IoTとMVNO向けスマートコアネットワークスライシング：3G/4Gネットワークで5Gの可能性を解き放つ

ネットワークスライシングは最も変革的な5Gイノベーションの1つと称されますが、多くの事業者はその即時適用可能性を見落としています。F5 NetworksのシステムズエンジニアリングディレクターであるBart Salaets氏は、このテクノロジーがすでに今日、カスタマイズされたネットワーク体験の提供に活用できることを指摘します。

本質的に、ネットワークスライシングは、単一の物理インフラを複数の論理ネットワークに分割することを可能にし、それぞれがスループット、レイテンシ、優先度などの異なるパフォーマンス基準を満たすように設計されます。

この機能は、5Gネットワークが自動車、農業、ヘルスケア、物流など幅広い垂直分野をサポートするよう進化する中で不可欠です。ダイナミックなエンドツーエンドスライシングにより、サービスはネットワークリソースをリアルタイムでスケールし、トラフィック需要に精密に対応できます。

例えば、高精細ビデオストリーミングには大量の帯域幅が必要ですが、中程度のレイテンシは許容できます。一方、自律走行車は安全を確保するために超低レイテンシを要求します。専用スライスを割り当てることで、事業者は各シナリオに適したリソースミックスを保証できます。

従来のIPトランスポートネットワークはVPNテクノロジーを通じて限定的なスライシングを実現します。対照的に、5Gスライシングは無線ドメイン深くまで拡張し、無線アクセスネットワークからコアまでリソースをプロビジョニングできます。このエンドツーエンドの分離こそが、例えば自動運転車をベースステーションからコアネットワークまで低レイテンシベアラーを保証するスライスにマッピングすることを可能にします。

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事業者（MVNO）からの需要増大に直面し、事業者はレガシー3Gおよび4Gインフラストラクチャ内でのコアレベルスライシングに目を向けています。これらのネットワークには無線レベルのスライシングサポートがありません。

現在のアプローチはDNSに依存し、位置情報とアクセスポイント名（APN）データを活用して加入者セッションをサービングゲートウェイ（SGW）とパケットデータネットワークゲートウェイ（PGW）にルーティングします。しかし、これらの手法には主要な制限があります：位置情報のみに基づいてデバイスグループを特定のSGWに割り当てることはできず、デバイスコホートごとに新しいAPNを作成するのは煩雑で、多様なIoTユースケースの分離を妨げます。

F5 Networksは実用的なソリューションを提供します：GTP Session Directorで、従来のDNSルーティングをGTPレイヤーでの粒度の高いポリシードリブン決定に置き換えます。

エンドユーザーデバイスによって開始されるすべてのGTPセッションはSession Directorによってインターセプトされます。IMSIレンジ、デバイスタイプ、アプリケーション識別子などのローカルポリシーが、セッションを選択したSGWまたはPGWに誘導します。例えば、スマートメータリング展開では、特定範囲内のIMSIを持つすべてのデバイスを専用のSGWセットに割り当て、予測可能なパフォーマンスを確保できます。

同じ原則が、事業者のAPNを共有するMVNOにも適用されます。MVNOのIMSIレンジをマッピングすることで、Session DirectorはそのトラフィックをMVNOセッションのみを処理する専用PGWにルーティングし、追加のAPNなしで明確な分離を提供します。

3GPPはDECORやeDECORなどのプレ5Gスライシング概念を導入しましたが、GTP Session Directorは、新しい属性やコアネットワークアップグレードを必要とせずにスライスのような粒度を提供する点で際立っています。事業者は、既存のSGWとPGW資産を活用して新しいユースケースをサポートし、柔軟性を維持できます。

著者：Bart Salaets、Systems Engineering Director、F5 Networks