1、目錄 HYPERLINK l _bookmark0 摘要 2 HYPERLINK l _bookmark1 一、電信領(lǐng)域邊緣計算和邊緣計算平臺 4 HYPERLINK l _bookmark2 二、電信邊緣計算平臺特點 5 HYPERLINK l _bookmark3 1、平臺整體架構(gòu)特點考量 5 HYPERLINK l _bookmark4 2、平臺技術(shù)需求特點考量 6 HYPERLINK l _bookmark5 三、OCP 社區(qū)、Telco&Edge 工作組和 OpenEdge 平臺 8 HYPERLINK l _bookmark6 1、邊緣計算平臺 OpenEdge 的開放式框架：邊緣

2、機箱 10 HYPERLINK l _bookmark7 2、邊緣計算平臺 OpenEdge 模塊化設計: Sleds 11 HYPERLINK l _bookmark8 3、邊緣計算平臺 OpenEdge 的部署、運維和管控 14 HYPERLINK l _bookmark9 4、基于邊緣計算平臺 OpenEdge 的用例、合作及商業(yè)拓展 15 HYPERLINK l _bookmark10 四、總結(jié) 17一、 電信領(lǐng)域邊緣計算和邊緣計算平臺5G 標準成熟和商用部署加速了相關(guān)行業(yè)中各種應用業(yè)務的 繁榮和發(fā)展。隨著新業(yè)務類型的不斷增加，傳統(tǒng)網(wǎng)絡架構(gòu)已經(jīng)難 以滿足需求，業(yè)界對下一代網(wǎng)絡轉(zhuǎn)型和演進

3、的探索推出了基于 SDN/NFV 技術(shù)的云網(wǎng)融合解決方案，即將計算放在云端處理、終 端只做輸入和輸出，這使得云計算成為核心網(wǎng)絡架構(gòu)的演進方向。另一方面，應用業(yè)務的多樣性以及一些相關(guān)的特殊需求，如低時 遲、高帶寬、基于位置的數(shù)據(jù)集管控等，都對處于遠端的云計算 架構(gòu)提出挑戰(zhàn)，推動將計算資源擴展到邊緣側(cè)位置。這些邊緣位 置可能會在運營商、企業(yè)客戶、垂直行業(yè)甚至云服務商的管控和 運維的領(lǐng)域。網(wǎng)絡系統(tǒng)的計算能力從云端向邊緣側(cè)擴展，使得邊 緣計算成為下一個技術(shù)熱點。從移動網(wǎng)絡運營商（MNO）的角度來看，在無線邊緣側(cè)（5G/LTE）實現(xiàn)、部署邊緣計算能力，可以提供用戶所需的業(yè)務和云端計算 功能的網(wǎng)絡架構(gòu)，用

4、于加速網(wǎng)絡中各項應用的性能和改善用戶體 驗。這種邊緣模式可以滿足 5G 時代下高密度海量用戶（和終端） 的高質(zhì)量網(wǎng)絡需求，具備超低時延、超高寬帶、實時性強等特性。但是，運營商在邊緣計算領(lǐng)域的主要挑戰(zhàn)之一是要面對邊緣網(wǎng)絡基礎(chǔ)架構(gòu)所需的大量投資，即需要部署足夠廣泛的邊緣云和邊緣計算節(jié)點以便對面向邊緣側(cè)的應用程序的開發(fā)具有更強、甚至獨特的吸引力。通常，基于與終端用戶或企業(yè)客戶之間的物理距離，邊緣計算的部署節(jié)點可以分類為 FarEdge（距離很近）或Edge（距離近）。位于不同節(jié)點的邊緣設施也多種多樣，可能是位于無線站點的單機柜（Cabinet）中的幾個計算設備，可能是電信中心機房（CO）中的一個或幾

