边缘计算对网络性能优化起着至关重要的作用,是性能的重要技术支撑。因此,本文将进行5G网络边缘计算技术研究,并对5G网络边缘计算技术的应用进行展望。关键词:5G网络;边缘计算技术;分析;应用Analysis and application prospect of 5G network edge computing technologyZhu Chunrong(Guangzhou Jiesai communication planning and Design Institute Co., Ltd,Guangzhou Guangdong,510000)Abstract:With the development of mobile communication technology and the arrival of big data era, 5g network technology has been widely promoted and began to be applied in various fields. However, in the process of its promotion, although it brings users a good use experience, but at the same time, it has higher requirements for network coverage, capacity and number of connections. As the key technology of 5g network, mobile edge computing plays an important role in network performance optimization and is an important technical support for performance. Therefore, this paper will study 5g network edge computing technology, and prospect the application of 5g network edge computing technology.Keywords: 5G network; edge computing technology; analysis; application

0 前言

5G网络技术在应用中,移动边缘计算技术为网络的计算能力、存储能力以及业务服务能力等提供了基础支持,将其迁移到网络边缘,并实现应用和服务的本地化和内容的分布式部署,在很大程度上降低了网络拥塞,提升了网络的能效和可靠性。所以,移动边缘计算技术的科学应用,使得5G网络典型应用场景得到了有效解决。所以,5G网络边缘计算技术成为目前5G网络技术中的关键技术,也成为目前移动通信研究中的重要领域。

要,5G边缘计算需要使用通用的服务器、特定服务器和便携式机器以保证设备的硬件加速运行。比如能够进行图像信息与音频信息数据处理的GPU;实现系统编程的场景部署FPGA能够实现智能拍摄与图像处理的典型AI算法的边缘应用部署AI芯片。

系统实际工作过程中,对于那些不具备边缘计算部署条件的环境而言,通常可使用一站式集装箱边缘基础设施。

1 5G边缘计算技术概述

随着3GPP对5G网络架构的不断拓展和ETSI对边缘计算平台功能的逐步完善,5G边缘计算也在发展中逐渐完善,目前较为常见的边缘计算技术体系参考视图如图1所示,主要包括了边缘基础设施、边缘网络、边缘计算平台以及边缘应用等。

边缘基础设施承载着边缘计算部署,在建立配套网络设施前需要储备一定的机房。由于工作需

图1 边缘计算技术体系参考视图

125科技论坛2 5G边缘计算技术应用重要性在目前的网络架构中,主网络需要进行高位部署,这也就导致了较长的传输延迟,难以提高优质的极端延迟服务。LTE技术的应用能够将无线接口的速率提高10倍,但是端到端的延迟优化效果却只有三倍。这主要是由于空中效率得到了大幅提升,但网络架构的不完全优化却不能够保证业务的延迟。虽然说LTE网络架构过程中采用的是扁平的两跳结构,但是其网络基站却建设在数百公里之外,因此在数据的传输过程中会因为设备的数据传输以及拥堵等问题的随机性,将导致低延迟问题。所以,要减少等待的时间和功耗,就需要减少空中接口的传输延迟,保证源节点和节点之间保持较小的。此外,LTE技术不能在云中使用,目前的很多区域服务不能在本地完成,所以这就需要浪费带宽,使得延迟增加。而移动边缘计算的应用能够很好地解决上述问题,一方面能够将移动边缘计算部署在网络边缘,完成无线网络和互联网技术的集成,保证了无线网络的计算、存储和处理等功能,而且在在移动边缘部署服务和应用程序,能够很好地减少数据传输时间,使得端到端的延迟有效减少,并使得功耗降低。另一方面,移动边缘计算能够将数据内容下沉到区域网络边缘,并且在本地缓存内容,使得诸多区域性企业不需要通过终端进行远程任务分配。因此,移动边缘计算技术为5G网络拓展和服务优化提供了重要技术保障。

3 MEC技术应用场景

MEC技术指的是通过使用移动通信网的无线接线侧配置通用服务器,提升了传统无线接入网的业务能力与信息传递能力,使得无线接入网的信息传递具有低时延性与高带宽性,满足了移动网络系统对于传输带宽与时延的要求。结合现阶段MEC技术发展的本土化、时效性等特点,满足了系统发展的要求,通过增强带宽,降低时延性与系统的可靠性,提升了系统的功能。本文将结合ITU-T发布的5G网络的使用场景,对MEC在5G网络中的应用进行系统的研究。

3.1 增强无线带宽场景

5G时代的到来给人们带来了不一样的网络体验,为满足5G网络中信息的高速传递,提升用户体验,需结合物理层与网络层技术展开后续工作,如毫米波、D2D等,这些技术的使用可以拓宽频谱带宽,在一定程度上提升频谱的利用率,进而提高无线general网中的信息载入量。5G技术的使用给无线接入网提出了更高的标准,核心网的使用也面临着巨大的挑战。

