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IoT および MVNO 向けのスマートコア ネットワークスライシングの実現

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バート・サラーエツ
2018年2月23日公開

ネットワーク スライシングは、モバイル オペレーターが利用できる最も重要な 5G イノベーションの 1 つです。

業界全体で、専門家たちが将来のメリットについて熱く語ろうと競い合っている。 しかし、その技術的影響のいくつかの側面が、すでに今日活用できることを認識している人は少ない。 ネットワーク スライシングにより、モバイル オペレーターは 1 つの物理ネットワークを複数の論理ネットワーク (ネットワーク スライス) に効果的に分割できます。 各「スライス」は、基盤となるユースケースに応じて、スループット、レイテンシ、優先度などの特定のネットワーク特性を提供するようにプロビジョニングされます。

5G ネットワークは、自動車、農業、医療、運輸、物流など、さまざまな業界のさまざまなユースケースをサポートするために活用されるため、これは特に重要です。 動的なエンドツーエンドのネットワーク スライシングにより、業界はトラフィックの需要に応じてサービスがネットワーク リソースを拡大および縮小するモデルに移行し始めることができます。

たとえば、5G でますます普及するビデオ ストリーミングでは、高いスループットが必要ですが、一般的に中程度から高いレイテンシを処理できます。 一方、自動運転車は道路の安全性を保証するために超低遅延接続に依存しています。

IP トランスポート ネットワークでは、VPN テクノロジーを介してある程度のネットワーク スライシングを実現できます。 対照的に、5G ネットワーク スライシングは、無線ネットワークにまで拡張できるという点で独特です。 その後、リソースをさまざまなネットワーク スライスに割り当てて専用にすることができます。 その結果、自動運転車のようなユースケースは、無線からコア ネットワークに至るまで低遅延のベアラを保証するネットワークスライスにマッピングできます。 

今日のネットワークスライシング

モノのインターネット (IoT) とモバイル仮想ネットワーク オペレーター (MVNO) の需要に先んじなければならないというプレッシャーが高まる中、モバイル オペレーターは、既存の 3G および 4G ネットワーク (無線レベルでのスライシングをサポートしていない) のモバイル コア レベルでのネットワーク スライシングにますます関心を示しています。

加入者セッションをサービング ゲートウェイ (SGW) やパケット データ ネットワーク ゲートウェイ (PGW) などのモバイル コア要素にマッピングする現在の手法は、ドメイン ネーム システム (DNS) に基づいており、場所とアクセス ポイント名 (APN) の情報を活用します。

この種のアプローチには限界があります。 まず、位置情報を使用してユーザーをマッピングするため、特定の SGW にデバイスまたはユーザー グループの範囲を割り当てることはできません。 さらに、ユーザー グループまたはデバイスの範囲を異なる PGW にマップする唯一の方法は、新しいユーザー グループまたはデバイスの範囲ごとに新しい APN を作成することです。 これは、モバイル コア レベルでさまざまな IoT ユースケースを分離してセグメント化するための面倒な方法です。  

幸いなことに、技術的な解決策は存在します。 たとえば、F5 Networks は、サービス プロバイダーが今日これらの困難を克服するのを支援できます。 F5 GTP Session Director は、標準の DNS 技術に依存してすべてのユーザー セッションに対して SGW や PGW を選択するのではなく、よりきめ細かい決定を下すことができます。

エンド ユーザー デバイスによって開始されたすべての GTP セッションは、ローカルに構成されたポリシーに基づいて傍受されます。 その後、GTP セッションは、ローカル ポリシーによって決定された SGW および/または PGW に送信されます。 たとえば、スマートメーターのユースケースでは、特定の国際モバイル加入者識別番号 (IMSI) 範囲内の SIM カードを搭載した IoT デバイスが使用される場合があります。 GTP セッション ディレクターのローカル ポリシーは、この特定の IMSI 範囲を特定の SGW および/または PGW のセットにマップできます。

MVNO がモバイル オペレータと APN 名を共有する場合にも、同じ原則が適用されます。 繰り返しになりますが、IMSI 範囲により、GTP セッション ディレクターは、その MVNO に属するユーザー セッションを、MVNO セッションのみを管理する専用の PGW に強制的に送信します。

第 3 世代パートナーシップ プロジェクト (3GPP) は、5G 以前のスライシング技術を提供するために、新しい要素と技術 (DECOR と eDECOR) を定義しました。 F5 の Session Director は、SGW および PGW レベルでネットワーク スライシングを提供するために新しい属性に依存したり、ネットワーク要素のアップグレードを必要としたりする必要がない点が際立っています。 これにより、モバイル オペレーターは、新しい APN を作成しなくても、5G 以前にインストールされた SGW と PGW の容量を新しいユース ケースにインテリジェントに活用できるようになります。

F5 サービス プロバイダ ソリューションの詳細については、https: //f5.com/solutions/service-providerをご覧ください。