第4回 3GPP SA5における標準化
－ ネットワーク・スライスの管理 －

ネットワーク・スライスを構成するNFのインスタンスとそれに必要なリソースが割り当てられたネットワーク・スライスは、ネットワーク・スライス・インスタンス (以下、NSI)と呼ばれます。TS 28.530では、NSIの管理フェーズを図1の通り4つのフェーズに分けています。

図1：ネットワーク・スライス・インスタンスのライフサイクル管理
(source:http://www.3gpp.org/news-events/3gpp-news/1951-sa5_5g)

4つのフェーズは左から順に以下の通りです。

1. Preparation: NSI生成の準備（ネットワーク・スライス・テンプレート設計、オンボーディング、ネットワーク環境の準備）
2. Commissioning: NSI生成
3. Operation: NSIのアクティベーション、変更、ディアクティベーション
4. Decommissioning: 他と共有していないリソースの削除と、共有リソースからのNSI 特有の設定の削除

Preparationフェーズでは、NSI生成の準備としてネットワーク・スライス・テンプレートの設計をしたり、オンボーディング、ネットワーク環境の準備をしたりします。それが終わると、Commissioningフェーズでネットワーク・スライスの要件を満たすために必要なリソースが割り当てられ、NSIが生成されます。次のOperationフェーズでNSIがアクティベーションされると、実際の通信サービスが提供される状態になり、通信状況に応じてNSIに変更が加えられます。通信サービスの提供が終了すると、そのNSIはディアクティベーションされます。NSIがディアクティベーションされただけではそれまでに確保されていたネットワーク・スライスのリソースは確保されたままになっていますが、最終的にはDecommissioningフェーズでそのリソースも解放されます。

なお、NSIは「コアネットワーク」、「アクセスネットワーク」といった複数のネットワーク・スライス・サブネット・インスタンス(NSSI）に細分化され、NSIとNSSIで独立したライフサイクル管理ができるように規定されています。

TS 28.530では、ネットワーク・スライス管理のユースケースとして、以下の15シーンを挙げています。

上記のユースケースでは、オペレーター自身による管理の他に、サードパーティーに対してその機能を公開するケースも想定されています。これは、TS 22.261にネットワーク・スライスの管理に関して、「サードパーティーに対して適切なAPIを提供しなければならない」と規定されているためです。このため、5Gではサードパーティーが自分自身で使うネットワーク・スライスを生成したり、変更したりできるようになります。また、これらのユースケースに紐づくネットワーク・スライスの管理に関する要件もTS 28.530にはまとめられています。

ネットワーク・スライス管理のアーキテクチャはTS 28.533で規定されています。管理ノードはManagement Function（以下、MF）と呼ばれますが、MFも5GCのC-plane同様、Service-based Architecture（以下、SBA）が使われます。また、VNFを中心とする仮想化環境の管理に関しては、ETSIのNetwork Functions Virtualisation Industry Specification Group（以下、NFV ISG）が規定するManagement and Orchestration（以下、 MANO）と連携することになっています。これに関して、TS 28.533のAnnexに、NFV-MANOとの連携の例が記述されています。

図3では、左側が3GPPの管理システム、右側がETSIのNFV-MANOを表しています。ネットワーク・スライス（・サブネット）のプロビジョニングのリクエストは左側の3GPP管理システムを構成するMF間で処理されますが、その際、VNFの起動が必要な場合は、右側のNFV-MANOと連携して処理を実行します。

このアーキテクチャは、リリース14で規定されたTS 28.500に記述されているManagement Architecture（図4）を基にしています。

TS 28.500は、仮想化されたNF (VNF)が導入されたモバイルネットワークの管理方法を検討する中で定義されたコンセプトやアーキテクチャ、要件をまとめたドキュメントです。ここでは、仮想化の導入に伴って発生する管理タスク、例えば、VNFのライフサイクル管理などはETSIの規定をそのまま活用し、3GPP側の管理システムでは移動体ネットワークとして管理に必要なタスクのみを行うようになっています。

ネットワーク・スライスのプロビジョニング手順は、TS 28.531で規定されています。TS 28.531では、プロビジョニングに関わるユースケースと要件、そして実際の手順が規定されており、以下のシナリオが挙げられています。

これらのユースケースは、先ほど、NSI管理のコンセプトで紹介した4つの管理フェーズのいずれかに対応しています。

また、具体的な手順に関しては、以下の通り、規定されています。

こちらも、先ほどのユースケースで必要となるプロビジョニング手順が規定されています。

なおTS 28.531では、図3の左側に描かれているMF間の手順だけが規定されています。3GPP管理システムとNFV-MANOとの間の手順については、TS 28.526, “Telecommunication management; Life Cycle Management (LCM) for mobile networks that include virtualized network functions; Procedures” で規定されています。

TS 28.550には、ネットワークの性能データを収集する理由として以下のように記述されています。
「超低遅延、高いデータ容量、厳しい信頼性に対する要件を備えたサービスの場合、ネットワークの障害や性能の問題によりサービス障害が発生し、所有物が壊れたり、体を負傷したりする可能性がある。従って、潜在的な問題を事前に検出し、問題を防止または緩和するための適切な処置を講じるために、分析アプリケーションが使えるようなリアルタイムの性能データを収集する必要がある。」
具体的にどういったデータを取得するかについては、TS 28.552とTS 28.554で規定されています。

5Gネットワークの性能を測定するために、TS 28.552では5Gシステムを構成する各NFで測定すべき指標を以下の通り、規定しています。

各NFで測定された値は、NSSIを構成する一連のNFの性能測定値ごとに集約され、そのNSSIのパフォーマンスインジケータとしてまとめられます。またNSIの性能に関しては、これを構成するNSSIのパフォーマンスインジケータが集約され、そのNSIのパフォーマンスインジケータとしてまとめられます。
この性能測定は、NF個別の性能だけではなく、仮想化されたリソース（CPU、メモリ、ディスク）の使用率も計測することになっています。

TS 28.554では、5Gネットワークとネットワーク・スライスでのエンドツーエンドのKPIを定義しています。リリース15では、アクセシビリティ、インテグリティ、使用率に関するKPIだけが定義されていますが、将来的には、Retainability, Availability, Mobilityに関するKPIも定義される予定となっています。

リリース15で定義されたKPIには、以下のようなものがあります。

アクセシビリティKPIは、あるネットワーク・スライスでレジストレーションした契約者数とその成功率を計測します。インテグリティKPIは、ネットワーク（・スライス）の遅延やスループットを計測します。使用率KPIは、あるネットワーク・スライスでのセッション数や仮想化リソースの使用率を計測します。
このようにして算出されたKPIは、分析用のアプリケーションによって使用されることが想定されています。性能データを分析することにより、事前にネットワーク（・スライス）で発生しそうな問題の兆候を検知したり、発生した場合でも迅速に対応したりできるようにしようとしています。

5Gではネットワーク・スライスを使って様々な要件のサービスが提供されるため、サービス品質を確保することが極めて重要になります。従って、ネットワーク監理システムの重要性がこれまで以上に高くなるものと予想されます。