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 SA(Stand Alone)時代の5G(第5世代移動通信システム)で活用が期待される機能として「ネットワークエクスポージャー」がある。ネットワークの持つ機能を外部のアプリケーションから利用できるようにする仕組みだ。第3回ではこのネットワークエクスポージャー機能についてエリクソン・ジャパンが説明する。

 「ネットワークエクスポージャー」とは、モバイルネットワークの機能を開放し、外部のソフトウエアプログラムから操作できるようにする仕組みです。ネットワークの機能をソフトウエアプログラムで操作できるAPI(Application Programming Interface)として開放します。5Gのコアネットワークである5G Core(5GC)の導入を前提とするSA構成の時代に活用が期待されています。

 ネットワークエクスポージャーで何が変わるのでしょうか。スマホ機能をアプリ開発者に開放するのと同様に、モバイルネットワーク機能をアプリ開発者に開放することで、ネットワークの機能を活用した多様なアプリを実現できるようになります。例えばユーザーが高速バスなどで移動中においても、後述するネットワークの機能で、スマホアプリの遅延時間を小さくすることが可能です。

 ネットワークエクスポージャーでは、5Gネットワークのどのような機能を開放するのでしょうか。5GCでは、ネットワークのさまざまな機能を役割ごとにNetwork Function(NF)として規定しています。このうち、ユーザーの移動を検知したり通信を制御したりするための制御用NFの多くを、APIを介して外部から運用できるようにします。このAPIを提供するのがNEF(Network Exposure Function)です。

 NEFで利用可能な制御用NFには、例えば以下のような機能があります。各エリアに移動してきた端末の登録や無線接続を管理する「AMF(Access and Mobility Management Function)」、アプリの利用するデータ転送パスの設定や開放する「SMF(Session Management Function)」、各ユーザーの加入契約情報や端末認証情報、端末の在圏位置情報を保持する「UDM(Unified Data Management)」、各アプリからの要件に基づき、利用するデータ転送パスの速度や遅延時間などの品質を設定する「PCF(Policy Control Function)」、端末が使用するネットワークスライス(第2回参照)を割り当てダイナミックに切り替えられる「NSSF(Network Slice Selection Function)」などです。

 図1に、NEFを介してAMFやSMF、UDM、PCFなどの機能を外部サーバーにAPIとして提供する仕組みを示します。少し詳細になりますが、具体的にAPIを通して何ができるのかを見ていきましょう。表1に、NEFが規定するAPIの例とその概要を示します。

図1 ネットワークエクスポージャーの仕組み
図1 ネットワークエクスポージャーの仕組み
NEFを介してAMFやSMF、UDM、PCFなどの機能を外部サーバーにAPIとして提供する。(出所:エリクソン・ジャパン)
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表1 ネットワークエクスポージャーのAPI例
表1 ネットワークエクスポージャーのAPI例
(出所:エリクソン・ジャパン)
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 「EventExposure」はそれまでつながっていなかった端末がネットワークにつながり通信可能になった、逆に通信できなくなった、端末の在圏エリアが変わったなどのイベントを通知するためのAPIです。UDM及びAMFからNEFを通して外部サーバーに通知します。

 「AFsessionWithQoS」は外部サーバー上のアプリ(AF: Application Function)から、特定の端末に対するデータ通信パス(Session)の通信速度や遅延などのサービス品質(QoS:Quality of Service)を指定します。NEFからPCFに所望の品質を要求し、PCFがSMFにQoSを満足する通信パスを設定するように指示。あるいは既に利用可能なスライスが設定されていればPCFがNSSFにそのスライスを選択するように指示します。

 「TrafficInfluence」はユーザーデータ(Traffic)の送られるルートを変更(Influence)して、例えばユーザー(端末)に近い位置にあるエッジサーバーに相当するUPF(User Plane Function)へルーティング。そのUPFにつながったサーバー上のアプリを利用することにより遅延時間を短縮します。NEFからPCFにルート変更を要求し、PCFからSMFに適切なUPFを選択して通信パスのルートを変更するように指示します。