5、個機架，可能是一個壁掛箱中包含的微型數(shù)據(jù)中心（DC），甚至可能是一個“泛邊緣”概念下的自動駕駛汽車所構(gòu)成。無論采用何種方式，使用開放式白盒設備（如 DCSG、PON、服務器）以及具多樣性的接入、傳輸和核心交換/路由的部署都將作為電信領(lǐng)域的新趨勢，在電信邊緣側(cè)甚至企業(yè)客戶邊緣側(cè)推動電信業(yè)務的增長。邊緣計算的發(fā)展，必然會對邊緣基礎(chǔ)架構(gòu)平臺及相關(guān)的部署從多個方面提出挑戰(zhàn)，如設備功能、特性、部署環(huán)境、機房空間、供電功率、實用性等。邊緣平臺上需要加載必要的網(wǎng)絡基礎(chǔ)功能（essential functions）和豐富的業(yè)務應用，并且作為邊緣云的 重要組成部分滿足多樣性的硬件技術(shù)要求，提供連接和能力開放。因

6、此，邊緣計算平臺已經(jīng)以一種核心載體的形式成為邊緣計算產(chǎn) 業(yè)的核心之一。二、 電信邊緣計算平臺特點1、 平臺整體架構(gòu)特點考量從平臺整體架構(gòu)的角度出發(fā)，由于電信邊緣側(cè)的部署環(huán)境、場景的多樣性，邊緣計算平臺在物理規(guī)范、架構(gòu)設計、兼容性、擴展能力等方面需要一定的考量。物理規(guī)范：電信運營商擁有大量屬地（即 FarEdge/Edge）通信機房，未來如果充分用于部署邊緣計算平臺，有助于大幅降低成本，提升在邊緣計算產(chǎn)業(yè)生態(tài)中的競爭力。但邊緣機房（如前文提到的位于無線站點的單機柜）的物理條件與規(guī)?；臄?shù)據(jù)中心相比有很大的不同，這對平臺本身提出了挑戰(zhàn)。這種挑戰(zhàn)在區(qū)縣及以下機房更加明顯，即面臨部署空間、機架尺寸、環(huán)

7、境溫度、地板承重、設備供電、防塵等多方面的條件限制。架構(gòu)設計的集成性和能力多樣化：邊緣計算平臺作為一種核心載體，與邊緣計算的各個重要技術(shù)節(jié)點關(guān)聯(lián)密切，會影響到邊緣云、邊緣網(wǎng)的建設策略。因此，平臺的架構(gòu)設計必須考慮到多種組件的存在（包括計算、存儲、交換設備等），同時提供加載各種硬件加速模塊的能力。兼容性：集成式架構(gòu)和設備的多元化，自然引起不同硬件設計、組件選型、BIOS 參數(shù)等帶來的硬件性能和功耗等方面的較大差異。擴展能力：邊緣側(cè)業(yè)務和能力的部署具有動態(tài)性。因此，邊緣計算平臺應該具有根據(jù)需要而靈活擴展的能力，即 scale-up 和 scale-out 的能力。這種擴展既包括平臺本身，也涵蓋跨平

8、臺的能力。2、 平臺技術(shù)需求特點考量從平臺的技術(shù)需求出發(fā)，由于邊緣側(cè)必需的網(wǎng)絡基礎(chǔ)功能及重要的業(yè)務種類繁多，而不同的應用其負載特征也存在差異，因此邊緣計算平臺方案里可能涵蓋的設備需要滿足一些特殊需求：平臺（計算設備，即邊緣服務器）的性能需求：不同網(wǎng)元的性能關(guān)注點有所差異，未來面向高帶寬、低時延應用場景，需要較高的性能和穩(wěn)定性，例如UPF 網(wǎng)元對網(wǎng)絡帶寬、轉(zhuǎn)發(fā)時延和性能穩(wěn)定性要求極高。平臺（計算設備，即邊緣服務器）的時鐘與同步精度要求：對于部分涉及計費功能的業(yè)務，邊緣服務器需要具有較高的時鐘精度。部分對時鐘同步精度要求高的業(yè)務，如 RAN 無線同步基站高精度時間，服務器需要支持以太網(wǎng)時鐘同步以及

9、 GPS 和 PTP/IEEE-1588 整秒對齊。平臺異構(gòu)計算要求：大量網(wǎng)元的虛擬化部署，如無線核心網(wǎng)和 RAN 側(cè)的 DU/CU 虛擬化等，需要配置基于 FPGA、ASIC 等硬件加速卡來滿足性能要求。例如在一些算力需求高的場景下，如 AI/ML 或一些需要算力卸載（offloading）的計算，需要支持（分離式的）高端加速卡。這些加速卡尺寸規(guī)格對邊緣平臺設計和可擴展性也提出了要求。平臺的運維管理問題：眾多不同類型、不同供應商的傳統(tǒng)服務器（即邊緣計算節(jié)點）會造成服務器硬件管理接口需要管理平臺大量的適配改造工作。另外，不同的服務器硬件形態(tài)、面板及端口布局同樣會帶來機架適配差異、本地運維復雜。

