中国联通研究院陈杲，唐雄燕，曹畅

5G是构筑万物互联的关键信息基础设施，其已成为驱动全球经济数字化转型的动力引擎。5G-Advanced的泛在万兆和千亿连接能力，将成为支撑数字经济持续高质量发展的中坚力量^[1]。伴随行业数字化转型加速，企业数字化已经从支撑系统逐渐进入到生产环节和决策系统等企业核心领域。相比互联网时代，数字化对网络能力的需求已经发生了本质变化。各种新型数字化业务的涌现，也催生出安全性、硬隔离、SLA可保障等多样化的网络能力需求，迫切需要一种新的商业范式帮助数字化业务能快速集成所需的网络能力，“网络即服务”（Net work as a Service，NaaS）由此应运而生。NaaS开创了一个全新的商业模式，但其应用程序接口（Application Program Interface，API）的实现需要跨运营商网络和跨网络设备协同，所以亟需构建一个统一的行业标准^[2]。

运营商边缘计算平台一般采用两种方式构建：一是自主研发，例如国内的三大电信运营商都是采用这种方式^[3]；二是与云服务商合作，采用其提供的边缘云平台，例如AT&T与谷歌云合作，采用谷歌云的“Anthos for Telecom Platform”作为其边缘计算平台^[4]。尽管这些边缘计算平台都宣称兼容欧洲电信标准化协会（European Telecommunications Standards Institute，ETSI）定义的MEC参考架构，但是事实上并不支持平台之间的互操作，无法实现互联互通^[5]。而且在ETSI引入MEC联盟（MEC Federation）之前，MEC系统的应用场景缺省限定于一个运营商网络之内，根本不支持与其他运营商MEC系统的互联互通。总之，由于边缘计算的应用场景差异很大，各个厂商采用的架构、技术存在一定的差异，导致运营商采用的边缘计算产品和应用无法跨平台使用，因此迫切需要通过统一的技术规范和标准来实现互联互通，促进互相协同工作。

为了解决上述不同边缘计算平台如何互联互通的问题，并实现跨运营商网络能力统一开放，全球移动通信系统协会（Global System for Mobile Communications Association，GSMA，GSMA）发出了GSMA Open Gateway倡议计划，核心关键是采用电信运营商平台（Operator Platform，OP）实现边缘计算平台互联互通，并在Linux基金会（Linux Foundation，LF）成立CAMARA开源项目来对运营商网络能力进行设计、文档化和代码开发，旨在为应用开发者提供CAMARA服务API（Service API）。下面本文将对其进行详细分析和说明。

1　跨运营商网络能力开放

不管是面向消费者的互联网业务，还是面向企业的垂直行业业务，都需要跨运营商网络提供给用户。以车联网业务为例，智能交通系统（Intelligent Transportation System，ITS）运营商需要通过不同的运营商网络为用户提供全国范围的V2X服务（Country-wide V2X service），包括部署不同的MEC系统，为属于不同原始设备制造商的车辆提供V2X服务^[6]。实现跨运营商的互联互通，可以形成全国集中的公共数据资源池，杜绝数据孤岛，为车联网提供广覆盖、低成本、可快速落地的端到端解决方案^[7]。对于中国车联网发展，院士专家提议采用铁塔公司的模式，由国内三大运营商合资建立全国车联网运营主体，提供跨运营商网络的直连服务^[8]。

对于跨电信运营商或云服务商的业务平台如何构筑，不仅在技术整合、云边协同和生态联合运营等方面提出了新的挑战，还需要屏蔽不同运营商网络的特性差异，将云端能力和多个运营商网络的能力延伸到网络边缘，以统一的方式开放给应用开发者。下面我们从GSMA Open Gateway倡议计划包含的核心项目（GSMA OP）、对应的ETSIMEC联盟和的角度分别进行说明。

1.1　GSMA Open Gateway

GSMA Open Gateway是GSMA在2023年MWC（Mobile World Conference）巴塞罗那大会上推出的一个推动电信网络能力开放、实现全球标准化的倡议计划，目标是以可互操作的、直观的和可编程的标准方式开放运营商网络能力^[9]。截至目前，该倡议计划获得了全球42家移动运营商的支持，共237个移动网络，占全球移动连接的65%^[10]。中国移动、中国电信和中国联通都已经加入GSMA Open Gateway倡议。

