ＡＩＰＮとＮＧＮの統合について

2007年3月7日

日本電気株式会社

本吉 彦

2© NEC Corporation 2007

目次

• ＡＩＰＮとＮＧＮの方向性• ＡＩＰＮ

– ３ＧＰＰ標準化動向– ＮＥＣアクティビティ

• ＮＧＮ– ＩＴＵ－Ｔ標準化動向– ＮＥＣアクティビティ

• ＡＩＰＮとＮＧＮの統合について– ＡＩＰＮとＮＧＮ連携によるＦＭＣ– ＦＭＣを実現する網構成について– ＦＭＣ実現における課題– 課題解決アプローチ①ＰＡＮアプリケーション– 課題解決アプローチ②エッジノード高度化

• まとめ

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ＡＩＰＮとＮＧＮの方向性

高信頼化・高付加価値化を実現したNWの創造・エッジノードインテリジェンス・ＩＭＳによるサービス制御・ユビキタスアプリケーション

ＡＩＰＮ目標

広帯域化網接続

モビリティ拡大パーソナル化

次世代統合ＮＷ

高信頼化・高付加価値化を実現したNWの創造・トランスポート層とサービス層を完全分離・ＩＭＳによるサービス制御・インタフェースのオープン化（ＡＮＩ、ＵＮＩ、ＮＮＩ）

ＮＧＮ目標

• ＡＩＰＮ及びＮＧＮは同等の目標実現の方向へ進んでいる。• 将来的に統合方向へ向っている。

ANI：Application Network InterfaceUNI：User Network InterfaceNNI：Network NetworkInterface

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• ＡＩＰＮは、ユビキタスサービスの基盤となるネットワーク– 固定/移動融合時代の共通コアネットワークであり、各種無線アクセスだけでなく、固定アクセスも収容し、シームレスHOを提供

– スケーラブルで柔軟なIPベースアーキテクチャと社会インフラ要件(セキュリティ、プライバシ、トレーサビリティ等)を両立

– インテリジェンスエッジ及びＩＭＳにより、ＮＷの高信頼化・高付加価値化を実現– 移動端末だけでなくPersonalAreaNetwork, AdhocNW, Moving NWなどを収容しユビキタスアプリの実現

3Gアーキテクチャ GPRS

常時接続の増大フローの経路切り替えマルチホーミング

Network Mobility

低遅延接続と最適経路選択

AIPNアーキテクチャ

固定端末連携

Moving Network

VoIP パーソナルエージェント

網起動の即時配送

プッシュサービス

限界

新アーキテクチャへの移行が急務

×

×▲

ＡＩＰＮコンセプトＡＩＰＮ

高信頼化・高付加価値化を実現したＮＷの創造・エッジノードインテリジェンス・ＩＭＳによるサービス制御・ユビキタスアプリケーション

AIPNの実現目標

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３ＧＰＰにおけるＡＩＰＮ標準化動向

TTG

I-WLAN

S8b = S2a/b

S2a/b

SGi

PDN-GW

SAE anchor

UPE

non-3GPPlegacy

S2a/b

S8a

S5a

SGi

HPLMN

VPLMN

3GPP anchor

GTP

S5a

IETF

PDN-GW

SAE anchor

3GPP anchor

LTE

AIPN

TS

TR

SA#34 SA#35 SA#36

INFO

INFO

SA#37

APPROVAL

SAE=LTE+AIPN

図１．Timescale for LTE & AIPN tracks

図2．SAEアーキテクチャ

• 2004年 ～2005年12月： stage1（ＡＩＰＮサービス要件）• 2005年12月～2006年12月： stage2（ＡＩＰＮ（ＳＡＥ）アーキテクチャ）

• ＳＡＥアーキテクチャ（GTP／IETF両論併記） （図2）• GTPベース（TS23.401）、IETFベース（TS23.402）に分割して検討を推進(図1）

