面向5G通信系统的边缘计算与业务连续性分析

特约撰稿人|陆伟

为终端用户提供低时延、高可靠的业务体验是第五代移动通信系统的重要特征之一，缩短数据传输路径是实现低时延、高可靠的直接手段，而传统的云计算的中心化思维有先天的弱点，所以，边缘计算成第五代移动通信的关键技术之一。

基于边缘计算的思想，应用功能（计算）根据终端用户的位置可以就近选择。那么，在终端用户移动过程中，运营商为终端用户选择就近应用功能的同时，也应该为终端重选用户面功能设备，以保持数据传输的最短路径。

PDU会话的业务连续性分析

在5G系统中，PDU会话是传输应用数据流的逻辑管道，终端可以建立一个或者建立多个PDU会话，每个PDU会话可以用来传输一种或者多种应用数据流。

为了满足不同的应用业务的需求，针对承载应用业务数据流的PDU会话定义了不同的业务与连续性模式。

SSC mode 1：无论UE的位置、接入技术是否改变，PDU会话的用户面功能设备保持不变。

SSC mode2：网络设备可以根据其策略等信息，发起释放PDU会话的过程，并且指导UE针对相同的数据网络建立新的PDU会话。

SSC mode3：网络设备可以指导UE针对相同的数据网络建立新的PDU会话，在PDU会话建立成功后，网络设备或者UE可以发起释放PDU会话的过程。在一定时间内，老的PDU会话与新的PDU会话会同时存在，在新的PDU会话建立成功后，UE可以将数据流搬迁到新的PDU会话中传输，在完成数据流搬迁之后，老的PDU会话可以被释放。

图 解决方案2拓扑图

边缘计算与业务连续性的关系

某些场景下，由于应用服务器部署的情况，或者应用服务器不支持应用上下文传输等原因，在终端移动过程中，应用服务器请求终端进行应用业务时，连接的应用服务器位置保持不变，具有这种特征的应用可以认为不支持应用搬迁。

针对SSC mode3的PDU会话，如果该PDU会话中包含多种应用数据流，比如AF1、AF2与AF3。其中，AF1为不支持应用搬迁的应用。存在的问题是，在新的PDU会话建立后，PDU会话的用户面设备可能是根据UE当前的位置选择的，距离不支持应用搬迁的AF1应用服务器位置较远。因此，为了实现低时延，UE不能将AF1的应用数据流迁移到新的PDU会话中，如何使UE决定是否搬迁应用业务数据流是一个需要考虑的问题。

存在两种解决方案

基于上述场景中描述的问题，UE如何决定是否将AF1的应用数据流搬迁到新的PDU会话中有两种可能的解决方案。

解决方案1：通过应用层通知UE保持与该应用服务器的连接。AF1应用服务器通过应用层通知UE始终保持与该AF1的当前的服务器保持连接，在UE移动过程中也不能连接到其它位置的应用服务器设备。

解决方案2：网络侧设备为UE的应用数据流协同选择PDU会话用户面功能设备。当PDU会话中存在多种应用数据流时，多种应用数据流的搬迁属性不同，则网络侧设备可以为应用数据流选择多个用户面设备。其中，包含具有分流功能的用户面功能设备，具体有分流功能的用户面设备可以根据数据流特征，将数据流发送到不同的PDU会话用户面功能设备。

如图所示，在新的PDU会话建立后，终端用户可以将应用数据流搬迁到新的PDU会话中，在新的PDU会话中，具有分流功能的用户面设备UPFx与原PDU会话的用户面功能设备建立数据传输通道，具有分流功能的设备（UPFx）根据数据流的特征（如目的IP地址等）信息将数据流分别路由到不同位置的应用服务器。AF1的数据流仍路由到原位置的AF1应用服务器，而AF2、AF3的数据流则路由到与当前用户面功能设备靠近的应用服务器。

边缘计算是在高带宽、时间敏感型、物联网集成这个背景下发展起来的技术，第五代移动通信系统中边缘计算产业环境渐入佳境，不过边缘计算仍然面临着很多困难，尤其是商业模式以及业务连接性方面需开展深入研究。