GSMA Open Gateway倡议包含GSMA OP项目和CAMARA项目。GSMA OP是来源于GSMA未来网络（Future Network）项目的研究课题。GSMA未来网络是始于2013年的一个多年规划项目，其2020～2021年的工作计划主要包括如下三个方向：电信运营商平台（GSMA OP）、开放网络工程（Open Networking）和网络经济学（Network Economics）。GSMAOP项目的目标是通过OP平台联合运营商的边缘计算和网络基础设施，打造统一的电信边缘云（Universal Telco Edge Cloud），支持边缘应用统一部署交付、运维和管控，促进边缘计算在全球垂直行业的规模商用。

GSMA OP下设电信运营商平台组（Operator Platform Group，OPG）和电信边缘云（Telco Edge Cloud，TEC）两个研究组。OPG主要负责定义OP技术框架，迭代制定相关技术要求规范，向标准组织输出技术需求和组织进行平台代码开源等工作，目前全球已有四十多家电信运营商申请参加，包括西班牙电信、德国电信、英国电信和中国移动、中国联通等。OPG还设立了OPAG（OP API Group）子组，专门负责定义、设计和开发OP接口相关的API。TEC主要负责研究OP的商用模式，组织测试，包括运营OP的实例定义等工作，目前已经有三十多家云厂商、电信设备商和信息通信技术（ICT）服务商参与，包括谷歌、亚马逊、微软、华为、爱立信和英特尔等国际国内知名企业。目前GSMA OP已经完成了第三阶段的工作，如图1所示。

图1 GSMA OP项目发展阶段

第一阶段（2020年1月～10月），工作内容主要包括GSMA OP功能要求定义和应用场景分析，标志性成果是2020年10月发布的OPG和TEC白皮书。第二阶段（2020年10月～2021年7月），主要工作内容是定义OP接口功能需求和进行OP与边缘计算相关标准的功能映射对齐工作，并于2021年7月在世界移动通信大会（MWC 2021）上正式发布“GSMA OP Telco Edge Requirements PRD”。第三阶段（2021年7月～至今），工作内容主要包括两方面：一方面继续增强OP功能需求定义和应用场景分析，例如针对跨电信运营商网络带来的业务服务连续性保障、计费和安全等系列问题进行深入讨论和解决方案验证分析；另一方面联合国际标准组织（主要包括欧洲电信标准化协会（ETSI）和第三代合作伙伴计划（3GPP）等）开展OP与各种边缘计算标准架构之间的功能&模块映射，设计OP相关的API。与此同时，GSMA还联合开源社区（主要包括LF和云原生计算基金会（Cloud Native Computing Foundation，CNCF）），在LF设立开源项目CAMARA，进行OP API接口的开源实现工作^[11]。

中国联通于2020年4月加入GSMA OP项目，全面参与了OP和TEC的需求讨论、架构映射、接口定义、MEC平台互联互通测试和开源实现等工作，比如基于GSMA OP项目，中国联通于2021年与西班牙电信Telefonica、韩国电信Korea Telecom和澳洲电信Telstra一起开展MOM（Multi-Operator MEC）项目合作，实现5G边缘应用的互通和漫游对接^[12]。总之，中国联通的主要目的是跟踪和掌握GSMAOP项目中涉及的MEC平台互联互通核心关键技术，以支持不同厂家的异构边缘计算平台之间互联互通，实现各种边缘计算节点的共享，对外呈现一朵“统一”的边缘云。

1.2　MEC Federation

从2020年GSMA OP项目启动后不久，GSMA OPG就与边缘计算相关的国际标准组织建立合作关系，包括ETSI IS GMEC和3GPP SA6（下面简称ETSI和3GPP），目的不仅是将OP项目中产生的新业务需求引入标准，同时将GSMA OP项目中的研究成果标准化，包括跨运营商网络的边缘应用部署需求、GSMA OP架构与ETSI、3GPP边缘计算架构的功能映射、基于已有的边缘计算标准规范制定统一的边缘计算架构等内容。

目前ETSI已经在上述方面取得了部分阶段性成果，例如为了满足GSMA提出的跨运营商网络或边缘计算系统的新业务需求，ETSI成立了专门的研究课题（MEC#035）对多电信运营商网络/多供应商环境场景下，跨MEC系统的边缘计算服务和边缘应用程序如何共享使用进行分析讨论。参考GSMA OPG的研究成果，ETSI引入了MEC联邦（MEC Federation）的概念来支持不同MEC系统之间的互联互通，完成跨运营商网络的边缘计算服务&应用程序共享。MEC#035在原有的ETSI MEC参考架构基础上引入了新的功能模块MEC Federator（包括MEC Federation Manager和Broker两个子模块，如图2中红框所示）来完成不同MEC系统之间的互联互通（即构建MEC Federation）。

