通信事業者のアーキテクチャに広がる5Gの新たな可能性

F5エコシステム | 2021年2月01日

F5のEMEAソリューションアーキテクト担当シニアディレクター、Bart Salaetsが、水平型通信事業者アーキテクチャによってネットワークとサービスの制御性をさらに高める方法を解説します

5Gコアネットワーク機能や分散アプリケーションの展開に向けて、通信事業者の間では、通信クラウドとエッジコンピューティングアーキテクチャを導入する動きが広がっています。その際、多くの事業者が根本的な選択を迫られています。従来のアプローチを踏襲し、ユースケースごとに異なるベンダーの垂直統合型スタックを導入するのか。それとも、より抜本的な方針を採り、個別のレイヤーで構成される水平型アーキテクチャを実装するのか、という選択です。

テクノロジーの進歩に伴い、先進的な通信事業者の間では、後者の選択肢への支持がますます高まっています。

実際、5Gのメリットと機能を最大限に実現できるかどうかは、柔軟でオープンかつ透明性の高いアーキテクチャにかかっていると考える十分な根拠があります。このアプローチは、抜本的に新しいコスト構造によって通信市場に変革をもたらそうとしている、日本のRakuten Mobileなど一部のグリーンフィールド事業者が採用し始めています。

水平型の通信事業者向けスタックでは、サーバーおよびネットワークインフラストラクチャと、その上で実行されるさまざまな種類のワークロードを完全に分離します。このような階層型アーキテクチャは、Webスケール企業では一般的です。しかし、通信事業者には発想の転換が求められます。5Gを独立した垂直型スタックとしてではなく、共通の通信事業者向けクラウドプラットフォーム上で実行されるユースケースとして捉える必要があります。

通信事業者にもたらす大きなビジネスメリット

ビジネスの観点から見ると、水平型の通信事業者向けクラウドアーキテクチャには、従来型のアプローチと比べていくつかの利点があります。まず、通信システムとITシステムを共通のインフラストラクチャに統合できます。これにより、設備投資（CapEx）と運用費（OpEx）を通信およびITのワークロード全体で分担でき、コストを削減できます。

第2に、5Gコアの一部とそれがサポートするアプリケーションを、ネットワークエッジのネットワーク機能とともに展開し、エンドユーザーの近くに配置できる柔軟性が得られます。これにより、応答性が高まり、ユーザーエクスペリエンスが向上します。今後数年間で、この分野の開発は大幅に加速すると見込まれます。その一例として、F5は発表しました。2021年1月にVolterraを買収したという内容です。この統合により、セキュリティを最優先し、マルチクラウドに対応したアプリケーション主導型で、無制限のスケーリング機能を備える、企業およびサービスプロバイダー向け初のエッジプラットフォームとなるEdge 2.0の構築が可能になる見込みです。

最後に、水平型アーキテクチャを採用する通信事業者は、単一ベンダーへの依存度を抑えられます。水平型アーキテクチャは本質的により「オープン」であるため、5Gコアで複数のベンダーを柔軟に組み合わせやすくなります。同時に、基盤となる通信事業者向けクラウドプラットフォームにより、通信事業者は異なる5Gコアコンポーネント間のトラフィックフローを完全に可視化できます。さらに、このアーキテクチャでは、共通プラットフォームを活用して通信事業者とITのワークロードをホストできます。これにより、ネットワーク全体で必要となるハードウェアおよびプラットフォームコンポーネントの種類を最小限に抑えられます。また、通信事業者はAWSやMicrosoft Azureなどの大手クラウドプロバイダーと提携しながら、独立性を維持できます。つまり、クラウドプロバイダーとの提携範囲から切り離されたネットワーク領域にも、ワークロードをデプロイできます。

従来の規格とは異なり、5G規格は、通信事業者による水平型アーキテクチャの採用を促すように策定されています。この新世代のセルラー技術は、現在IT分野に広く浸透しているサービスベースアーキテクチャを活用できるように設計されています。また、最新のアプリケーションは、特定の機能を実行し、HTTPプロトコルとオープンなアプリケーションプログラミングインターフェース（API）を使用して情報を交換するマイクロサービスで構成されている点も重要です。5Gのサービスベースアーキテクチャもまったく同じ原則に基づいており、HTTPベースのAPIを活用して各種5G機能を相互接続します。

社内専門知識の必要性

当然ながら、水平型の通信事業者向けスタックへの移行準備が他社より整っている事業者もあります。5G事業者との対話から、実装を進めようとする機運は高まっているものの、その進捗速度は事業者によって異なると考えられます。

今後の大きな課題は、多くのサービスプロバイダーで、水平型通信事業者スタックの運用を開始するための社内スキルが不足していることです。このような新しいアーキテクチャを導入するには、垂直型のチームを水平型のチームへ再編する必要があるため、組織とテクノロジーの両面で大きな変革が求められます。

そのため、一部の通信事業者は、特定ベンダーの機能を垂直型スタックから水平型スタックへ段階的に移行するハイブリッドアプローチから始める可能性があります。少なくとも短期的には、まずITアプリケーションに重点を置き、通信事業者のチームが自らのユースケース向けに特定のスタックを運用することになると考えられます。

一部のユースケースでは、厳しい帯域幅とレイテンシの要件を満たすため、アプリケーションとネットワーク機能をエンドユーザーの近くにデプロイする必要があります。そのため、通信事業者が多数の分散Kubernetesクラスター全体でクラウドネイティブアプリケーションと5Gネットワーク機能をデプロイし、セキュリティを確保して管理することを求めるエッジコンピューティングの取り組みが活発化し始めています。まさにこの領域で、F5とVolterraは、ネットワークチームとアプリケーションチームによるクラウドネイティブワークロードのシームレスなデプロイと管理を支援し、大きな変革をもたらすことを目指しています。今後の展開にご注目ください！

多くの進展やイノベーションを理解する必要があることは明らかですが、全体的な方向性は明確です。世界各地の通信事業者は、スタンドアロン5Gネットワークとエッジコンピューティングアーキテクチャを導入する中で、ネットワークの可視性と制御を完全に確保できる、オープンで透明性と柔軟性に優れたアーキテクチャを導入するさまざまなメリットを認識し始めるでしょう。

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