クラウドネイティブ機能が通信事業者のサステナビリティ目標達成にどう貢献するか

Alix Leconte

通信事業者のエネルギー使用量には、これまで以上に厳しい目が向けられています。

地政学的緊張と気候変動への懸念が重なり、通信事業者には、あらゆる業務をあらゆる場所でより効率化することが、これまで以上に求められています—ネットワークコアからデータセンター、さらにその先に至るまで。

Telecoms.comの「2022 Climate Action Survey Report」によると、通信事業者にとって、エネルギー消費量の削減が最近、最も緊急性の高い運用上の課題として挙げられました（回答者の64%）。

世界各地で意思決定者が、混乱と追加コストを最小限に抑えながら効率を向上させる方法を模索する中、サービスの統合や、従来とは異なる最新の導入モデルを検討する動きが、業界全体で明らかに広がっています。

実際、Heavy Readingがネットワーク戦略担当者を対象に実施した2023年5Gグローバル調査では、消費電力を削減するための最も多いアプローチは、可能な限り多くの機能を共通のインフラストラクチャプラットフォームに移行することでした（52%）。次いで、エッジコンピューティングによるインフラストラクチャの設置面積削減と電力効率向上（45%）、より厳密なエネルギー管理とコスト効率向上を目的とした機能とベンダーの統合（40%）でした。

この調査結果について、Heavy Readingの主席アナリストであるGabriel Brown氏は、「ディスアグリゲーションとマルチベンダー化は、その性質上、ある程度の非効率性をもたらすため、その対処方法を検討することが明らかに重要です」と指摘しています。さらに、コアワークロードを共通のクラウドプラットフォームに統合することは、「5Gモバイルコアのエネルギー消費量を削減するために、通信事業者が実施できる最も大きな効果をもたらす取り組み」と考えられると述べています。ただし、回答が全体的に分散していることから、通信事業者は「消費電力削減戦略において複数のアプローチを組み合わせる」ことが示されています。

クラウドネイティブが解決の切り札に？

別の最近の調査であるCapgemini Research Instituteのレポート「—Networks on Cloud: A Clear Advantage—」によると、今後3～5年で通信ネットワーク容量のほぼ半分が完全にクラウドネイティブになるとされています。

また、このレポートでは、通信事業者が今後5年間にわたり、このクラウド変革に年間2億600万ドルを投じるとしています。クラウドネイティブへの移行に早期に着手する組織は、経済性と環境サステナビリティの面で最大の価値を得られる可能性があります。環境サステナビリティについては、通信事業者向けクラウドを導入する組織は、今後3～5年で温室効果ガス排出量を5%削減できる見込みであることが調査で示されています。また、通信事業者向けクラウドは、物理ハードウェアの設置面積の縮小、消費電力の削減、需要に応じたネットワークの自動スケーリング、AIと機械学習を活用した携帯電話基地局の消費電力管理などにより、施設からの排出量を削減し、サステナビリティ上のメリットをもたらすと見込まれています。

こうした理由から、Cloud-Native Functions（CNF）の重要性は今後ますます高まるでしょう。少なくとも、そうなるべきです。

CNFは、従来は物理デバイス上で実行されていた機能やアプリケーションをソフトウェアで実装したものです。

ワークロードをクラウドネイティブアーキテクチャへ移行するために設計されたこのテクノロジーにより、通信事業者はネットワークを拡張しながら、「重い」従来型の仮想化ソフトウェアレイヤーを排除できるほか、運用を自動化およびオーケストレーションして効率を最大限に高めることができます。

また、複数の機能を単一のプラットフォームに統合できるため、サーバー容量とCPUサイクルの使用量を抑え、結果として消費電力を削減しながら、パフォーマンスを向上できます。たとえば、5Gネットワークを運用する通信事業者は、既存のネットワーク機能を同等のクラウドネイティブ版に移行できます。