图2 支持MEC Federation的ETSIMEC参考架构

MEC#035研究课题结束之后，为了将研究成果尽快标准化，ETSI还专门成立了MEC#040工作组进行相关的标准化工作，包括制定MEC FederationAPIs标准等工作。总之，MEC Federator的引入使得满足ETSI边缘计算标准的MEC系统具备了互联互通能力，MEC系统从此进入跨电信运营商的发展阶段^[13]。

由于ETSI和3GPP已经分别提出各自的边缘计算参考架构，在GSMA的牵头协调下，双方已经进行OP与边缘计算架构的功能映射和对齐工作，目标是基于现有的边缘计算标准规范制定统一的边缘计算架构，对应用开发者屏蔽底层架构的区别，推动边缘计算的规模部署^[14]。中国联通不仅积极参与了上述架构映射工作，还在中国通信标准化协会互联网与应用技术工作委员会云计算工作组（CCSA TC1 WG5）设立行业标准项目《面向电信行业的边缘云平台互联互通技术要求》（2023年12月），在工业互联网联盟设立《工业互联网边缘计算平台互联互通技术要求》标准项目（2021年12月），目的就是引入GSMA OP/MEC Federation相关技术，从技术方面定义和规范边缘计算平台互联互通的标准，支持打造公共的边缘计算基础设施。

1.3　CAMARA Service API

GSMA没有延续使用传统的电信标准制定方法，而是采用互联网方式，联合LF设立了开源项目CAMARA进行Service API的定义和实现，目的是加速技术开发迭代和API开放生态的建设。CAMARA项目目标是通过开发开放的、全球性的、可访问的API解决方案，实现运营商网络的能力开放，允许应用程序在不同国家的电信网络之间一致运行，实现可以广泛访问运营商的功能^[11]。

CAMARA项目核心工作是Service API的定义和开源研发，在2023年MWC巴塞罗那大会上发布了八个Service API，包括位置验证、设备状态、QoD、边缘站点选择和路由、号码验证等，API功能描述和应用场景如表1所示。

表1 CAMARA Service API功能和应用场景&实例

中国联通作为数字化转型的业界领先运营商，一直在生态合作体系、行业赋能平台等方面积极探索，例如联合产业伙伴积极在CAMARA项目中牵头多个运营商网络Service API的立项工作，其中区域内用户数（Region User Count）已经完成立项，用户最近拜访地（Device Visit Location）正在进行项目审核，网络切片预约式（Network Slice Booking）在2024年2月的CAMARA TSC（Technical Steering Committee）会议上通过审议^[15]。以网络切片预约式为例，通过调用该接口可以预定指定的服务时间、服务区域、保证终端数量和SLA（Service Level Agreement）目标的网络切片服务，意味着运营商可以通过网络切片来实现网络能力变现，朝着运营商网络价值释放又迈出了实质性的一步^[16]。

中国联通提出了以构建一种云原生PaaS平台的方式来实现GSMA OP，即通过云原生PaaS平台来解决跨电信运营商网络特性差异的挑战，该平台整体逻辑架构图如图3所示。目前业界普遍采用开源合作项目的方式打造云原生PaaS平台，例如Anuket、XGVela等^[17,18]。

图3 GSMA OP实现方案之云原生PaaS平台

基于统一边缘云的理念，中国联通还提出了一种云端PaaS+边缘PaaS的两级云原生PaaS平台架构：通过云端PaaS打造统一边缘云的管理面，屏蔽不同电信运营商网络的特性差异，提供跨电信运营商的“统一”标准网络能力服务；通过边缘PaaS就近提供运营商网络能力^[19]。两级PaaS架构是针对跨运营商场景下的5GtoB网络能力开放框架设计的一次探索。

2　跨网络边缘应用使能

对于行业应用程序，边缘计算不仅需要提供按需扩容和缩容，还需要跨不同的电信边缘的互通能力，这是运营商边缘计算能否发展壮大的一个关键因素^[20]。受GSMA OP、LF CAMARA和GSMA Open Gateway的快速发展触发，ETSI认为随着MEC Federation的出现，边缘原生应用的概念已经进入了跨运营商（多运营商）的新阶段：边缘应用不仅需要跨运营商网络部署，甚至经常需要部署在运营商信任域之外^[21]。