10、綜上所述，基于邊緣計算平臺的整體性架構(gòu)考量和眾多的特定技術(shù)需求，我們認為在電信邊緣側(cè)部署的邊緣計算平臺不應該只是一種獨立的設備，而應該是以一種“集成方式”，涵蓋機箱、計算、存儲、交換、加速等能力，并具有良好的可擴展性，滿足邊緣業(yè)務多樣性的要求。市場上的傳統(tǒng)服務器種類眾多，但在指標上，如性能、兼容性、擴展性、邊緣側(cè)適應性等，都與邊緣業(yè)務所要求的豐富能力有差距，而且這種差距已在測試和現(xiàn)網(wǎng)部署過程中逐漸凸顯。有鑒于此，邊緣計算平臺的定制勢在必行。目前全球范圍內(nèi)一個主要的電信級邊緣計算平臺是硬件開源社區(qū) OCP（ Open ComputeProject）Telco&Edge 工作組推出的 OpenEd

11、ge 平臺。 OCP/OpenEdge 是一個集成式的平臺，利用開放式機箱，容納計算、存儲、交換、加速等模塊，使用集中供電、散熱。我們將在下面的章節(jié)對此項目展開論述。三、 OCP 社區(qū)、Telco&Edge 工作組和 OpenEdge 平臺OCP，即 Open Compute Project, 成立于 2011 年，旨在建立一個硬件開源生態(tài)系統(tǒng)，為數(shù)據(jù)中心相關(guān)產(chǎn)品的設計、實施以及社區(qū)共享奠定基礎(chǔ)和原則。OCP 從一建立就得到業(yè)界的關(guān)注，目前已經(jīng)成為事實上全球最有影響力的硬件開源社區(qū)，其成員橫跨 DICT 行業(yè)以及學校、研究機構(gòu)，包括全球和本地運營商、芯片和組件供應商、傳統(tǒng)和白盒設備制造商、云服

12、務提供商和互聯(lián)網(wǎng)公司、系統(tǒng)集成和解決方案提供商等。OCP 以“Open for All”為宗旨推動開放式生態(tài)系統(tǒng)的建立，幫助參與者有效地掌握開源硬件及其相關(guān)領(lǐng)域的進展，并相應地共享和推廣其公司的產(chǎn)品。OCP 社區(qū)電信領(lǐng)域工作組 Telco & Edge 在“開放邊緣”的框架下，以電信邊緣側(cè)作為部署目標，采用模塊化原理設計和實現(xiàn)集成式的“多合一”邊緣計算平臺 OpenEdge。OpenEdge 平臺主推的無縫集成主旨吸引了眾多運營商、供應商、制造商、ODM / OEM廠商積極參與。作為一款電信邊緣平臺，OpenEdge 集成化方案主要涵蓋四個方面：邊緣機箱，即 OpenEdge chassis，

13、作為整個邊緣側(cè)平臺的開放式基礎(chǔ)硬件，可容納各種形態(tài)的模塊或組件，如電源、風扇或加速器模塊以用于邊緣用例的功能提高等。機箱的物理尺寸還考慮到邊緣側(cè)的一些特殊需求而量身定制，如可包容狹窄的樓層空間、變化的散熱條件、有限的供電能力等。設備組件或模塊，項目術(shù)語稱為 sleds，包括計算、存儲、交換、加速等。計算模塊即面向邊緣側(cè)定制化、可擴展和智能化的服務器，而其它形式的可擴展模塊，包括智能網(wǎng)絡交換機、高密度存儲、硬件加速卡等，具有超融合或分離式特性。眾多模塊都已設計制造出來，并通過開源方式貢獻給了 OCP 社區(qū)。OpenEdge 平臺的部署、運維和管控?；?OpenEdge 平臺的邊緣側(cè)（Telco

