Athonetブログ [基本編] 2. Athonetのユースケース

[CTG-Japan]

1. 自己紹介

吉川慎二こんにちは、日本ヒューレット・パッカード合同会社　テレコソリューションズ営業本部の吉川　慎二（Yoshikawa Shinji）と申します。通信事業者向けのソフトウェア製品のプリセールスを担当しており、主に コアネットワーク系のソリューションをお客様に紹介しています。

2. はじめに
本ブログでは数回にわたりAthonetを紹介していきたいと思います。内容については[基本編]と[応用編]を予定しており、[基本編]ではAthonetの基本情報について紹介し、[応用編]では実際にAthonetを操作し、その使いやすさや便利な機能を紹介していきいと思います。今回は” [基本編] 2. Athonetのユースケース”になりますが一般的なLocal 5Gのユースケースは他に任せるとして、本ブログでは全世界で使われているAthonetならではというユースケースを紹介したいと思います。

3. 南極におけるStarlinkとの連携図１：南極におけるStarlinkとの連携

Local 5Gの広いカバーエリアが有効活用されるのはいわゆる「だだっぴろくて何もない場所」です。そのユースケースとしてよく出てくるのが飛行場や港になりますが、その最たる場所の一つは“南極”と言えるでしょう。Athonetはこの雪と氷に覆われた何もない世界で活用され、その5Gの電波は4-5kmのエリアをカバーしました。このネットワークにより日常業務におけるプッシュツートーク、メッセージ、通話などのコミュニケーション手段を現地チームに提供し、さらにこのプライベートネットワークはSpaceX Starlinkと接続することで、観光客や研究チームにインターネット接続も提供しています。さらに特筆すべきことは、この場所の平均気温が-30度で強風が吹き荒れる場所であるということです。このような過酷な環境に耐えうるネットワークシステムを構築することができるのはHPEの豊富な経験とテクノロジーがなせる業といえます。

4. ゴルフ場におけるWi-Fiバックホール

図２：ゴルフ場におけるWi-Fiバックホール

ちまたでは「Local 5GとWi-Fiとどちらがいいの？」という比較がよく行われていますが、HPEでは「どちらが」ではなく両方の優れた点を「どちらも」活用するべきであると考えています。そのユースケースの一つがWi-Fiバックホールになります。このユースケースはゴルフ場におけるユースケースになりますが、この「だだっぴろくて何もない場所」を業務用のネットワークとしてLocal 5Gでカバーするだけではなくギャラリー用のネットワークとしてWi-Fiでもカバーしました。一般的にWi-FiはLocal 5Gに比べ不特定多数に無線ネットワークを提供するのは得意ですが、その一方で広いエリアをカバーするのは得意ではありません。というのは、Wi-Fiでゴルフ場全体をカバーして来場する何万ものギャラリーに安定した通信を提供するのに800ものWi-Fi アクセスポイント(AP)を置かなくてはいけないからです。この膨大な数のWi-Fi APを設置するときの課題はケーブルです。幸いにしてこの地域は日照時間が長いため電源はソーラーで確保できましたが、問題はバックホール用のネットワークケーブルです。HPEはこのバックホールのネットワークをLocal 5Gで提供することでWi-Fi APの完全ケーブルレス化成功し、イベント終了後に余る物理的設備を大幅に削減するとともにゴルフ場の原状回復にかかる負荷もごくわずかに抑えることができました。これは昨今のサステナビリティパフォーマンスの向上に寄与するユースケースの一つであるといえます。

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5. MVNOユースケース
AthonetはLocal 5GもしくはPrivate 4G用のコアネットワークのパッケージ提供を狙いとして開発されたものですが、コアネットワークを構成する各NF間の内部通信も標準に沿って実装されているため、コアネットワーク全体を提供する以外にコアネットワークの一部のみを提供するユースケースにも対応しています。（実際にAthonetの内部通信をキャプチャーすると実際に標準通りに動作しているところを見ることができます）。
コアネットワークの一部のみを提供するユースケースの一つとしてL2接続のMVNOユースケースがあります。L2接続のMVNOを簡単に説明すると、コアネットワークをモバイル管理側とセッション管理側の二つに分け、それぞれをMNOとMVNOで担うことで実現するモバイルネットワークになります。つまり、コアネットワークを二つに分けるのですが、AthonetはMVNO設備としてのインターフェイスもサポートします。
具体的にはAthonetのNFの中でMVNOに必要なPGWもしくはPGW+HSSのみを起動させそれ以外を停止します。その場合Athonetはコア全体ではなくPGWのみもしくはPGW+HSSのみで動作し、S5/S8もしくはS5/S8+S6aインターフェイスを介してMNOと接続させることが可能になります（下図参照）。
本MVNOユースケースはヨーロッパで2件、アメリカで2件、実際に商用で導入された実績があります。
図３：Athonet MVNOの構成

図４：Athonet フルMVNOの構成

6. ローカルブレイクアウト
こちらも「MVNOユースケース」と同様にAthonetの一部のNFのみを使うユースケースとなります。通常モバイル通信はコアネットワークを経由するため、アンテナがどこにあってもその通信は一旦コアネットワークまで運ばれた後、インターネット等の外部ネットワークに抜けていきます。コアネットワーク全体がお客様の施設内に設置されている場合は特に問題になりませんが、コアネットワークをデータセンター等の遠隔地に設置し遠隔からネットワークを管理する構成ではセキュリティや通信遅延の面で懸念を持たれるお客様がいらっしゃいます。つまり、ユーザの実際の通信はオフィスもしくは工場などのお客様施設内から外に出すことなくその場で処理させたいという要望をいただくことがあります。そして、その要望に応えるのがローカルブレイクアウトという手法になります。具体的にはコアネットワークをユーザの実際の通信を扱う部分（UPF/SGW-U/PGW-U）と制御信号を扱う部分に分離し、前者をお客様施設内、後者をデータセンター等に設置することで、ユーザの実際の通信はローカルで処理しつつ制御信号は遠隔で処理させることが可能になります（下図参照）。また、このローカルブレイクアウトという手法ですが、最近よく耳にするエッジコンピューティングでもモバイル通信における必須の機能として利用される機能となります。
図５：Athonetのローカルブレイクアウト構成

7. まとめ
今回はAthonetのユースケースとして４つの事例を紹介しましたが、どれもシンプルなローカル5GではなくAthonetの応用として様々な活用法を紹介しました。これら多様なユースケースを通じてAthonetが柔軟性を持ったコアネットワークであることを認識いただけたのではないかと思います。次回は応用編としてAthonetのインストール方法について解説したいと思います。