中國聯(lián)通聯(lián)合新華三和萬江科技打造了業(yè)界首個MEC智慧水利項目

5G不只是通信技術(shù)的演進，更是構(gòu)建萬物互聯(lián)社會，實現(xiàn)傳統(tǒng)工業(yè)、制造業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型的重要抓手。通過將云計算中心的計算、存儲等資源和能力平臺，下沉延伸到運營商網(wǎng)絡(luò)側(cè)邊緣，盡可能靠近移動用戶提供網(wǎng)絡(luò)能力開放以及IT的服務(wù)、環(huán)境和云計算能力，MEC成為了5G時代新網(wǎng)絡(luò)面向業(yè)務(wù)的最優(yōu)化實踐。

2019年作為真正的5G元年，也將成為MEC開拓5G行業(yè)市場的重要年份，運營商對此寄予厚望，MEC產(chǎn)業(yè)開始“跑馬圈地”。3月12日，國內(nèi)首個5G MEC智慧水利項目工程成功落地四川都江堰，這是水利行業(yè)首個落地的MEC項目，也是5G應(yīng)用融入水利行業(yè)的重要“橋頭堡”。

5G時代離不開邊緣計算

隨著5G和工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的快速發(fā)展，新興業(yè)務(wù)對邊緣計算的需求十分迫切，在眾多垂直行業(yè)新興業(yè)務(wù)中，對邊緣計算的需求主要體現(xiàn)在時延、帶寬和安全3個方面。與此同時，5G 網(wǎng)絡(luò)的三大典型應(yīng)用場景與邊緣計算密切相關(guān)，其中uRLLC對超高可靠、低時延通信的要求，eMBB對高帶寬的要求與mMTC對大連接的要求，都需要邊緣計算的引入。

由此可見，5G時代的到來離不開邊緣計算，邊緣計算是5G時代網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的重要方向之一，也是5G服務(wù)垂直行業(yè)的重要“利器”之一。對于運營商而言，如何找到技術(shù)落地場景，實現(xiàn)業(yè)務(wù)收入將是5G時代面臨的最大挑戰(zhàn)。

這種就近服務(wù)的特點徹底改變了傳統(tǒng)電信網(wǎng)絡(luò)與業(yè)務(wù)“兩層皮”的問題，也讓電信運營商摸索出了一條開辟政企市場、行業(yè)市場的途徑。自去年開始，國內(nèi)三大運營商紛紛轉(zhuǎn)戰(zhàn)MEC邊緣云，面向多個行業(yè)積極落地MEC試點應(yīng)用，5G行業(yè)融合由此加速。

業(yè)界首個MEC水利項目落地

在傳統(tǒng)的水利業(yè)務(wù)模式中，前端終端均采用有線寬帶接入，通過光纖的鋪設(shè)來實現(xiàn)設(shè)備之間的連接以及與遠(yuǎn)端數(shù)據(jù)中心的互通。這種模式給水利業(yè)務(wù)帶來了多方面的挑戰(zhàn)，一是環(huán)境惡劣地區(qū)的光纖鋪設(shè)帶來的建網(wǎng)成本以及后期維護成本較高；二是汛期洪水對物理光纖的損毀也對網(wǎng)絡(luò)可靠性帶來很大的影響。

作為5G MEC技術(shù)的關(guān)鍵行業(yè)應(yīng)用突破，中國聯(lián)通聯(lián)合新華三和萬江科技打造的業(yè)界首個基于移動通信網(wǎng)絡(luò)的MEC智慧水利項目已在四川都江堰實現(xiàn)商用部署。該項目作為2018年中國聯(lián)通MEC邊緣云業(yè)務(wù)重要試點項目之一，已多方面驗證了基于MEC的4G/5G網(wǎng)絡(luò)在水利行業(yè)應(yīng)用的可行性及優(yōu)勢。在此項目基礎(chǔ)上推出的“5G-MEC水利智能視頻云”產(chǎn)品，推動了5G MEC邊緣云在水利行業(yè)的推廣和普及，大力促推了水利數(shù)字化與智慧化轉(zhuǎn)型進程，引領(lǐng)5G行業(yè)場景應(yīng)用實踐。

MEC智慧水利項目采用移動無線網(wǎng)絡(luò)取代傳統(tǒng)的有線網(wǎng)絡(luò)連接，利用新型5G網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，可以在網(wǎng)絡(luò)邊緣對業(yè)務(wù)預(yù)處理，并可以連接水位、水質(zhì)、水流等檢測設(shè)備，實現(xiàn)物聯(lián)感知和互聯(lián)應(yīng)用。

在業(yè)務(wù)層面，通過將AI技術(shù)與視頻監(jiān)控深度結(jié)合，可以智能識別出水利系統(tǒng)中的異常場景，考慮到業(yè)務(wù)的實時性需求以及網(wǎng)絡(luò)資源分布情況，AI訓(xùn)練系統(tǒng)部署在中心云，訓(xùn)練好的業(yè)務(wù)模型下發(fā)到網(wǎng)絡(luò)邊緣側(cè)，做到實時分析，實時告警。整體業(yè)務(wù)系統(tǒng)架構(gòu)如圖所示。

圖 ?MEC水利項目業(yè)務(wù)系統(tǒng)架構(gòu)