14、-edge）客戶用例及商業(yè)拓展。1、 邊緣計算平臺 OpenEdge 的開放式框架：邊緣機箱邊緣側(cè)環(huán)境通常會受到物理條件的限制，例如空間狹窄、電力有限、散熱不足等。另外，邊緣計算平臺通常有特定技術(shù)需求。因此，為了快速有效地滿足這些苛刻的要求，同時可以最大程度地共享輔助組件（例如風扇、電源等），OpenEdge 平臺采用了模塊化設計原理。整個平臺基于整體性架構(gòu)，設計實現(xiàn)作為平臺集成載體的開放式框架， 即邊緣機箱（ Open Chassis ）。目前 OpenEdge 平臺的機箱主要由 Nokia 和 Wiwynn 公司實現(xiàn)。該機箱擁有以下特點：設計緊湊、靈活，適配模塊化設計：作為一款面向邊緣側(cè)部

15、署的平臺，需要面對站點設施在占地面積、冷卻能力和供電能力方面的條件限制，因此機箱設計靈活緊湊。機箱外殼高度 3RU1，深度 430-mm，可安裝在 19 英寸機架，兼容 EIA-310 規(guī)范；支持多樣性的 1U 或 2U、半寬模塊（sleds）；實現(xiàn)集中供電（1U 半寬模塊供電容量為 400W，2U 半寬模塊供電容量為 700W）；遵循開源社區(qū) OCP 所倡導的很多設計理念，遵循無冗余設計 (vanity-free) ，即基于最簡單的設計理念，專注于高可擴展性，并盡可能地消除不必要的復雜性和額外裝飾；“前端維護”集成化運維管理：平臺擁有“大腦”模塊 RMC，提供千兆以太網(wǎng)管理接口；RMC 通過

16、平臺機箱的 backplane 連接到所有的模塊，對整個邊緣平臺作集中管理。另外，RMC 還擁有1 未來針對更多的邊緣場景，項目組計劃推出 2U 機箱。前端 10 兆以太接口，既可以作為獨立 OpenEdge 平臺上行連接到外部交換機，也可以通過 daisy-chaining（菊花鏈） 方式鏈接多個 OpenEdge 平臺，取得跨平臺的配置和管控，增強可擴展性。當然，平臺機箱在設計上還面臨一些問題。例如，平臺的 backplane 給各個模塊僅提供了電源分配和管理信號的布線（tracing），并沒有提供（與模塊相連的）高速數(shù)據(jù)傳輸線路，因此，平臺上多個模塊之間的連接（如交換機、服務器）必須使用

17、外部接口。這里，我們需要強調(diào) OpenEdge 機箱的技術(shù)指標是基于開源社區(qū) OCP 的當前規(guī)范，但是技術(shù)的持續(xù)發(fā)展會導致未來硬件設計的修訂。因此，機箱和模塊的物理細節(jié)不需要過分局限于 OCP 的當前規(guī)范，而是要留給各個制造商足夠的發(fā)展和設計空間。2、 邊緣計算平臺 OpenEdge 模塊化設計: Sleds邊緣側(cè)多變的形態(tài)和業(yè)務需求，以及邊緣站點的復雜性決定了邊緣計算平臺需要更靈活、功能更多樣化，解決方案就是尋求使用不同類型的模塊（sleds），涵蓋計算、存儲、交換、加速等。這些模塊幫助邊緣平臺擴展功能，以取得在邊緣側(cè)更好的部署能力和密度，從而滿足電信邊緣市場的挑戰(zhàn)性需求。幾年來，OCP T

18、elco&Edge 工作組已經(jīng)推出了一些不同類型的計算和存儲模塊。但是，邊緣在變得越來越復雜、越來越智能，這也意味著未來的邊緣應用程序需要更大的靈活性和智能化。邊緣應用與計算（如分析）、存儲（如 CDN）、網(wǎng)絡（如本地 I/O）等相關(guān)，它們差異化的規(guī)格和需求決定了有必要為 OpenEdge 平臺設計和實現(xiàn)更多的模塊。因此， Telco Edge 項目參與者為 OpenEdge 平臺推出了各種各樣的設備，例如邊緣接入服務器、邊緣網(wǎng)關(guān)、邊緣交換機、uCPE 模塊、CDN/AI 加速器、基于 PCIe 的智能網(wǎng)卡（SmartNIC）和 FPGA 卡、基于 Arm 的模塊等。諾基亞是Telco&Edg

