Beyond5Gに向けた
⾃律型ネットワークに関する標準化動向「モバイルネットワークと広帯域化に関する新しいアーキテクチャ勉強会」
2022/10/27 15:30〜17:00

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KDDI総合研究所
宮坂拓也

AgendaBeyond5G/6Gに向けた…
n⾃律型ネットワークに関する標準化動向・例
1. ITU-T
2. TM Forum
3. 3GPP

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Beyond5Gに求められる機能

本⽇の話

https://www.soumu.go.jp/main_content/000696613.pdf
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3⾃律性とネットワーク
n ⾃律性（Autonomy）
l ⾃律した性質のこと、それ⾃⾝だけで調整したりコントロールしたりすることができるような性質や傾向のこと。
l https://www.weblio.jp/content/%E8%87%AA%E5%BE%8B%E6%80%
A7n ⾃律性＋ネットワーク＝⾃律型ネットワーク（Autonomous Network）
l 上の⾔葉の定義を引⽤すると、以下のようなネットワーク• ネットワーク⾃⾝だけで調整したりコントロールしたりするネットワーク
l もちろん「ネットワークのあるべき姿・状態（Intent）」は⼈間が指定する必要はある

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⾃律型ネットワーク、具体例

1000万⼈収容できる6Gネットワークを作ってほしい︕
運⽤者・顧客⾃律型ネットワーク
NW
構成要素

NW
構成要素

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NW
構成要素

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⾃律型ネットワーク、具体例

1000万⼈収容できる6Gネットワークを作ってほしい︕
運⽤者・顧客1000万⼈収容するための最適NWを⾃⾝で設計し、展開する

⾃律型ネットワーク
NW
構成要素

NW
構成要素

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NW
構成要素6⾃律型ネットワーク、具体例

1000万⼈収容できる6Gネットワークを作ってほしい︕
運⽤者・顧客⾃律型ネットワーク

障害を検知し、Intentを実現するために、⾃動でNWを再構成する

NW
構成要素

障害NW
構成要素

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NW
構成要素

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モバイルネットワークにおける⾃律型ネットワークの例

IntentBSS/OSS

運⽤者・顧客tn
10Gbps流せるRANを
etIn作ってほしい︕
Controller
10Gbps流せる
仮想CU/DUを構築

Intent

10Gbps流せるモバイル
NWを作ってほしい︕

10Gbps流せるモバイルコアを作ってほしい︕

Controller

制御

制御

RAN

モバイルコア

10Gbps流せる
仮想5GCを構築※BSS: Business Support System, OSS: Operation Support System
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モバイルネットワークにおける⾃律型ネットワークの例

Intent

BSS/OSS

運⽤者・顧客tn
10Gbps流せるRANをetIn
作ってほしい︕
Controller
10Gbps流せる
仮想CU/DUを構築

制御

本発表の対象Intent

10Gbps流せるモバイル
NWを作ってほしい︕

10Gbps流せる
モバイルコアを作ってほしい︕

Controller

既存技術を利⽤

制御

10Gbps流せる
仮想5GCを構築

モバイルコアRAN※BSS: Business Support System, OSS: Operation Support System
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9本⽇紹介するB5Gに向けた⾃律型ネットワークに関する標準化例

標準化団体

活動概要

ITU-T

SG13のFocus GroupであるFG-AN (Autonomous Network)において、⾃律型ネットワークに関するユースケース、アーキテクチャ検討を実施

TMForum

Autonomous Network Projectにおいて、OSS/BSSを中⼼とした、⾃律型ネットワークに関するアーキテクチャやAPI（例︓Intent）の検討を実施

3GPP

SA5を中⼼に、⾃律型ネットワークのためのモバイルNWにおける管理機構、API（例︓Intent）の検討を実施。

※他にO-RAN、ETSI(ZSM)、IETF(ANIMA)等様々な取り組みがありますが、時間の都合上次の機会とさせてください・・・
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ITU-T FG-AN
n 2020年に設⽴された、Autonomous Network(AN)に関するITU-T SG13のFocus-Groupl 議⻑は楽天のLeon Wongさん
l 成果物としては以下を予定している（リンク有資料は公開済のもの）• ユースケース• アーキテクチャ• IMT-2020とその先を含んだANに対する信頼性評価• PoC• ギャップ分析• ⽤語集

https://www.itu.int/en/ITU-T/focusgroups/an/Pages/default.aspx
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ITU-T FG-AN

運⽤対象のネットワーク

https://www.itu.int/en/ITU-T/focusgroups/an/Documents/Architecture-AN.pdf
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ITU-T FG-AN

ネットワークを制御するコントローラ群

https://www.itu.int/en/ITU-T/focusgroups/an/Documents/Architecture-AN.pdf
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ITU-T FG-AN

コントローラの性能を”実験”にて評価するシステム。
AN sandboxが実験を⾏う実験環境（検証環境︖デジタルツイン︖）

https://www.itu.int/en/ITU-T/focusgroups/an/Documents/Architecture-AN.pdf
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ITU-T FG-AN

最新の運⽤状況や、実験結果をもとに、コントローラを”進化”させるシステム。
コントローラのパラメータや適切なモジュールを⾃動で決定する。

https://www.itu.int/en/ITU-T/focusgroups/an/Documents/Architecture-AN.pdf
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ITU-T FG-AN