統合されたCNFでは、1つのコマンド（またはAPI呼び出し）で、ドメインネームサーバー（DNS）、ゲートウェイインターネットファイアウォール（GiFW）、キャリアグレードネットワークアドレス変換（CGNAT）など、複数のネットワーク機能を有効化できる点が重要です。これにより、必要に応じてワークロードを即座にスケールアップまたはスケールダウンするなど、これまでにない柔軟性が得られます。たとえば通信事業者は、CNFを使用して大規模なスポーツイベント向けのコンピューティングおよびネットワーク容量を迅速に確保し、大会終了後に縮小できます。専用ハードウェア上で機能を実行する従来のアプローチでは、セットアップに数か月かかる場合があります。

これに対し、統合型CNFプラットフォームは、必要に応じて迅速に起動・停止でき、消費電力を最小限に抑えられます。これは、テレビやスマートフォンを使用していないときに省電力モードへ切り替わるのと同じ仕組みです。

F5では、制御プレーンとデータプレーンを完全に分離し、真のクラウドネイティブ機能をゼロから構築しました。これにより、データプレーンをスケールさせ、CGNATなどの重要なアプリケーションや機能を数秒で起動・停止できます。競合他社のCNFに準じたソリューションでは、これに約15分かかります。仮想化された「ラッパー」は真のCNFほど効果的ではなく、異なる機能を別々のサーバーに配置する必要があります。

F5は、BIG-IPハードウェアおよび仮想ネットワーク機能で使用されているソフトウェアセキュリティ機能を再設計し、Edge Firewall、CGNAT、DNS、Policy EnforcerなどをCNF形式で提供します。この互換性により、通信事業者は初期投資を保護しながら、適切なタイミングでクラウドネイティブアーキテクチャへシームレスに移行できます。

さらに、市販の汎用ハードウェアではなく、F5 CNF向けに最適化されたハードウェア上でF5のCNFスイートを実行できるため、柔軟性が一段と高まります。通信事業者は、特定の機能をハードウェアにオフロードすることで、パフォーマンスを大幅に向上できます。また、クラウドネイティブの特性とF5ハードウェアアプライアンスの優れた処理性能を両立できます。これまでと同様、選択肢があることは重要です。より持続可能な運用を実現する方法は、1つですべてに対応できるものではありません。

インパクトを生み出す

将来エネルギー価格が下落したとしても、統合には相応の効果が期待できます。合理化されたソリューションは、パフォーマンスと信頼性を高めるだけでなく、コストも削減できる可能性があります。複雑さを抑えることで、通信事業者は5G CNFの柔軟性、拡張性、可搬性を最大限に活用できます。これらは、同じ機能を専用ハードウェアや仮想ネットワーク機能（VNF）上で実行する場合と比べた主な利点です。

心強いことに、これは単なる技術上の机上論ではありません。通信事業者の間でも、統合に向けた影響力のある動きが見られ始めています。

たとえば、楽天モバイルは5GデータプレーンのCNFを統合することで、中央処理装置（CPU）の使用率を60%以上削減すると同時に、CPUホップ数を減らし、レイテンシーを低減できました。この革新的な通信事業者のアーキテクチャは、現在ではリソース消費を最適化しており、合理化されたネットワーク構造によって、新しいサービスやソフトウェアアップデートの導入も容易になっています。これは、統合によって実現できる可能性を明確に示す事例であり、今後さらに多くの通信事業者が追随すると予測されています。

F5では、N6-LANのネットワーク機能を統合することで、運用コストを削減しながら、設備投資（CapEx）を60%削減できると推定しています。また、F5 CNFsと高密度の64コア高性能チップを組み合わせたテストも実施しており、その結果、データセンターの消費電力と冷却要件を抑えながら、実際にパフォーマンスを向上できることが確認されています。

まだ初期段階ではありますが、通信事業者による統合の取り組みと、特定のユースケースに対応したF5の関連イノベーションは、今後も勢いを増していくと見込んでいます。今後の展開にご注目ください。

クラウドネイティブ統合について詳しく知りたい方は、2月27日～3月2日にバルセロナで開催されるMobile World CongressのF5ブース（ホール5、C60）へお越しください

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Alix Leconte

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