5Gネットワークスライスの自動運用の実現に向けて国内通信事業者として初めてETSI ZSM公認を受けた実証実験に成功

日本電信電話株式会社 ネットワークサービスシステム研究所（以下、NS研）、日本電信電話株式会社 ネットワークイノベーションセンタ（以下、NIC）は、株式会社NTTドコモ、NTTコミュニケーションズ株式会社とともに、5Gネットワークスライスの自動運用を実現する E2EO（エンドツーエンドオーケストレーション技術）について、国内通信事業者として初めて^※1標準化団体であるETSI（欧州電気通信標準化機構、European Telecommunications Standards Institute）のISG（Industry Specification Group） ZSM（Zero touch network and Service Management、以下、ZSM）の公認を受けた実証実験に成功しました。

5Gモバイルネットワーク上にネットワークスライスを実現することにより、お客さまの多様なニーズに柔軟に対応する高品質で経済的なネットワークの提供が可能となります。これには、ネットワークを構成する複数のドメインのスライスを連携したエンドツーエンド（以下、E2E）の制御や管理が必要となります。これに向けて、E2EOによる、無線基地局、コアネットワーク（以下、コアNW）、トランスポートネットワーク（以下、トランスポートNW）で構成される5Gネットワークスライス全体の構築や監視、運用保守といったオペレーションの自動化の実現に向けた検討が進められています。E2EOによる5Gネットワークスライスのオペレーションの自動化により、通信事業領域におけるDXを推進すると共に、お客さまにサービスを迅速に提供することが期待されています。

本実証実験では、E2EOおよび5Gモバイルネットワークの実験環境を構築し、商用サービスの運用を想定したE2EOからの制御、および監視の一部を実現しました。具体的には、コアNW、トランスポートNWなどの各スライスの制御モデル・方式をE2EOと連携させることで5Gネットワークスライスの生成や削除、ならびに、サービス品質の監視を実現しています。E2EOによる5Gネットワークスライスの生成/削除や自動制御は、最新のZSM仕様に準拠しつつ、トランスポートNWや5GコアNWなどの複数ドメインにまたがったオーケストレーションにより実現されています。実証実験の各構成要素には、ZSMで規定するアーキテクチャに即したシステム構成とマネジメントサービスを実装し、これらの実証実験を通じてZSM仕様で定める制御機能やデータモデルの充足度を確認しています。

本実証実験は、NS研技術の5GのコアNWの設計制御技術^※2（ACPE^※3）とトランスポートNWのマルチレイヤ設計・制御技術^※4と、NIC技術の高精度ネットワークモニタリング＆制御技術（HANMOC^※5,6）によりネットワークスライス毎の自動制御およびネットワーク構成やリソースの最適化を実現しています。さらにNIC技術のスライス・ゲートウェイ^※7と、その監視・設定を行うワンストップ構築エージョント^※8がコアNWとトランスポートNWなど異なるドメイン間の接続制御を行うことでE2Eでのネットワークスライスを実現しています。ZSM仕様準拠のアーキテクチャおよびシーケンスに沿った形でこれらの技術がE2EOを介して連携し、5Gネットワークスライスの自動制御を実現しています。

ETSIは、1988年に設立された欧州の電気通信技術に関する標準化団体で、65ヵ国から900以上の企業・研究機関が参加しています。ワーキンググループの一つであるZSMは、ネットワーク運用における自動化技術の標準化を進めています。ZSMが定めるPoC要件に準拠した本実証実験が、ZSM公認として認定されたことで、実証から得られた現在の標準のみで実現できない機能等の知見をフィードバックすることにより標準仕様策定の検討促進に寄与します。これにより、より多くの装置ベンダやオペレータにおいてZSM仕様に基づく実装やサービス検討が加速され、5GネットワークスライスとE2EOによる自動制御が実現に向けて前進することが期待されます。

NS研およびNICは、本実験で実証した5GネットワークスライスのE2Eでの自動制御を発展させて、5G evolutionや6Gに向けてIOWNの機能別専用ネットワークおよびコグニティブファウンデーション^※9に関する研究開発に取り組んでまいります。

【注釈】

^※1ETSI ISG ZSMに公認を受けた実証実験として国内事業者で初めて

^※2Cloud-native Network Function（CNF）と呼ばれる5Gコアを構成するソフトウェア機能に対して、お客さま通信要件に基づき機械学習を用いた性能推定によってサーバのハードウェアリソースや配置先の拠点を最適設計して配備・開通する技術

^※3Automated CNF Provisioning Engine

^※4Segment Routingなどパケットベースのネットワークと光伝送ネットワークを統合制御するSDN制御技術。IPによるVPNだけでなくイーサネット、光伝送パスなど接続レイヤの異なるネットワークサービスをSDN（Software Defined Network）制御によって、遅延や帯域などスライスの品質要件に応じた構成に最適設計・制御する技術。

^※55G時代以降に必要となるような高精度での通信遅延・遅延揺らぎ等の測定や、ユーザ通信経路の確実な正常性測定により、保守運用の高度化や品質保証を実現可能とする技術

^※6高精度ネットワークモニタリング＆制御技術: HANMOC, https://www.rd.ntt/research/NIC0008.html

^※7サービス要件に合わせたエンドエンドネットワークスライス構成技術, https://www.rd.ntt/research/NIC0005.html

^※8ICTサービスの一括構築・一元保全を可能にするワンストップオペレーション技術, https://www.rd.ntt/research/NW99-333.html

^※9コグニティブファウンデーションとは何か, https://www.rd.ntt/iown/0004.html