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灵活高效的MEC分流方案,使能行业客户定制虚拟移动专网

核心提示: 对于封闭的园区或企业网络来说,移动边缘计算(MEC)的解决方案可将园区或企业内部的网络流量进行本地分流,实现企业网络的本地管理和本地运营,满足企业内部的移动办公、视频监控、现场数据采集等业务的实时性、高带宽和高安全的诉求。如何方便、快捷地部署MEC网元,并在对现网影响最小的基础上实现灵活高效地分流,是运营商考虑MEC部署的重点问题。4G MEC分流技术 及5G MEC分流技术分析目前主流的4G分流技术有两种:TOF+方案和CU……

对于封闭的园区或企业网络来说,移动边缘计算(MEC)的解决方案可将园区或企业内部的网络流量进行本地分流,实现企业网络的本地管理和本地运营,满足企业内部的移动办公、视频监控、现场数据采集等业务的实时性、高带宽和高安全的诉求。

如何方便、快捷地部署MEC网元,并在对现网影响最小的基础上实现灵活高效地分流,是运营商考虑MEC部署的重点问题。

4G MEC分流技术 及5G MEC分流技术分析

目前主流的4G分流技术有两种:TOF+方案和CUPS方案;主流的5G分流技术主要有三种:LADN方案、UL-CL方案和Multi-homing方案。

1,4G MEC分流技术

● TOF+(SGW下沉+LBO分流):该方案对运营商现网的影响最小,SGW可以随MEC一起部署,通过SGW增强实现LBO(local break out)功能。

图1:SGW下沉+LBO分流

如图所示,将SGW-U与LBO功能合设(SGW-U功能增强),支持对上行数据包进行IP地址检测,从而实现数据分流和本地卸载。

其中SGW-U的功能包括:识别上行数据包的IP地址,将符合本地分流的数据包传递给LBO功能;将从LBO过来的下行数据与从核心PGW-U过来的下行数据进行整合。实现本地分流流量的计费功能。实现本地分流流量的合法监听功能。

LBO的功能包括:将SGW-U分流出的数据,卸载到本地数据网络中,以及将从本地过来的下行数据流封装到对应承载上,以GTP-U隧道包传递给SGW-U。

● CUPS分流:CUPS方案需要采用CU分离方案部署,在核心机房部署GW-C,在边缘机房部署GW-U,通过GW-U上的分流功能实现MEC分流。

图2:CUPS分流

如图所示,对于CUPS分流方案,CU 分离后网关 (GW-C+GW-U) 的网元功能和外部业务接口无变化,无需改造周边网元(UE、RAN等),可以与现有网络各元正常对接。GW-C统一出信令接口连周边设备,简化网络部署。

2,5G MEC分流技术

基于5G核心网的C/U分离式架构,用户面功能UPF(user plane function)需要下沉到网络边缘部署,以减少传输时延,实现数据流量的本地分流。控制面功能网元如SMF(session management function)则在中心DC集中部署,便于统一控制部署在MEC的UPF,统一配置和下发分流策略。

图3:UPF分流

5G用户面UPF下沉部署,实现本地分流方案上图所示。本地 MEC AF将UPF分流规则通过N5/N33接口告知PCF,PCF将分流策略配置给SMF,SMF对所有流量进行集中调度,可采用LADN(Local Area Data Network)、UL-CL(Uplink Classifier)分流或Multi-Homing分流等方案实现边缘UPF的分流选择,并将需要分流的本地流量通过本地边缘UPF卸载。对于非本地流量则通过本地UPF发送到中心UPF处理。这样可避免所有流量都迂回中心网络,减轻骨干网传输的压力和建网成本,提升网内分组数据的承载效率与用户业务体验。

● LADN:LADN是和区域服务或应用相关联的DN设计,当用户使用该应用时,是通过LADN进行访问。当用户位置不在LADN的服务区内时,不能接入LADN,即,通过LADN PDU会话接入DN只在特定的LADN服务区有效。LAND服务区用一组TA标识。支持LADN是5G支持边缘计算的一种会话管理机制。使用LADN用于边缘计算流量分流时,通常LADN和单一边缘计算平台的服务区域是一一对应的。

图4:LADN分流

● UL-CL分流:当PDU 会话类型为IPv4 或 IPv6 或IPv4v6或Ethernet时,SMF可能决定在PDU会话的数据路径中插入一个 "UL CL" (Uplink classifier)。支持UL CL功能的 UPF通过匹配SMF提供的流过滤器将某些流量进行分流。

图5:UL-CL分流

● Multi-Homing分流:一个PDU 会话可能关联多个IPv6前缀,这就是multi-homing PDU会话。multi-homing PDU会话,提供通过多个PDU会话锚点到DN的接入。到不同PDU会话锚点的不同的用户面路径,在“common”UPF形成分支,公共的UPF被称为支持“Branching Point”功能的UPF。Branching Point 转发上行流量到不同PDU 会话锚点,并聚合发送到UE的下行流量,即,聚合从不同PDU会话锚点发送到UE的流。

图6:Multi-Homing 分流

5G三种分流技术的对比

5G移动通信技术在天然架构上更好地支持MEC,UPF可以灵活插入到网络的各个节点,使得架构更灵活、更动态。通过‘MEC+切片’网络协同,可以针对不同业务场景或行业客户实现端到端SLA,并使能企业可定制的虚拟专网。

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