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带你揭秘华为 5G 为何地表最强

作者:乌龟哥哥
  • 2022 年 8 月 27 日
    上海
  • 本文字数:3504 字

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1. 5G MEC 的本质与标准进展

1.1 5G MEC 的本质是“联接+计算”,通信运营商坐拥“联接感知”“业务第一入口"以及“整网可控”等独特优势,打通端到端的整体体验和安全能力


工业私网+固定接入实行闭环,保证了数据的安全性,UE 的接入保证了数据的原始性,保证数据不会被篡改。


MEC 是一个多结点分布式网络,在移动结点变化时,可以保证快速连接


差异化优势:(1)联接感知能力:5G 确定性网络和差异化能力更好服务 ToB 市场。(2)终端业务第一跳业务处理入口∶未来 MEC 对内容深度感知,在内容分流和处理方面发挥更大价值。


(3)整网能力:MEC 之间分布式协同组网,协同进行业务连续性保障。

1.2 华为在 ETSI+3GPP 积极贡献,推动定义完整的 MEC

单节点来看:MEC 中,MEP 平台的数据面和用户面 UPF 合一==最高效==(连接用户面合一)


网的能力:MEP 上的 APP 需要通过 MEP,和 PCF/SMF 有接口;(==应用驱动策略和流控制==)将来和 NWDAF 也会有接;(==感知网络时延带宽和弱网预测,进行云网协同==);从能力开放来看:MEC 和 NEF 有接口==;MEC 自身也会成为能力开放的一部分==。



MEC 整体方案通过 UPF 实现与 3GPP 数据面的集成,通过 NEF 实现与 3GPP 控制面的集成。MECOrchestrator 和 MEC Platform 作为和 NEF 交互的实体,向 3GPP 传递应用实例的部署位置,应用实例的分流规则,从 3GPP 接收 UPF 选择/重选的通知用以进行应用实例的迁移.2014 年作为初创成员在 ETSI 中成立 MEC 工作组,担任副主席.3GPP 5G 架构标准 TS23.501Edge Computing 章节撰写人,5G 边缘计算标准的奠基人。

1.3 5G MEC 在 3GPP 的标准进展


研究对 5GS 的增强,以支持增强的 MEC 功能:


  • 边缘应用的 IP 地址发现机制;

  • 5GC 优化支持应用的无缝切换;

  • 本地能力开放;

  • 本地业务链;

  • P 锚点变化导致 UEIP 地址变化的解决方案;

  • AF 请求路由流量到边缘应用时的 I-SMF 插入或重选的支持;

  • 研究对计费和策略控制的影响;


为典型的 MEC 应用场景(如 V2X,ARVR,CDN)提供部署指南


1.4 ETSI MEC 定义应用平台和服务 API 规范,聚焦 MEC 规范和行业推广

第一阶段


起源:VDF+Nokia+华为。。。完成核心架构和规格



第二阶段


垂直产业、多接入



第三阶段


统一边缘与网络


2. 典型 5G MEC 业务场景和市场空间

2.1 工业互联网/媒体娱乐/V2X/智能电网是 MEC 核心场景,ToB 是新蓝海,未来空间巨大

工业互联:预计 2025,全球将实现 100 亿连接



VR:质量和成本进入可接受区间,进入上升通道



V2x:2022 预计达到千亿规模;匹配算力上移是 MEC 的核心发力机会



据 Keystone Strategy & Huawei SPO Lab 预测,预计 2025 年运营商 5G toB 市场就高达 6020 亿美金,62%新增市场机会将为 B2B。其中工业互联网、智慧电网、媒体娱乐、V2X 是 TOP 行业


3. 5G MEC 三大黑科技:多流媒体智能处理、媒体 Al 编解码、媒体传输增强技术

华为 5G MEC:依托联接+计算深度融合,围绕多流媒体智能处理、媒体 AI 编解码、媒体传输增强三大黑科技构筑多维感知智能管道,使能伙伴极致体验


5G 时代体验变化趋势:固定视觉->自由视角/VR/AR->全息/光场;单向->实时互动协作;