Autonomous Networkに関するコント
ローラ、システムを集中的に管理する
オーケストレータ

https://www.itu.int/en/ITU-T/focusgroups/an/Documents/Architecture-AN.pdf
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TM Forumn TM Forumとは︖

l 通信事業者やコンテンツプロバイダが利⽤する、Operation Support System(OSS)、Business Support System(BSS)に関する標準化団体• https://www.tmforum.org/

l OSS/BSSに関する全体フレームワーク・アーキテクチャをOpen Digital Framework(ODF),
Open Digital Architecture (ODA)として公開している
l OSS/BSSを構成するために必要な様々なAPIを規定• https://github.com/tmforum-apis• 例︓顧客からのオーダー管理、ネットワークのリソース管理、トラブルチケット管理・・・

https://www.tmforum.org/opendigitalframework/
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APIは⼤体Swagger 2.0で記述

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TM ForumにおけるAutonomous Networkn Autonomous Network projectl OSS/BSS観点におけるAutonomous Networkのアーキテクチャを定義しようとしている
l APIの観点では、顧客・通信事業者の「ネットワークのあるべき姿」を⽰すIntentを管理するためのAPIを規定している• TMF921A Intent Management API Profile v1.1.0※残念ながら、現状でAPI等の詳細⽂書はTMF会員のみ閲覧できる状態なのでここでは紹介できません…

Autonomous Network projectによる成果物
https://www.tmforum.org/resources/toolkit/autonomous-networks-toolkit/
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TM Forum Autonomous Network Architecture

https://www.tmforum.org/wp-content/uploads/2019/05/22553-Autonomous-Networks-whitepaper.pdf
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Autonomous network level in TMForumhttps://www.tmforum.org/wp-content/uploads/2019/05/22553-Autonomous-Networks-whitepaper.pdf
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3GPPにおけるAutonomous Networkn モバイルネットワークの運⽤管理を扱うSA5において、Release17よりIntentdriven network management, Autonomous Networkに関する取り組みが進められている
n Rel18において進⾏中のIteml Study on evaluation of autonomous network levels (FS_ANLEVA)l Study on enhancement of autonomous network levels (FS_eANL)
l Study on intent-driven management for network slicing (FS_NETSLICE_IDMS)
l Study on enhanced intent driven management services for mobile networks(FS_eIDMS_MN)

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Autonomous Network in 3GPPn TS28.100において、モバイルネットワークにおけるAutonomous networkのコンセプト、レベルを規定している

l https://portal.3gpp.org/desktopmodules/Specifications/SpecificationDetails.a
spx?specificationId=3756

Intentを渡す
Intentをもとに⾃律的に実⾏全体フレームワーク (TS28.100)

Autonomous network level (TS28.100)

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Intent-driven network management in 3GPPn TS28.312において、Intentによるネットワーク管理に関するフレームワーク、Intentのスキーマを規定している

l https://portal.3gpp.org/desktopmodules/Specifications/SpecificationDetails.a
spx?specificationId=3554

継続的にモニタリン
グ、Intentを満たす
ように継続的に管理(closed-loop)

Intentはwhatを規定。
より抽象化された概念

Intent driven closed-loop (TS28.312)

Relation between rule, policy and intent (TS28.312)

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Intent Network Resource Model (NRM) in TS28.312

IntentはExpectation（期待）により構成。
⼀般的なもの、RANに特化したもの、サービスに特化したものが現状規定されているCopyright(C) 2022 KDDI Research, Inc. All Rights Reserved.

24Intent Network Resource Model (NRM) in TS28.312
ServiceSupportExpectaionのTarget例

UEのスループットの期待値、遅延の期待値、最⼤UE数などを指定できる

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全体まとめ (マッピングは宮坂の私⾒です）

BSS/OSS

運⽤者・顧客IntentIntent
3GPP※ONAP等のE2E
Orchestratorを挟む構成も︖

Controller(O-RAN RIC?)

Controller

Closed-loop

Closed-loop

RAN

モバイルコアITU-T

TM Forum

Intent＃IP Transportはどうしよう・・︖
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⾃律型ネットワーク実現に向けた課題に関する考察

n標準化観点lITU-T, TM Forum, 3GPP, O-RAN, ETSI, IETF…といった様々な標準化団体を横断的に整合性を担保しないといけない

nネットワークアーキテクチャ観点
l機械学習や深層学習などのAI技術を⽤いたIntentを処理する機能が必要か
lそもそも「⾃律的な制御がしやすい」シンプルなネットワークアーキテクチャである必要がある≒⾃動化しやすい︖

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AI技術を⽤いたIntentを処理する機能
10Gbps流せるモバイル
NWを作ってほしい︕

運⽤者・顧客tn
10Gbps流せるRANを
etIn作ってほしい︕
Controller
10Gbps流せる
仮想CU/DUを構築

制御
RAN

Intent

BSS/OSSIntentIntent handling

10Gbps流せるモバイルコアを作ってほしい︕

Controller

10Gbps流せる
Intentをもとに、制御
仮想5GCを構築
最適な設計/設定を導き出す
モバイルコア
AI技術が期待されている︕︖※BSS: Business Support System, OSS: Operation Support System

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⾃律的な制御がしやすいネットワークアーキテクチャ

n ⾃律型ネットワーク実現のためのネットワークアーキテクチャ

l ⼈間の運⽤者をなるべく介在させないことが前提
l ワークフロー、機械学習(ML)/深層学習(DL)による⾃律的な実⾏となる• ⽬的はIntentによって記述されている
l ML/DLは近年技術⾰新がすごいが、制御対象のNWが複雑なアーキテク
チャでは「正解の⼿順」に辿り着く精度は落ちてしまう

制御

IntentController
運⽤者・顧客NW• ワークフローエンジン• ML/DLによる判断
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まとめ

nBeyond5G/6Gに向けた⾃律型ネットワークに関する標準化動向を紹介しました
1. ITU-T
2. TM Forum
3. 3GPPn⾃律型ネットワーク実現に向けた課題の考察も共有しました、皆様の意⾒を聞かせてほしいです︕
ありがとうございました︕
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