根据边缘应用是否需要跨运营商网络部署的特性，我们可以将边缘应用分为两类：一类是传统边缘应用，只需要部署在一个运营商网络中；另一类是跨网络边缘应用，同时需要部署在两个或更多运营商网络中。显然对于跨网络边缘应用需要更多的应用使能功能，例如在应用隔离和安全、不同运营商的隐私保护，以及应用包的加载、应用程序注册和实例化的应用生命周期管理都需要进行功能扩展和增强。下面将对跨网络应用的隔离要求进行分析，并提出一个基于GSMA OP的解决方案。

2.1　跨运营商网络场景下的应用隔离要求

ETSI认为随着MEC Federation的引入，不仅分布式实体之间交互需要安全通信，而且客户端设备/环境也是安全问题的另一个来源，导致安全决策非常复杂，跨网络边缘应用对应的工作负载可能需要在涉及多个利益相关者（例如多个电信运营商）的环境中执行，而每个环境都是整个边缘计算部署方案的一部分^[22]。类似于分布式多云环境，用户需要以最优成本更快地完成应用程序（工作负载）的通用交付，例如应用程序（工作负载）不仅能够在不同公有云平台之间迁移，甚至还需要同时跨多个公有云平台运行（处理）。

GSMA OP平台接口如图4所示，其中OP之间（如图4中OP1和OP2）通过东西向接口（East West Bound Interface，EWBI）相互连接，共同构建统一的电信边缘云。OP的南向接口（Southbound Interface，SBI）是OP平台与电信运营商的基础设施平台之间的接口，包括网络资源接口（Network Resource，NR）和计算资源（Computing Resource，CR）接口两部分。OP的用户网络接口（User-Network Interface，UNI）是用户客户端与OP平台之间的连接交互接口。

图4 GSMA OP接口关系示意图

边缘应用提供者不再需要了解边缘应用需要部署的移动网络或边缘计算（平台）资源属于哪个运营商，只需要通过OP的北向接口（Northbound Interface，NBI）就可以完成边缘应用的跨运营商网络部署和交付、运维和管控。限于篇幅，本文不对OP平台接口参数进行说明，详细请参考相关GSMA PRD（Permanent Reference Document）规范^[23]。

由于跨网络边缘应用需要在多个电信运营商网络内进行部署，所以其部署不仅包含传统的用户维度，还需要引入新的运营商维度来区分部署平台是哪个运营商的边缘计算平台。本文参考ESTI标准支持边缘计算联盟的机制，提出了一种在边缘应用程序包加载流程中引入运营商网络标识来实现电信运营商维度上的应用隔离方法，详细说明如下。

2.2　一种基于GSMA OP的边缘应用程序包加载方案

首先，我们选择中国联通5G MEC平台作为目标平台进行方案分析。中国联通5G MEC平台支持多租户模式，即为不同用户分配裸机隔离的基础资源和业务资源。例如在资源隔离上是通过底层IaaS堆栈来实现租户隔离、计算隔离、网络隔离和存储隔离的能力，而且对于共享的边缘计算节点，边缘网络侧还可以通过平面隔离、引入防火墙、设置安全区域、防病毒网关等手段，确保该共享节点业务运行和维护安全^[24]。

其次，根据ETSI GS MEC 010-2^[25]的最新版本V3.1.8的更新内容，ETSIMEC标准不仅引入了边缘计算联盟相关的信息，即目标系统标识（Target System Identifier），还对Mm1接口进行了扩展，引入用于边缘计算联盟的API定义变体，支持传递MEC Federation相关性信息给MEO/MEAO（MEC Orchestrator/MEC Application  Orchestrator）。参考上述MEC 010-2的机制，扩展GSMA OP接口以支持运营商网络ID，我们提出了一种跨网络应用程序包加载方法，详细流程如图5所示。

图5 跨运营商网络场景下的边缘应用程序包加载流程图

对于第一类边缘应用，即传统边缘应用程序。由于只需要部署在一个运营商网络内，所以目标运营商网络就是本地运营商网络：

步骤1：运营商1（图5中蓝色框表示）的OSS向其所属的MEO发出边缘应用程序包加载请求。这里参考MEC 010-2V3.1.8类似的API变体方法，在API的URI（Uniform Resource Identifier）中引入op_target_systems和apptype关键词如下：

{apiRootPrefix}/op_target_systems/{targetNetworkId}/apptype/{applicationType}

{targetNetworkId}表示运营商网络ID，其值可以是GSMA OP ID或其他，例如PLMN（Public Land Mobile Network），用于标识目标运营商网络。ApplicationType取值可以是：traditional/cross-network，分别表示上述传统、跨网络边缘应用类型。

