5G/Beyond 5Gネットワークでは、無線トランスポートネットワークの効率的な利用に向けSDN/自動化の対応が求められており、ONF、IETF、ETSIなどの標準化団体では、NETCONFを用いた装置監視制御インタフェースやデータモデルの標準化が進められています。NECの無線トランスポート装置PASOLINKとネットワーク管理システムUNMS（NEC Unified Network Management System）は、これらの標準化に準拠しSDNオーケストレータと連携することで、無線トランスポートネットワーク運用の自動化ソリューションを提供します。

1. はじめに

5G及びBeyond 5Gのネットワークは、さまざまなネットワークを組み合わせた複合的なネットワークシステムとなり、ネットワークサービスやアプリケーションを提供するためにEnd-to-Endで統合された運用管理とネットワーク資源利用の最適化が求められます。そして、従来ベンダー固有の制御・データモデルを使用している無線トランスポート領域についても、ネットワーク管理の効率化が求められています。これらを実現するため、SDN（Software Defined Network）の導入や運用の自動化が検討されています。

本稿では無線トランスポートにおけるSDN/自動化の標準化動向について説明し、NECの装置、ネットワーク管理製品における対応状況・方針について紹介します。

2. 無線トランスポートドメインにおけるSDN/自動化の標準化動向

NECは各標準化団体のSDN/自動化の標準化活動に初期段階から参画し、PoC（Proof of Concept）に参加するなど、SDNの標準化活動に貢献しています^1）。

2.1 SDNアーキテクチャ

SDNのアーキテクチャは、大きく2つ定義されています。1つはSDNオーケストレータから複数ベンダーの装置を直接監視制御する方式（図1）、もう1つは装置の監視制御は各ベンダーのコントローラ（ドメインコントローラ）に任せ、SDNオーケストレータは各ベンダーのコントローラを通し間接的に装置を監視制御する方式（図2）^2）です。各装置が標準化されたSDNインタフェース、データモデルに準拠している場合は、直接監視制御する方式をとることができます。既設の旧型装置や、各ドメイン固有の技術、ベンダー固有の機能を使用する場合は、ドメインコントローラを用いた間接的な監視制御を行います。

無線トランスポートにおける装置制御のSDNインタフェースとして、NETCONF^3）が規定されています。NETCONFはSNMPに代わる監視制御インタフェースとして注目されているプロトコルであり、XMLをベースとしたテキスト形式による可読性の良さや、SSHベースのセキュリティ、ロールバック機能などSNMPよりも高度な機能を有しています。

SDNオーケストレータとドメインコントローラ間のインタフェースとしてONF（Open Networking Foundation）ではTAPI^4）、IETFではRESTCONF^5）が規定されています。TAPIは複数の装置にまたがるVLANサービスを管理し、サービスごとに制御するインタフェースであるのに対し、RESTCONFは装置ごとに制御するインタフェースとなっています。

2.2 データモデルの共通化

ベンダーに依存しない装置管理の実現を目指し、管理モデルの標準化が進められています。

ONFのOTCC（Open Transport Configuration & Control）では、5G-xHaulチームのなかで無線トランスポート装置の管理モデルの策定が進められており、Microwave Information Model TR-532^6）が作成されています。PoCや実フィールドでの実証試験も進められており、2021年にはTelefónica Germanyを中心に、Microwave Information Model TR-532を実装したSDNコントローラで40,000台の装置の監視制御が実施されました^7）。一方IETFのCCAMP（Common Control and Measurement Plane）でも無線トランスポート装置の管理モデルの策定が進められており、RFC8561^8）が発行されています。2つのモデル間には互換性がないことから、現状どちらのモデルがデファクトスタンダードとなるかは決まっておらず今後も注視が必要な状況となっています。

2.3 自動化ユースケース

ETSI mWTでは、SDN/自動化ユースケースの検討、実証試験が進められています。VLANサービスの制御や、電力消費の効率化、最適な周波数割り当てなど無線トランスポートにおけるSDN/自動化のユースケースを整理したドキュメント^9）10）が発行されました。更に、ユースケースの実証実験としてRFC8561をベースにマルチベンダーの装置をNETCONFで制御しネットワーク情報の取得やVLANの制御を行う試験（PlugTest）が2023年2月に実施されました^11）。

3. NECの無線トランスポートドメインにおけるSDN/自動化の対応

NECは、無線トランスポート装置（PASOLINK）とそのネットワーク管理システムとして、UNMS（NEC Unified Network Management System）を提供しています。PASOLINK及びUNMSにおけるSDN/自動化の実現に向けた取り組みを紹介します。