云-網(wǎng)-安三層架構(gòu)打造MEC解決方案

作為移動邊緣計算方案中的核心節(jié)點，vMEP（Mobile Edge Platform）網(wǎng)元基于容器化、云原生態(tài)架構(gòu)進行構(gòu)建，除了能夠?qū)崿F(xiàn)基站與核心網(wǎng)之間雙向?qū)Я?、流量?guī)則設(shè)置、DNS解析和服務(wù)注冊等功能以外，還可以為邊緣計算的上層應(yīng)用提供網(wǎng)絡(luò)開放能力。另外，在本次項目中，落地實踐了“云-網(wǎng)-安”的MEC技術(shù)架構(gòu)，形成了一套完整的MEC產(chǎn)業(yè)解決方案。

云：采用分布式邊緣云部署，將云平臺部署于位置較高的匯聚機房，虛擬化平臺以及資源池部署于位置較低的綜合接入機房，通過IP-RAN網(wǎng)絡(luò)進行聯(lián)通，從而實現(xiàn)資源池的橫向靈活擴展和統(tǒng)一管控。

網(wǎng)：底層基于傳統(tǒng)的專線資源，上層通過Vxlan技術(shù)打通網(wǎng)絡(luò)，實現(xiàn)MEC站點與業(yè)主方私有云的彈性互聯(lián)。

安：通過vFW、vDDOS等安全網(wǎng)元的部署實現(xiàn)vMEP和租戶之間、租戶相互之間的安全隔離和互訪，雙向保障運營商及行業(yè)客戶的網(wǎng)絡(luò)安全。

依托MEC邊緣云平臺，將虛擬化的業(yè)務(wù)平臺引入無線網(wǎng)絡(luò)中，對分布在都江堰各水域的攝像頭所采集到的視頻流信息，進行本地業(yè)務(wù)流量卸載及處理，降低了運營商回傳網(wǎng)絡(luò)和移動核心網(wǎng)的帶寬壓力，縮短了端到端時延，優(yōu)化了水利用戶體驗。而MEC技術(shù)與AI、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的創(chuàng)新結(jié)合，通過自動化分析和預(yù)警，可助力水利行業(yè)客戶自動實現(xiàn)河道漂浮物快速識別、水位監(jiān)測和非法采砂監(jiān)控等多種典型水利行業(yè)應(yīng)用，真正實現(xiàn)了無人值守、智能告警，大大降低了運維成本，并提升了監(jiān)控效率。同時方案搭建的云平臺，可以提供通用計算能力以及深度學(xué)習(xí)能力，可以承載多種場景下的計算、存儲等資源需求。

五大優(yōu)勢支撐祖國青山綠水

總結(jié)起來，MEC智慧水利項目方案主要有以下幾點優(yōu)勢。

1．無線網(wǎng)絡(luò)替代傳統(tǒng)的有線視頻回傳，有效解決了水利監(jiān)管中部分區(qū)域由于光纖及帶寬資源不足而造成的業(yè)務(wù)回傳難題，化解了部分地區(qū)管道施工成本高、周期長、鋪線難、后期維護困難等痛點，規(guī)避了常規(guī)光纜連接易受周邊環(huán)境影響的缺陷。

2．通過接入4G/5G移動通信網(wǎng)絡(luò)使業(yè)務(wù)達(dá)到運營商級別的可靠性和安全性，行業(yè)客戶網(wǎng)絡(luò)安全性得到了大幅提升。

3．對運營商網(wǎng)絡(luò)基于5G網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)進行調(diào)整，引入MEC組網(wǎng)方案，將數(shù)據(jù)面核心網(wǎng)和業(yè)務(wù)應(yīng)用下沉到網(wǎng)絡(luò)邊緣，降低了運營商回傳網(wǎng)絡(luò)和移動核心網(wǎng)的帶寬壓力，同時有效地滿足了部分水利業(yè)務(wù)對超低時延的需求。

4．通過在邊緣云中部署AI功能，可實現(xiàn)河道漂浮物快速識別、水位監(jiān)測和非法采砂監(jiān)控等多種典型水利行業(yè)應(yīng)用，從而實現(xiàn)水利行業(yè)對江河湖泊進行全面智能監(jiān)控，以及實時響應(yīng)處理的業(yè)務(wù)需求。通過自動進行監(jiān)控視頻的分析、識別和告警處理，大大提升了監(jiān)管效率，節(jié)約了資源投入，同時滿足傳統(tǒng)行業(yè)信息化、智能化轉(zhuǎn)型的迫切需求。

在本案例中，通過將5G網(wǎng)絡(luò)、MEC邊緣云、政企云等創(chuàng)新技術(shù)相結(jié)合，給水利客戶提供了除流量以外的多種增值服務(wù)；通過在運營商網(wǎng)絡(luò)邊緣部署邊緣云，提供IT池化資源，為未來支撐多行業(yè)政企業(yè)務(wù)鋪平了道路，助力電信運營商實現(xiàn)從管道建設(shè)者到生態(tài)建設(shè)者的數(shù)字化轉(zhuǎn)型；借鑒這種創(chuàng)新的合作模式，未來可以助力運營商在百行百業(yè)進行業(yè)務(wù)拓展。

于此同時，這也是分布式邊緣云方案在運營商移動通信網(wǎng)絡(luò)的一次成功部署驗證，為運營商后期邊緣云的部署提供了重要參考。

展望未來，運營商應(yīng)與ICT合作伙伴以及行業(yè)合作伙伴一起，積極推動業(yè)務(wù)創(chuàng)新，實現(xiàn)5G MEC技術(shù)的全面落地，為水利行業(yè)以及百行百業(yè)的數(shù)字化轉(zhuǎn)型貢獻(xiàn)更大力量。