步骤2：由于是传统边缘应用程序，所以本地运营商网络的MEO直接进行边缘应用程序包的加载处理。详细处理内容请参考ETSIMEC 010-2标准。

步骤3：由于是GSMA OP联盟环境，所以这里要求MEO将应用程序包加载的事件通知MEPM和OP，分别进行相应的应用类型信息处理，限于篇幅，这里不进行说明，详细参考ETSI和GSMA相关文档[23,25]。

对于第二类边缘应用，即跨网络边缘应用程序。由于该边缘应用不仅需要部署在本地网络，还需要部署到其他运营商网络，所以需要明确给出目标运营商网络ID。

步骤1：运营商1（图5中蓝色框表示）的OSS向其MEO发出边缘应用程序包加载请求。如图5所示，这里参考ETSI 10-2V3.1.8fed_target_systems，引入op_target_networks，其指出了目标运营商网络为networkId2。

步骤2：由于跨网络边缘应用需要先在本地运营商网络进行部署，所以本地运营商网络（networkId1）的MEO需要进行处理。

步骤3：然后，本地运营商网络的MEO再将该请求转发给本地OP。

步骤4：本地运营商网络（networkId1）的OP将该请求转发给目标运营商网络（networkId2）的OP。

步骤5：目标运营商网络的OP向自己的MEO发出该跨网络边缘应用程序包的加载请求。由于该请求中的运营商网络ID就是当前运营商网络（networkId2），所以目标运营商网络的MEO将进行本地边缘应用程序包加载处理，与前面传统边缘应用类型的步骤1一致。

步骤6：与传统边缘应用类型的处理的流程步骤2类似，区别在于这里回复的是OP。

步骤7：目标运营商网络（networkId2）的OP向发出边缘应用程序包加载请求的运营商网络（networkId1）的OP进行回复。

步骤8：本地运营商网络（networkId1）的OP向自己的MEO转发目标运营商网络OP平台的回复。

步骤9：本地运营商网络（networkId1）的MEO向同一系统的OSS转发目标运营商网络OP平台的回复。

满足了上述应用隔离的功能扩展和增强要求，边缘应用可以跨运营商网络进行部署，即同时部署在两个互联互通的边缘计算平台之上。由于中国联通的5G网络是与中国电信共建共享的^[26]，所以在5GMEC部署模式有更多的选择，包括在5G MEC的设计、部署和运营等方面采取更加敏捷、开放和灵活的方式，例如5GMEC共建共享的模式^[27]。总之，5G MEC互联互通，或者5G MEC共建共享都是GSMA OP/MEC Federation的一次技术应用，也是对5G网络共建共享网络场景下如何部署MEC的一次有益探索。

3　结束语

5G-Advanced进一步提升了5G网络能力，满足了双向全息通信、XR Pro、3D机器视觉、触觉互联网等全新应用的业务需求，将交互沉浸式体验带入现实。应用开发者更加迫切地需要一个通用API来实现对运营商网络能力的统一访问，以及支持边缘应用的统一部署交付、运维和管控。随着GSMA Open Gateway倡议被越来越多的运营商加入，信息通信行业对推动网络架构和网络能力的“开放性”正在不断取得成果，逐步得到验证，使得NaaS发展到了一个新的阶段。另外从基础设施实现集约绿色发展的趋势来看，不仅运营商之间，同时运营商与云服务供应商之间也需要形成统一的资源共享模式，才能推动云网融合基础设施的开放共享，形成类似于水网、电网、路网的社会化公共基础设施。

本文只对跨运营商网络能力开放和应用使能进行了初步的分析讨论，还有很多技术难题和挑战需要解决，包括如何融合和统一编排多个运营商的边缘网络网元/边缘应用，运营商平台之间如何合作提供跨运营商网络的业务连续性保障，跨网络边缘应用如何计费，以及如何进行安全管控等等。这些问题涉及运营商几乎所有的业务链条或环节，需要全行业一起参与进来，对相关系统和平台进行深入分析和研究，才能获得实际可行的解决方案。

作者简介：

陈　杲，高级工程师，博士，现就职于中国联通研究院，主要从事边缘计算方面的相关技术研究及标准化工作。

唐雄燕，教授级高级工程师，博士，现就职于中国联通研究院，主要研究方向为宽带通信、互联网/物联网、新一代网络等。

曹　畅，教授级高级工程师，博士，现就职于中国联通研究院，主要从事未来网络架构、算力网络等前沿技术研究工作。

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摘自《自动化博览》2024年第二期暨《边缘计算2024专辑》