• 2007年1月 ～ ： stage3（ＳＡＥ詳細仕様）開始 （～2007年9月(予定)）

（2007年9月）

ＡＩＰＮ

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ＡＩＰＮへ向けたＮＥＣの取り組み

• 2001年～：ＴＴＣ ＷＧ-ＩＰ２標準化活動– ＩＰベースの次世代移動網のアーキテクチャを検討

• 2004年～：３ＧＰＰ ＳＡ１ ＡＩＰＮ ＳＷＧ標準化活動– ＡＩＰＮシステム要件を検討– ＰＡＮ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）等のユビキタスアプリケーションを提案

• 2005年～：３ＧＰＰ ＳＡ２ ＳＡＥ ＳＷＧ標準化活動– ＩＰベースの次世代Ｍｏｂｉｌｉｔｙ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔを中心とし、ＳＡＥアーキテクチャ仕様を作成（継続中）

• 2006年～：ＩＥＴＦ ＮＥＴＬＭＭ ＷＧにて、次世代Ｍｏｂｉｌｉｔｙ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔプロトコルを検討– Ｄｅｓｉｇｎ Ｔｅａｍへ参画し、プロトコル仕様案を試作、評価

ＡＩＰＮ

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ＮＧＮのコンセプト

• Ｃ／Ｕ分離の実現– トランスポート層：エッジノードへの多彩要求

• ＱｏＳ管理、電話網なみのセキュリティ、、、– サービス層：ＩＭＳによるサービス制御

• ＡＮＩ、ＵＮＩ、ＮＮＩのオープン化– アプリケーション自由度上昇– 第３者サービス提供基盤の整備

• 情報機器は移動必須（Ｎｏｒｍａｄｉｃｉｔｙサポート）

• ＩＰベースの安価なＮＷ構築

ＮＧＮ

高信頼化・高付加価値化を実現したＮＷの創造・トランスポート層とサービス層を完全分離・ＩＭＳによるサービス制御・インタフェースのオープン化（ＡＮＩ、ＵＮＩ、ＮＮＩ）

ＮＧＮ目標

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Transport stratum

Service stratum

ControlMedia

NNIUNI

OtherNetworks

Man

agem

ent

Func

tions

Services

Control

Management

AccessFunctions

Service ControlFunctions

Service UserProfiles

Transport User Profiles

Edge Functions

Gateway Functions

Core Transport Functions

Access Transport Functions

Media HandlingFunctions

Transport Functions

Application Functions

ANI

3rd Party Application Providers

End-UserFunctions

Transport Control Functions

Resource and Admission

Control Functions

Network Attachment

Control Functions

Transport stratum

Service stratum

ControlMedia

NNIUNI

OtherNetworks

Man

agem

ent

Func

tions

Services

Control

Management

AccessFunctionsAccess

Functions

Service ControlFunctions

Service UserProfiles

Service UserProfiles

Transport User Profiles

Edge Functions

Edge Functions

Gateway Functions

Core Transport Functions

Access Transport FunctionsAccess Transport Functions

Media HandlingFunctions

Transport Functions

Application FunctionsApplication Functions

ANI

3rd Party Application Providers

End-UserFunctions

Transport Control Functions

Resource and Admission

Control Functions

Resource and Admission

Control Functions

Network Attachment

Control Functions

Network Attachment

Control Functions

ＩＴＵ－Ｔ ＮＧＮ基本アーキテクチャ

• Transport層（基本的な転送機能を提供）とService層（付加価値サービスを提供）を明確に分離; ISDNでのベアラサービス、テレサービスに相当

• Transport層はデータ転送機能群と、ユーザ受付機能（認証やIPアドレス割当など）、QoS制御機能等から構成

図．NGNアーキテクチャ概要（Y.2012より）

• Service層はSIP交換制御を行うIMSや既存網エミュレーションを行うサービス制御機能、アプリケーション機能等から構成

• 端末はIPv6（UMTS）またはIPv4（xDSLやケーブル経由）

• Open Mobile Alliance (OMA) 等の3rd partyアプリケーションはApplication Network Interface (ANI) 上で提供可能

