2019年是5G正式商用的元年。2B是5G的新蓝海，按照GSMA各项业务预测，5G最大机会在2B行业应用，参考各大主流咨询公司市场经济分析，5G 2B行业将撬动约12万亿美元经济。中国三大运营商正在大规模建设5G商用网络，同时发布了5G 2B战略计划：中国移动制定了“5G+计划”，推动5G产业发展；中国联通提出以“EDCBA”把握数字化转型趋势，构建5G创新合作生态；中国电信发布5G十大行业应用（包括智慧警务、智慧交通、智慧生态、智慧党建、媒体直播、智慧医疗、车联网、智慧教育、智慧旅游、智能制造）。

5G MEC是实现5G差异化、确定性SLA的关键载体，可实现高差异化（带宽、时延、丢包抖动、移动性、可靠性）、高安全性（多租户网络隔离、数据不出园区）、高自动化（自动业务发放、网络自主管理、智能运维）、多样化的5G网络服务。咨询公司Gartner预测边缘计算将进入市场高速发展阶段，2022年边缘计算将成为所有数字业务的必要需求。

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5G MEC 介绍

MEC是在靠近人、物或数据源头的网络边缘侧，融合网络、计算、存储、应用核心能力的开放平台。它能就近提供边缘智能服务，满足行业数字化在敏捷接、实时业务、数据优化、应用智能、安全与隐私保护等方面的关键需求。

5G MEC基于SA架构，由5GC实现MEC网络承载控制，支持5G网络特性功能引入，把UPF作为边缘计算的数据锚点。按照ETSI定义，MEC平台与NFV同构，是NFV架构在边缘的轻量化延伸，承载特性化IT应用服务。5G MEC逻辑架构如图1所示。

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5G MEC 依据技术特点满足7种主要应用场景需求：

a）应用本地化的企业分流。将用户面流量分流到企业网络。

b) 内容区域化的视频优化。在边缘部署无线分析应用，辅助TCP拥塞控制和码率适配。

c) 内容区域化的视频流分析。在边缘对视频分析处理，降低视频采集设备的成本，减少发给核心网的流量。

d）计算边缘化的增强现实。边缘应用快速处理用户位置和摄像头图像，给用户实时提供辅助信息。

e）计算边缘化的辅助敏感计算。提供高性能计算，执行时延敏感的数据处理，将结果反馈给端设备。

f）计算边缘化的物联网。物联网使能平台边缘侧应用聚合，分析设备产生的消息并及时产生决策。

g）计算边缘化的车联网。分析车及路侧传感器的数据，将危险等时延敏感信息发送给周边车辆。

按照行业对于网络能力的诉求与行业5G MEC应用场景情况分析，5G MEC 行业应用部署考虑分为三阶段实现。初期阶段，运营商通过5G MEC为工业企业提供本地分流能力、提供IaaS/PaaS集成环境服务工业企业数字化、网络化能力转型。伴随着行业应用场景功能成熟，下阶段将深耕文体娱乐行业，通过5G MEC支持边缘、中心、CDN之间的业务与部署协同，实现移动网络场景下，CDN下沉至边缘侧，为用户提供5G高清/VR视频服务，助推文体产业发展。5G MEC 行业应用的目标阶段将聚焦V2X、高端工业互联等高价值行业，满足时延敏感网络、工业传感器互联的场景需求，支持高端工业、V2X行业革命性发展。

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5G MEC 业务网络能力

通过本地流量卸载以及与中心协同，5G MEC实现边缘数据计费、业务控制及安全管控。5G MEC网络功能组织图如图2所示。

边缘数据业务控制通过5GC核心网联动技术、同步本地流量计费技术、适配数据监听技术、本地业务的差异化QoS技术实现。

其中5GC包含计费策略下发、业务控制策略、用户及业务使能策略等功能，通过MEC的边缘用户面网关与中心DC的GW-C/SMF之间支持Sx/N4接口，传递业务策略信息，GW-U/UPF作为核心网策略的执行者，执行计费、LI、业务控制功能。