19、e 工作組的 Project Lead 之一，其在平臺機箱、服務器等方面給 OCP 社區(qū)有諸多貢獻。2020 年 4 月，作為邊緣側(cè)集成方案的一個重要組成部分，諾基亞分享了一個 1U 半寬的模塊化交換機。該交換機符合 NEBS 3-級標準，可適用于室內(nèi)和室外邊緣部署；其設計規(guī)范基于 OCP 原則（即效率、可伸縮性、開放性、影響力等）和 OpenEdge 平臺規(guī)范。交換機的控制單元是基于Intel ATOM CPU，具有功能可擴展性和應用程序靈活性雙重特點。交換機支持眾多基礎(chǔ)和高級 L2/L3 功能，擁有在邊緣和無線接入網(wǎng)絡中必需的低延遲、高吞吐量性能。項目組成員 Wiwynn 公司也推出特定架

20、構(gòu)的模塊化交換機，通過無源光學器件來降低光纖連接的復雜性，將模塊化交換機（位于核心站點）與遠程 OpenEdge 平臺上的無源交換機配對，主要適用于工廠 5G 專網(wǎng)等類似場景。2020 年 5 月，Telco&Edge 工作組推出了融合型邊緣接入服務器（converged edge access server）模塊。此服務器（連同 OpenEdge 平臺）可部署于電信網(wǎng)絡遠邊緣（far-edge）側(cè)使用，面向智能工廠、AI 和 5G 無線接入等，其主要目標之一是助力建設專用移動網(wǎng)絡（PMN）并在其上運行 IT/OT 應用和服務，進而通過 AI 和自動化改善工廠現(xiàn)場環(huán)境和運營效率。2020 年

21、10 月，項目組成員 Wiwynn 公司推出了一個新的模塊化邊緣服務器 EP100-S1。EP100 是一個 1U、單插槽服務器，支持 Xeon-SP 處理器和 Lewisburg PCH 的結(jié)合，目標是滿足在邊緣側(cè)的各種需求及用戶部署實例，并希望在技術(shù)和成本之間找到一個平衡點。此外，近年來基于 Arm 的設備靈活性，可支持需求低延遲和高數(shù)據(jù)處理能力的各種應用程序，使得基于 Arm 的設計在邊緣計算平臺的選擇上越來越受到關(guān)注。2020 年 6 月，Telco&Edge 項目組成員 Ampere 與Wiwynn 合作開發(fā)了第一款基于Arm 的OpenEdge設備。該設備使用 Ampere Haw

22、k 主板，擁有 32 核心 3.3 GHz 主頻的 eMAG 8180 處理器。這款設備還包括可用于插入 OpenEdge 機箱的插入器（Interposer）和電纜。OpenEdge 邊緣平臺的模塊化設計可以方便地加載各種加速卡，具有靈活性。諾基亞和英特爾在研究電信遠端邊緣站點部署的一些典型用例（如 vRAN）時，認為開放式的生態(tài)系統(tǒng)將從集成加速能力和功能靈活性中受益最大。因此，兩家公司合作將基于 FPGA 的可編程加速器（N3000 w/Arria 10 FPGA）與基于 PCIe 的模塊（form factor）相結(jié)合。這種加速設備在邊緣數(shù)據(jù)中心測試解決方案時表現(xiàn)出了較高的物理和性能密度

23、，并且具有足夠的靈活性幫助其他邊緣 NFV 用戶場景提高性能。OpenEdge 基于 all-in-one 設計理念推出的邊緣計算平臺，集成了機箱、計算、存儲、網(wǎng)絡、加速等各種組件，并提供了跨平臺的可擴展性，是一種相對高效的硬件解決方案。相應地，為了實現(xiàn)更好的部署和操作，這個平臺系統(tǒng)需要有效的管理工具來控制和管理多樣性的硬件及其變體。3、 邊緣計算平臺 OpenEdge 的部署、運維和管控由于 OpenEdge 平臺模塊和組件的多樣性，TelcoEdge 工作組開始探索各種選項，以便有效地配置和部署最適合用戶需求的平臺硬件方案。諾基亞公開分享了其 Open Rack 模塊化配置工具，即 Nok

