COVID-19時代におけるモバイルサービスプロバイダー向け動画・ネットワーク最適化

F5エコシステム | 2020年4月09日

企業や消費者が外出自粛要請に従う中、COVID-19は近年、モバイルサービスプロバイダーにおけるトラフィックの急増を引き起こす要因となっています。

幸い、多くのOTTプロバイダーがネットワークへの負荷を軽減するために動画ストリームの帯域を制限しましたが、これによりサービスプロバイダーは、インテリジェントなトラフィック管理および動画最適化ソリューションを活用して将来に備えることの重要性を改めて認識しました。

現在、ほとんどのオンライン動画プロバイダーは、利用可能なネットワーク容量に合わせて動画品質を調整するアダプティブビットレート（ABR）動画技術を使用しています。しかし、既存のABR技術は、特にトラフィックが集中する時間帯に、さらなる輻輳を引き起こす場合があります。最悪の場合、管理ツールを導入せずに新たなネットワーク容量を追加すると、その容量の重要性が増しているにもかかわらず、より高いビットレートと動画ストリーム品質を求める動画クライアントによって自動的に占有されてしまいます。

TCP最適化とUDPレート制限で動画トラフィックを制御

サービスプロバイダーは通常、TCPまたはUDPのいずれかのネットワークプロトコルを使用して、ユーザーにコンテンツを配信します。たとえば、Netflixはストリーミング動画の伝送にTCPを使用しています。近年、通信事業者のネットワークではUDPトラフィックが増加しています。QUIC（Quick UDP Internet Connections）は、損失回復機能と輻輳制御メカニズムを強化し、安全で暗号化された低遅延の接続を実現することを目指して設計されました。モバイルネットワークにおけるQUICベースのトラフィックの多くをYouTubeが占めています。サービスプロバイダーには、両方のプロトコルの最適化をサポートできるソリューションが必要です。

モバイルネットワークにおけるTCPの動作を改善することで、ネットワーク上の動画に関する課題に対応できます。TCP Optimizationなどのネットワーク最適化技術を導入すると、ネットワークの輻輳を改善しながら、ダウンロード速度を30～150%向上させることができます。このような改善により、加入者の体感品質が向上し、データ利用量の増加、ひいてはサービスプロバイダーの収益機会の拡大につながります。

F5は、YouTubeやHuluなどのUDPベースの動画ストリームを検出し、レート制限を使用して動的に管理できます（F5 ABR video detection and controlを使用）。UDPプロファイルのオプションを選択すると、UDPフローのレートを目的の最大値に制限できます。これにより帯域幅の使用量が抑えられ、たとえばネットワークが輻輳している場合に、他のトラフィック用の帯域を確保できます。

暗号化された動画トラフィックの増加により、さらなる複雑さが生じています。上位6つの動画アプリケーションのうち、Youtube、Facebook、Google Cloudを含む5つが暗号化されています。F5は、暗号化されたトラフィックフローを識別してレート制限を適用できるほか、トラフィックを復号することなく、エクスポートして分析できる主要な詳細情報を特定できます。

加入者とアプリケーションの可視化を活用した差別化サービスの創出

きめ細かな加入者およびアプリケーション認識を活用することで、SPは加入者の好みやプロファイルに基づいてカスタマイズした新しいサービスを提供できます。サービスプロバイダーは、暗号化の有無を問わずTCPおよびUDPトラフィックを検出し、特定の加入者とトラフィックタイプを識別したうえで、帯域幅制御ポリシーを適用できます。

ポリシーは、時間帯、加入者、アプリケーション、デバイスタイプごとに設定できます。現在、企業ユーザーは社内ネットワークを離れて在宅勤務に移行し、日常的に利用している一般消費者向けネットワークを使用しています。たとえば、プロバイダーはNetflixやHuluのトラフィックを除外し、Zoomのトラフィックを優先する高パフォーマンスの企業向けサービスを提供することもできます。また、ネットワークに接続するユーザー数が朝にピークを迎える場合は、それに応じた動画制御を使用して輻輳を管理できます。パフォーマンス階層も新たな機会となります。たとえば、ゴールドプランの加入者は5 Mbps（1080p解像度に適合）で動画をストリーミングできる一方、シルバープランの加入者は最大3 Mbps（480p解像度に適合）に制限されます。

さらに重要なのは、Netflix HD（1080p解像度）およびSD（480p解像度）のスループットと品質の要件に加え、さまざまなデバイス（スマートフォン、タブレット、ノートPCなど）で高品質な視聴体験を実現するために必要なスループットを満たしながら、帯域幅を削減し、ユーザー体験を維持できることです。

ネットワーク内の動画が使用する帯域幅をプロアクティブに管理する計画を立てることで、質の高いユーザー体験を維持・向上しながら、ネットワークリソース、特に高価なRANリソースを大幅に節約できます。TCP Optimization、ABR Videoの検出と制御、加入者認識など、複数のツールを組み合わせることで、優れた柔軟性が得られます。帯域幅を管理し、トラフィックのスループットを最大化することで、サービスプロバイダーは、増加し続けるIPトラフィックに加え、パンデミックに伴うピークや不確実性にも最適に対応できます。こうした戦略は、パフォーマンスの向上、TCOの削減、加入者QoEの改善に役立ちます。

現在の状況にサービスプロバイダーが適切に対応できるようF5がどのように支援できるかについて詳しくは、F5のCOVID-19対応事業継続リソース内の専用セクションをご覧ください：https://www.f5.com/business-continuity/service-providers-keep-the-world-connected

現在のパンデミックというより広範な状況において、同様のパフォーマンス上の課題に対処するうえで、以下の記事も参考になります。