3.2.1ULCL（Uplink Classifier，上行分类器）方案

ULCL分流方案通过动态分流策略实现，以URLUE位置目的IP端口为分流维度实现业务分流。ULCL分流方案如图3所示。

分流业务实现流程：

a）通过NEF能力开放接口将业务信息(如位置、IP地址等)存储在UDR统一数据库中；

b） 在PCF上制定业务就近选择UPF的分流策略。

c）用户访问大网和本地业务时，PCF将从UDR获取的业务应用信息和分流策略下发给SMF。

d）SMF根据报文目的IP地址、UE位置和分流策略选择就近的ULCL UPF和PSA UPF；

e）ULCL UPF基于对上行业务流特征的识别，把数据分流到本地服务器和远端会话锚点PSA UPF，实现不同业务的访问。

该分流方式具备UE无切换感知、超低时延体验的特点，达到了协同应用，网随流动的效果。

3.2.2 IPv6 Multi-homing(BP)方案

IPv6 Multi-homing(BP)分流，以源IPv6地址前缀为分流维度实现业务分流。IPv6 Multi-homing分流方案如图4所示。

基于IPv6 Multi-homing(BP)分流，需要UE侧支持分流IPv6 Multi-homing，其业务实现流程与ULCL一致，，支持分流数据到不同的UPF会话锚点。BP分流可以实现业务连续性多归属PDU会话与本地接入DN的多归属PDU会话。业务连续性多归属PDU会话可以实现锚点切换过程中，UE业务不受影响，可以获得连续性服务。本地接入DN的多归属PDU会话用于UE既需要接入本地业务（如本地服务器），又需要接入中心服务（如internet）的应用场景。

3.2.3 LADN（Local Area Data Network）方案

LADN方案以位置信息为分流维度实现业务分流LADN分流方案如图5所示。

终端用户根据从核心网获得的LADN信息以及用户自身位置信息等，请求建立本地PDU会话。SMF通过合适的本地边缘UPF的选择和本地PDU会话的建立，实现本地边缘网络接入和本地应用访问，SMF发现终端用户移出LADN区域时，断开原PDU会话连接。

当终端用户不在LADN区域时，即使发起LADN会话请求，SMF也会拒绝。

基于LADN分流，可以实现企业应用本地分流，和internet业务隔离，UE只能在企业园区使用企业应用，实现安全隔离。同时LADN借助URSP可精细地实现企业园区不同业务的控制，企业园区内不同业务选择不同的切片，实现差异化控制。该方式可以应用在有安全隔离需求、差异化控制需求的业务场景。

5G MEC 在行业应用部署中会出现新的有别于5G核心网的安全风险。主要的安全风险有3方面。

a）由于部署位置下沉至边缘节点，用户面网元下沉至网络边缘侧，网络边缘侧是网络非信任域，存在安全防护弱，易被攻击的安全风险，进而影响整个核心网络.

b）由于系统云化部署，应用共享存储资源，存在业务系统之前非法访问数据，虚拟机镜像被篡改，虚拟迁移引发数据泄露等安全风险。

c）由于引入第三方不可信应用， 将会出现MEP管理权限遭非法窃取，集成不可信第三方应用（APP有漏洞或恶意代码等），恶意应用伪装成为合法应用获取相应网络资源等安全风险。