ＮＧＮ

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ＮＧＮ標準化動向We are here

FG-IPTV

NGN-GSI

Study Period 2005-2008

２００４年 ２００５年 ２００６年 ２００７年Study Period 2000-2004

ＩＴＵ－Ｔ FG-NGN

NGN検討加速のため、個別のSGに属さな

い特別プロジェクトを発足（1.5年間活動）SG13,11,19横断での検討体制に移行

Release1 （NGNｱｰｷﾃｸﾁｬ、IP電話）

Release2 （ﾏﾙﾁﾒﾃﾞｨｱ、IPTV、FMC）

(NGN欧州仕様作成)

2003年合併により発足TIPHON

SPAN

ＥＴＳＩ（TISPAN）

Release1 （ｱｰｷﾃｸﾁｬ、IP電話）Release2 （ﾏﾙﾁﾒﾃﾞｨｱ、IPTV、FMC）

IMSﾍﾞｰｽのNGN枠組み、

ｱｰｷﾃｸﾁｬの提案

(携帯3G仕様作成)

3GPP Release6

Release7

IMS仕様で相互連携

NGN-JCA

ｱｰｷﾃｸﾁｬ他が完成

プロトコルが完成(2007/09)

ＮＧＮ

Release8

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SG13 (NGN)①ＮＧＮ標準化の全体計画を策定・発表

(ロードマップなど)②核技術分野の要求条件を策定、他のSGが標準を策定するための条件として提示(ステージ1)③ネットワーク構成に係る標準を策定

(ステージ2)

SG13 (NGN)①ＮＧＮ標準化の全体計画を策定・発表

(ロードマップなど)②核技術分野の要求条件を策定、他のSGが標準を策定するための条件として提示(ステージ1)③ネットワーク構成に係る標準を策定

(ステージ2)

SG11 通信プロトコルNGNプロトコルを策定(ステージ3)

SG11 通信プロトコルNGNプロトコルを策定(ステージ3)

ＮＧＮ標準化の全体計画を ＩＴＵ外部へ提示し、産業界の

ニーズに迅速に対応

ＮＧＮ標準化の全体計画を ＩＴＵ外部へ提示し、産業界の

ニーズに迅速に対応

SG19 移動網との融合SG19 移動網との融合

SG 2 番号SG 2 番号

SG16 アプリ、端末SG16 アプリ、端末

要求条件に基づき、各分野の標準を策定

SG12 品質SG12 品質

SG4 網管理SG4 網管理

SG17 セキュリティと言語SG17 セキュリティと言語

ＩＴＵ－ＴにおけるＮＧＮ標準化体制

要求条件

OCAF-FGソフトウェアのプロファイリング

FG-IPTVFG(Focus Group)特定のテーマを集中的に検討

NGN-GSI (Global Standards Initiative)