在LTE网络中,数据面的功能重点体现在LTE网络和互联网边界PGW(PDN网关)中,都是信息在传输过程中都需经过PGW,即使信息来自于同一系统,也需经过PGW,这在一定程度上给系统的工作带来了巨大的挑战,数据面功能的过分统一也极易造成PGW成为信息传输中的瓶颈。

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

1262020.01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。3.2 低时延高可靠场景低时延性与高可靠性场景指的是那些时延性很低但稳定性与可靠性较高的环境,比如,远程医疗、车联网、工业控制系统等。由于MEC技术的任务特征具有一定的时限性,可通过转移业务应用到无线网络边缘部署中去,解决传统意义上的信息处理问题,针对特定的工作任务与信息可通过将信息转移至无线接入网用户终端系统的方式,提升系统传输的时效性,进而增强用户对信息处理的满意度,很大程度上实现了5G系统对网络时效性的要求。3.3 大规模物联网终端连接场景据不完全统计,2020年世界上将含有500亿部互联网终端系统建成,在一定程度上给5G系统带来了机遇和挑战,大规模的物联网终端系统的建成不但给终端系统带来了挑战,很大程度上也提升了互联网终端系统中的电池容量标准。为提升移动终端系统的计算能力与信息存储能力,降低系统耗能,需要在云计算数据中心的服务器端处理复杂程度较高的数据任务,进而提升系统的待机时长。传统的信息处理终端系统需较高的能耗,同时具有一定的传输时限,难以实现信息的高效传输。通过将能耗高的信息传输到无线接入边缘MEC服务器的方法能够提升信息传输速度。MEC服务器是信息数据的聚集点,可实现信息的存储与转换,进而满足终端系统对信息数据的需求,进而提升信息传输速度。

3.4 其他场景MEC

本地服务器的配置,有助于系统结合无线网络信息及用户特征,实现信息的实时传送,通过高效利用系统信息,为用户提供专门化的服务,在一定程度上提升用户服务,增强用户的满意度。网络运营商可以通过使用无线网络所采集到的实时信息,对其进行分析处理,将信息反馈给第三方,进而在一定程度上提升业务开发与配置的能力,提升系统的灵活性与稳定性。

4 结束语

由于5G时代的到来,带给了我们一个全新的时代,5G网络具有高容量、低时限、大数据的特点,极大地推动了各个行业的深度发展,给用户带来舒适的体验。本文结合MEC技术的工作特征,结合5G网络技术中的eMBB、uRLLC、mMTC技术,重点分析了MEC技术的实际发展状况,并提出了相应的优化方案,对MEC在5G网络中的实际使用进行分析。5G网络技术是符合时代潮流的网络技术,其中多样化场景是MEC服务器的重点工作内容,5G网络技术是一个重要的课题,具有很高的实用价值。

(下转第118页)

“距离”科技论坛2.4 教学大纲及其内容的调整由于各个专业对计算机水平和能力要求不一样,所以各所院校应根据具体专业的不同设计不同的教学大纲,针对公共课选择难度稍低的书籍,对计算机相关专业的学生选择难度较大的书籍。根据专业及其岗位需求进行人才培养和教学内容的设计。根据实际情况确定教学路线,从而确保教学达到最好效果,实现预设的教学目标,增强学生的计算思维。2020.01计算机思维能力的培养和计算机教学改革是一项长期的、艰巨的任务,计算思维并不是在短时间内就能够形成的,而是在课程的开设过程中逐渐养成的,计算思维能力贯穿于整个课程的学习之中,要根据具体专业需求选择不同的课程路线进行计算思维的培养与训练。参考文献[1]罗芳,杨长兴.计算思维与大学计算机基础教学改革的思考[J].计算机教育, 2014(18) : 83-85.[2]李廉.以计算思维培养为导向深化大学计算机课程改革[J].中国大学教学, 2013(4) : 7-11.[3]王翔,蔡昕,王丰华等.MOOC在军队继续教育中的实践与思考[J].高等教育研究学报, 2014(2) : 20-23.[4]战德臣,王浩.面向计算思维的大学计算机课程教学内容体系[J].中国大学教学, 2014(7) : 59-66.[5]赵龙德.大学计算机课程中计算思维培养的层次和原则[J].计算机教育, 2015(20) : 9-12.2.5 帮助学生树立学习信心结合实践课程注重学生的全面发展、注重培养学生们的创新思维。在进行实验活动中,允许学生结合自身的兴趣爱好选择想要研究的主题,在主题展示时根据自己爱好选择自己喜欢的展示方式展示自己的研究成果。教师在评价时结合多种因素,结合学生平时的表现以及在讲解研究成果时的表现。教师评价从整体评价,做到多角度、多元化评价,能够指出学生的不足与缺点,有利于学生改正,提高学生的能力和知识水平以及计算思维的培养,同时,也要指出学生表现优良的地方,给予学生一定的鼓励,增强学生学习计算机相关知识的信心。作者简介刘亚刚(1976-),男,长春市人,硕士,副教授,主要研究方向:数据挖掘。3 结语计算机应用能力在社会发展中的位置越来越重要,基于(上接第126页)

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