进入 5G 时代,预计 5 年内视频流量占比将达 80%,多流沉浸式交互视频流量是未来视频主要特征,行业对 5G MEC 有高带宽 &超低时延 &超高可靠性 &移动性的要求,对计算和智能处理的要求



4. 实践案例、效果与关键技术能力

4.1 工业制造:5G 使能柔性制造,匹配智慧工厂转型

典型工业制造场景:智能制造工厂



工业制造对 5G+MEC 的核心诉求:


  • 业务数据不出园区、安全可靠

  • 5G 大上行、低时延、层二组网、保证连接确定性(低时延抖动)

  • 5G 高精度室内定位,实现通信、定位一张网

  • 业务本地处理、本地闭环,边缘 AI 推理资源

  • 5G 网络工厂自主可管理、可运维


华为团泊洼项目(T 园区),打造 5G 使能智能制造的业界领先样板点



MEC 方案带来的价值:


  • MEC==端边协同超级上行(5G 端侧压缩、MEC 边缘解压)==、实现无损(3-6 倍)/低损(10-20 倍)上行图形压缩

  • 5G==室内高精度定位==,一网两用,免去建设和维护 UWB 专网

  • 5G LAN,简化 5G 工业组网(无需 AR 路由器、无需 VPN 开销、维护和管理)

  • 5G LAN 支持原生广播/单播工厂应用(如层二 PLC、工业视觉 GIGE Vision 等)

  • MEC 边缘高密 Al 推理算力(AI 卡/N 卡)、视频分析 APP 集成、边缘 Al 复用/调度

4.1.1 工业制造场景 1 工业视觉:提供无损上行压缩服务,提升上行带宽效率和减小时延

工业视觉场景



工业视觉解决方案



场景关键需求



大上行带宽


  • 覆盖 10M~20M 工业相机,扩大质检场景

  • 降低传输时延


高算力复用


  • 算力集中,降低部署算力成本

  • APP 应用提供大算力,支撑更高像素更高精度的缺陷检/划痕检


AP 和算法集中管理


  • PP 和算法集中升级管理,降低运维难度

4.1.2 工业制造场景 2 工业 AR 巡检︰低时延高可靠传输+融合定位计算,提供低时延厘米级定位

场景:油气场站 AR 现场巡检作业


面临的挑战


  • 室外大场景定位精度,无法满足现场作业要求;

  • 由于轻量化,防爆续航等行业需求行业终端算力弱,易用性差

  • 挑战 3∶高带宽、低延迟(E2E 时延<50ms)网络保障 &行业数据不

  • 出园区数据安全



5G MEC 关键技术


  1. 多源 &多流数据上行连接增强:网络 SLA 感知低时延高可靠同步上行

  2. 多源数据随路预处理:数据随流识别与解析,低时延对齐与融合

  3. 多源数据融合位姿优化:融合多种数据源实现位姿估计误差最小化

4.2 园区监控:改变高危环境作业方式,提升作业效率


行业痛点:自动化水平低,招工难


  • 司机 7*24 小时高空固定作业,条件艰苦,招工难

  • 司机是特殊工种,培训时间长,人工成本高

  • 传统有线方式,吊机转场难度大,线缆造价高(吊机线缆造价高达百万级,2 年期更换一次)