24、ia Configurator。作為一種交互式工具，其允許用戶從經(jīng)過驗證的框架設置中選擇適合的模塊和組件，如服務器、存儲等，配置平臺方案。在確定硬件設置后，該工具將生成詳細而完整的配置文檔；其后，邊緣側(cè)“系統(tǒng)集成商”可使用該配置文檔來構(gòu)建、集成、測試、打包并以“交鑰匙模式”(turn-key)給客戶交付產(chǎn)品。整個解決方案還包括 DC 管理器（NADCM），可以用于自動上傳設備的 MAC 和 IP 地址，以及用于硬件配置的自動部署。此外，Telco&Edge 工作組也在探索針對室內(nèi)和室外不同環(huán)境的 OpenEdge 平臺安裝選項。這些選項包括機架配置、機箱設置、服務器模塊選擇、網(wǎng)絡交換機、加速模

25、塊、電源等，目標是有效解決從單個（OpenEdge）機箱到多個機架的配置。當一個系統(tǒng)在邊緣側(cè)開始擴張時，我們幾乎可以預見到對模塊到模塊、機箱到機箱、甚至機架到機架的可擴展性需求。而當同樣的系統(tǒng)部署到了用戶現(xiàn)場，我們又希望存在某種定義明確的編排和管理方案可以改善運維性能。當然，如果可能，現(xiàn)場運維團隊一定會努力尋求一種有效的解決方案可以對所有類型的模塊設備進行統(tǒng)一的瀏覽、檢測和配置。此外，開源軟件的使用，例如可以運行在 OpenEdge 交換機上的 SONiC2網(wǎng)絡操作系統(tǒng)，也會進一步增加系統(tǒng)的復雜性。所以，在綜合考慮上面所有的挑戰(zhàn)之后，為了更好地集成、部署和操作 OpenEdge 平臺，Telc

26、oEdge工作組正在通過社區(qū)合作，構(gòu)建定義明確的開放式管理、編排和業(yè)務流程規(guī)范化工具。4、 基于邊緣計算平臺 OpenEdge 的用例、合作及商業(yè)拓展經(jīng)過近幾年的拓展，硬件開源社區(qū) OCP 已經(jīng)從最初的數(shù)據(jù)中心范疇向電信領(lǐng)域擴展，甚至開始涵蓋行業(yè)應用和運營商邊緣側(cè)。隨著 5G 網(wǎng)絡在全球范圍內(nèi)大規(guī)模商業(yè)部署，越來越多的用例開 始從云端向邊緣側(cè)演進。在此背景下，OCP Telco&Edge 工作組希 望 OpenEdge 邊緣計算平臺可以適用于更多的 5G 解決方案和用例。用例一：諾基亞和英特爾認為 vRAN 可以作為運營商遠端邊緣側(cè) (far-edge)的用例，部署在 OpenEdge 平臺上

27、。兩家合作開發(fā)的加速卡 N3000（前面章節(jié)提到過），可以滿足 vRAN 的各種2 SONiC 是OCP 社區(qū)Networking 工作組所屬的一個子項目。它最初由微軟開發(fā)、并在 2016 年開源，數(shù)年來已有幾十家公司（包括 OTT、電信及網(wǎng)絡設備商、芯片廠商、集成商、企業(yè)客戶）積極參與其中，成為業(yè)界關(guān)注的重點。需求，包括 vDU/vCU 拆分、vDU 的 layer-1 處理、vDU 處理流水線、vRAN FEC 處理、vRAN LDPC(5G)/Turbo(4G)通道編碼等。用例二：無控制器開放 SDN 連接架構(gòu)(controllerless openSDN fabrics for Telco-Edge)，適用于電信邊緣側(cè)部署。它的目標是解決邊緣云和分布式地區(qū)云（包括跨小地域的大型建筑物和跨大地域的小型建筑群）所面臨的一些基本挑戰(zhàn),主要圍繞遠程部署的電信或非電信數(shù)據(jù)中心設施，聚焦網(wǎng)絡基本需求包括低時延分布式體系架構(gòu)、彈性電信等級、網(wǎng)絡切片、現(xiàn)場操作、零接觸配置（ZTP）和編排、網(wǎng)絡異常事后分析等。用例三：關(guān)于 OCP OpenEdge 與其他開源社區(qū)的跨項目合作。例如，Linux 基金會 LF Edge 所屬的 Akraino 項目，就在其 Telco