3.1 監視制御インタフェース

UNMSはSDNアーキテクチャにおける無線トランスポートドメインのドメインコントローラとして振る舞い、SDNオーケストレータと連携して無線トランスポート装置を制御することで、ネットワーク管理の効率化を実現します。UNMSは上位インタフェースとしてTAPI、RESTCONFの双方を実装しており、さまざまなSDNオーケストレータと接続、連携することが可能になっています。またUNMSは装置制御のインタフェースとしてNETCONFプロトコルに対応しています。そのためNEC製装置に限らずNETCONF/TR-532に対応している他社製の無線トランスポート装置とも接続し、マルチベンダーネットワークの管理を行うことができます。

PASOLINKはNETCONFプロトコルに対応しています。そのためSDNオーケストレータから直接監視制御することが可能となり、第2章に記載した２つのSDNアーキテクチャに対応可能となっています。

3.2 自動化ユースケースへの対応

UNMSはETSI GR mWT 025^10）で規定されている6つの自動化ユースケースに対応しています。この6つのユースケースは無線トランスポートにおけるネットワーク管理の課題を網羅しており、これらの自動化を進めることで通信事業者の運用効率化に貢献します。

3.2.1 ネットワークとサービスの自動検出

複雑なネットワーク構成を統合的に管理するためには、そのネットワーク構成（ネットワークトポロジ）を把握する必要があります。UNMSは装置から装置の構成情報や隣接情報、VLANの設定情報を取得し、ネットワーク構成やVLANサービス構成を解析して管理し、標準化されたSDNインタフェースを用いてSDNオーケストレータに提供します（図3）。これによりSDNオーケストレータでマルチドメインのEnd-to-Endネットワークトポロジの管理が可能になります。

3.2.2 サービスプロビジョニング

効率的にネットワーク資源を活用してネットワークサービスを提供するためには、IPネットワークと無線トランスポートネットワークを横断的に設計する必要があります。UNMSはSDNオーケストレータの指示を受け、無線トランスポートドメイン内の最適経路設計と装置設定を行います。これによりSDNオーケストレータにおけるVLANサービスのEnd-to-Endサービスプロビジョニング（図4）が実現できるようになります。

3.2.3 ネットワーク資源の効率化

効率的にネットワーク資源を利用するためには、トラフィック情報に応じたネットワーク構成の最適化が必要となります。UNMSは装置からトラフィック情報を収集し、無線ネットワーク運用のノウハウを生かした分析結果をレポートします。またリアルタイムでのトラフィック情報表示やAI・機械学習による予測が求められており、UNMSも対応を計画中です。

3.2.4 障害解析と障害予測

OPEX（Operating Expense：運用コスト）の削減、ネットワークの可用性の向上、及びエンドユーザーへのサービス品質の向上を実現するために、障害解析や障害予測の高度化が求められています。UNMSは装置からのアラームをSDNオーケストレータに通知する標準SDNインタフェースを持ち、かつ無線トランスポートドメイン内の障害解析を行ってサービスに影響するアラーム情報をSDNオーケストレータに提供する機能を備えています。これにより、SDNオーケストレータはマルチドメインの高度な障害解析や障害予測が可能になります。

3.2.5 消費電力効率化

無線トランスポートドメインを含むネットワーク全体の消費電力の削減が通信事業者の課題となっています。UNMSでは、複数の無線チャネルを仮想的に1つの物理レイヤとしてパケット転送を行うRTA（Radio Traffic Aggregation）機能を用いている回線において、トラフィック量が十分に少ない時間帯だけRTA回線の一部の無線チャネルを停波することで消費電力の削減を行うことができます。トラフィック量の分析を行い、停波すべき無線チャネルの検出と装置設定変更を自動で実施します。

3.2.6 周波数自動アロケーション

5G時代に入りネットワークの高密度化が進み、無線リンク間の周波数相互干渉が今以上に発生しやすい環境へとなっていくことから、周波数の自動アロケーションへの要求が高まっています。UNMSでは周波数自動アロケーションに向けて、周波数使用状況の見える化やトラフィック情報分析からのフェージング検出、SDNオーケストレータへの情報提供の検討を進めています。

4. まとめ

本稿では無線トランスポートネットワークにおけるSDN/自動化の標準化動向とNECの対応状況を紹介しました。NECは無線トランスポート領域において、SDN/自動化の標準化に積極的に取り組み、標準化に準拠した無線トランスポート装置PASOLINKおよびネットワーク管理システムUNMSを提供しています。またSDNオーケストレータ導入有無にかかわらず、無線トランスポートドメインの運用効率化が実現できるよう、UNMSの自動化対応を進めていきます。Beyond 5Gに向けてネットワークのオペレーションの最適化、高度化を実現することでテレコムネットワークの発展とネットワークサービス提供に貢献します。

参考文献

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