5G MEC通过新的网络安全架构来应对上述安全风险，通过多点隔离，层层防护，建立安全可信的边缘连接。MEC 安全架构如图6所示。

1）外部攻击防护。在DC入口部署防火墙，防止类似DDos的攻击，内部硬件资源合理划分、预留，应用实现流控。

2）领域隔离。DC内部按照RAN、CN、第三方APP划分为3个VDC， 通过硬件隔离同时部署独立防火墙实现领域隔离。

3）CN子域隔离。由于子域可能源自不同厂家，需划分网元子域和MEC子域，隔离I层资源，按照实际业务需求增加vFW实现CN子域隔离。。

4）应用隔离。不同APP部署在不同主机组上，隔离I层资源，因内容安全较为敏感，需要通过增加vFW实现应用隔离。

5）安全加密隧道。需要基于TLS、IPSEC等安全加密隧道实现安全的业务云边协同。

6）分权分域管理。需要运营商与APP应用操作管理界面上分权分域，确保业务安全。

5G MEC 在行业应用部署时可以依据行业客户需求，实际部署情况调整安全网络部署架构。

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5G MEC 部署案例

在5G MEC商用建设初期，5G MEC是运营商深入行业应用的抓手，某直辖市运营商针对5G MEC行业应用场景、业务网络能力进行研究分析，为了满足行业用户各种5G MEC需求，搭建了适应其网络现状的5G MEC网络架构。

该直辖市运营商5G MEC 网络架构由多方面因素决定，包括通信云DC资源池资源；行业业务需求（主要低时延指标要求）；网络资源现状和网络建设投资收益。其5G MEC 网络架构如图7所示。

5G MEC 分为控制管理域与业务域，控制管理域按照双DC容灾部署， 业务域按照4个布局类与X个现场接入类方式部署，其中布局类部署在该运营商核心局房，接入类部署在该运营商上海POP机房。

该直辖市运营商地域小，网络结构整体扁平化，按照现有网络情况分析，端到端时延在20ms以内。将行业业务需求分类，由布局类5G MEC，承载区域高算力、行业性通用应用，其缺点是时延会达到20ms，数据安全性不能得到充分保障，优点能够解决跨地域传输覆盖的问题，也有利于核心侧的网络能力的开放。由现场类5G MEC面向网络超低时延（<5ms）、数据安全性要求不出园区的行业应用。

在5G MEC行业应用部署初期，行业用户主要诉求是5G MEC网络能力。

某行业应用客户按照其业务需求，在运营商POP机房新建5G MEC，包含UPF与MEC应用平台。某直辖市某行业应用网络组织架构如图8所示。

5G MEC网络实现方案主要通过SMF、UPF网元实现。

1、SMF

在SMF选择UPF时，在PDU会话建立流程中，SMF需要根据UE位置、DNN、S-NSSAI等信息选择UPF，建立与UPF的连接，UPF可以根据用户接入的DNN、切片和位置信息，为用户选择满足指定业务的、地理位置贴近用户的UPF，还可以结合UPF的分流能力、接口能力、是否支持与EPS的互通、权重来选择UPF。

2、UPF

UPF有多种角色，分为锚点UPF、ULCL/BP UPF、I-UPF，不同流程中选择不同角色的UPF的原则不同，选择原则之间的关系如下图：

只有基于第一轮选择完成之后，才能根据实际情况，再按之后的原则进行进一步选择。第一轮选择原则间无优先级之分。

第二轮选择中可以设置优先选择合一UPF还是位置区或者S11口。

当前两轮选择后返回结果中有多个UPF满足选择条件时，会根据UPF的权重为用户选择满足条件的UPF。

在任意一步，如果选择出的UPF唯一，则选择完成。

 UE的每PDU 会话的建立都将通过设置的网络原则，从而实现5G MEC业务分流。本期行业用户的需求都将通过其业务需求，在网络侧配置其DNN分流原则，将终端侧DNN业务疏通到新建的5G MEC平台。

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结束语

5G MEC 是运营商在5G网络时代使能行业应用的重要手段，它整合电信运营商的各类资源，使行业用户认识到5G网络对其业务的变革创新。5G MEC通过ULCL、IPv6 Multi-homing、LADN分流方案与MEC安全解决方案，能够满足行业用户低时延、大带宽本地分流、保障数据安全多样应用场景。目前还处于5G MEC行业应用商用初期阶段，某直辖市运营商依托布局类MEC、现场类MEC支撑行业应用。伴随着行业应用场景需求变化，将来还需进一步细化5G MEC部署方案。

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