  • 传统 WIFI 无线方式,可靠性低,影响作业效率,卡顿


行业实践



5G+MEC+切片方案价值


  • 作业方式:由司机现场操作改为在中控室远程操作,每个司机可以控制 2-4 台吊机,可实现人员节省 5O-70%

  • 作业环境:由吊机舱作业改为办公室作业,人员离岗率减少 60

  • 作业效率:吊机转场作业灵活,提升吊机使用效率 30%以上

  • 作业网络: 5G+MEC+切片提供低时延高可靠的视频与信令传送

4.2.1 园区监控场景提供网络拥塞监测服务,提升相机接入密度和减小时延

网络拥塞监测方案



方案描述


  • 实时监测:MEC 内置网络拥塞监测服务,基于视频流量信息、空口信息、位置信息.业务策略等实时监测空口流量的拥塞状态。

  • 协同调度:监测到视频在空口发生拥塞,基于智能调度算法生成调度策略,通过和第三方视频管理平台协同,实现对视频流量的实时闭环调度。


网络拥塞调度前流量特征



网络拥塞调度后流量特征


4.3 媒体娱乐场馆直播:媒体内容远程制作,优化内容生产成本结构

体育赛事直播制作场景



行业痛点


制作成本高


转播车租用成本高:30+万/场


生产效率低


固定拍摄机位布线施工:平均 1-2 周制作团队人力有限,无法匹配上千场内容制作观众体验单一


场内观众无增强体验场外观众被动接受单路直播画面


行业实践:"5G 超级现场”山东鲁能热身赛首秀



超级现场:多机位高清/VR 直播


低时延:高清直播~~1s,VR 直播~5s


多机位直播画面平滑秒切


替换转播车:边缘制播一体,媒体能力自研+生态聚合,使能远程制作


节省转播车成本 30%~50%节省制作团队差旅成本 50%-70%


提升生产效率:百场制作→干场制作

4.3.1 媒体娱乐场景 1 场馆直播:5G 智慧场馆直播,亚秒级直播,8K VR 无缝合成


商业价值 1:提升现场观众多维观赛体验,拉升用户门票单价﹔实现现场直播时延要求(<1s)场馆直播;实现观众自由多机位平滑瞬切,切换视角时延<300mis 的极致体验;


商业价值 2∶实现轻量级赛事转播省掉转播车成本,简化设备部署和连线,现场筹备时间从 5 天降低到 1 天以内,完成二级赛事采播采用 5G+MEC 替代转播车的救捷转播技术和商业价值验证。


4.3.2 媒体娱乐场景 2 VR 云游戏︰边缘 VR 串流计算,轻便 VR 一体机享受 6Dof VR 极致体验

关键技术:VR 云渲染串流技术,VR 应用运行在 MEC 平台,根据 VR 头盔反馈的玩家实时头手 6Dof 信号,渲染 FoV 双目视角并串流至头盔,通过端边协同处理和显示矫正等技术,达到转头低时延,移植黑边以及防眩晕等效果技术性能:单路 VR 云渲染 4KP90 视频流,E2E 转头时延<50ms,带宽 50-80Mbps



测试情况



VR 云渲染技术方案+5G MEC 的价值:


  • 基于 5G 网络的连接+高性能计算带来的极致 VR 串流体验

  • 无线连接的便利性,算力上移,VR 头盔功耗低,续航持久

4.3.3 媒体娱乐场景 3 AR 互动︰互动使能行业大屏 AR 业务上车 MEC,5G 低时延即插即用,算力上移到边缘,解决户外布线施工和维护问题



技术亮点


  • AR 数据混合压缩,使能 5G 上行

  • 联合行业伙伴构建开放型生态,使能 AR 应用上车 MEC 端边互动

  • 传输增强技术解决低时延 AR 互动体验


5. 后续热点研究技术方向

5G MEC 充分发挥“连接感知优化和第一跳及时处理"和“分布式成网"的优势,实现多流数据的随路合成处理与传输优化。


华为 5G MEC:依托联接+计算深度融合,==围绕多流媒体智能处理、媒体 AI 编解码、媒体传输增强三大黑科技构筑多维感知智能管道==,使能伙伴极致体验


研究方向


围绕联接+计算+Al 进行原子核心能力构筑:


1、==跨层协同与调度==,实现高通量、低时延高可靠传输


2、==端边算力协同,分布式协同组网==,能力进行共享和调用 3、瞄准业务体验趋势,构筑 MEC==编传算一体化多维感知智能管道==

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正在努力寻找offer的大四小菜鸟 2021.03.16 加入

擅长 Hbuilder、VS Code、MyEclipse、AppServ、PS 等软件的安装与卸载 精通 Html、CSS、JavaScript、jQuery、Java 等单词的拼写 熟悉 Windows、Linux、 等系统的开关机 看–时间过得多快,不说了,去搬砖了

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