ＮＧＮ

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ＮＧＮへ向けたＮＥＣの取り組み

NMSNMS 課金課金 顧客管理顧客管理

PoCPoCMediaMediaResourceResource Policy CTLPolicy CTL LOGLOG

課金課金統合統合EMSEMS

コントロールﾚｲﾔコントロールﾚｲﾔ

アプリケーションﾚｲﾔアプリケーションﾚｲﾔ

HSSHSS CSCFCSCF SMSSMS EmailEmail

IMS/MMDIMS/MMD Other Service PFOther Service PF

SIPSIP--ASAS ApplicationApplicationFrameworkFramework

オペレーションオペレーション

ＮＥ管理ＮＥ管理ｻｰﾋﾞｽｻｰﾋﾞｽｻｰﾋﾞｽ

集合集合MCMC

GEGE--PONPONGG--PONPON

DSLAMDSLAM

AGWAGW

集約集約L2SWL2SW

WW--CDMACDMANodeNode--BB

WiFiWiFiWiMAXWiMAX

PasolinkPasolink

DWDMDWDMROADMROADM

MRFMRF

II--BGFBGF

MGWMGW

CoreCoreRouterRouter

WAGWAGPDGPDG

GGSNGGSN

SSGWGW

RNCRNCIPIP--RNCRNC

Super3GSuper3GNBRNCNBRNC

IPSecGWIPSecGWFirewallFirewall

BRASBRAS

SGSNSGSN

VDSLVDSL

ATURATUR

ONUONU

3G/3.5G/WiMAX/WiFi

トランスポートトランスポートトランスポート

Core NetworkCore NetworkCore NetworkAccess NetworkAccess NetworkAccess Network

MAPMAP HAHA

CC--BGFBGF

CWDMCWDM MSPMSPUU--NodeNode

HAHAIPSecGWIPSecGW SBCSBC

The InternetThe Internet

MobileNetworkMobileNetwork

GMSCGMSCMSCMSC

FixedNetworkFixedNetwork

TSTSLSLS

xSPxSP

◆サービスからトランスポートまで、ＮＧＮネットワークをEnd to Endでカバー全領域をフルライン・フルレイヤでグローバルに提供

◆サービスからトランスポートまで、ＮＧＮネットワークをEnd to Endでカバー全領域をフルライン・フルレイヤでグローバルに提供

SDHSDH

EtherEther多重多重

xDSL/POTS

WirelessAccess

FTTx

AccessAccessAccessEdgeEdgeEdge IP BackboneIP BackboneIP Backbone

InterconnectionInterconnectionInterconnection

PresencePresence

ＮＧＮ

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ＦＭＣへのアプローチ• 移動系

– ユーザ密着性、パーソナライゼーション⇒広帯域、リッチコンテンツへ進出• 固定系

– 広帯域、高信頼、高品質な通信⇒ユーザ密着性を獲得へ進出

3Gセルラー

移動網

BBアクセス＋電話

3G＋WLAN

固定網

3G＋WLAN＋WLAN

無線アクセス

BBアクセス＋電話

企業

公衆

宅内

公衆 公衆 公衆

企業 企業

宅内

宅内OnlyPhone

企,家宅内OnlyPhone

TPOリッチコンテンツ

ユビキタスアプリ

FMC共通コア

デュアル端末ワンナンバ振分シームレス

デュアル端末ワンナンバ振分シームレス料金統合

WiFispotWiFiZoneWiMAX

QoS最適化

企OnlyPhone

TPOコンテンツTPO管理サーバ

TPOコンテンツTPO管理サーバ

FMC完成→ ユビキタスNWへ

Generation-FreeなAIPNの整備が必要

ＡＩＰＮとＮＧＮの統合

企業

宅内

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ＦＭＣを実現する網構成

ディスプレイ

ブロードバンド

3Gコア網

サービスPFサービスPFサービスPF

IP-BB網

サービスPF

固定端末

モバイル端末

WLAN端末

固定電話 携帯電話IMS

RAN固定アクセス網 ホットスポット

インターネット

INサービス

CAMELサービス

IMSサービス

インターネットコンテンツ

複数端末の使い分け

接続先の切り替え

SIM

携帯性

現行のネットワーク（統合前）

SIMディスプレイ

ブロードバンド携帯性

共通ALL-IPコア網

共通サービスPF

固定端末

3G/WLAN端末

電話IMS

RAN固定アクセス網 ホットスポット

インターネット

ユニバーサルサービス

スケーラブルコンテンツ

モバイル端末

３G/Bluetooth端末

固定-移動統合のネットワーク（統合後）

③融合サービス、コンテンツの一元化

④サービスPF、コア網の共通化

②Only端末でシームレス利用

⑤固定移動融合PANの構成

サービス契約

サービス契約

統合サービス契約①サービス契約のバンドル化

ＡＩＰＮとＮＧＮの統合

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ＦＭＣ実現課題

• ＦＭＣサービスの拡充– 固定移動統合メリットを活かしたサービスの創出– FMBC（通信放送融合）アプリの拡張（以降で説明）

• 固定・移動網間インターオペラビリティ– スムーズな移動管理機構連携– エッジノード機能の重要度増大（以降で説明）– Ｅ２Ｅ-ＱｏＳ– モバイル網と固定網の品質要件の共通化

• 標準化の効率的推進– モバイルと固定間のプロトコル共通化– 各種標準化団体（3GPP/ITU-T/IETF…）の密連携

ＡＩＰＮとＮＧＮの統合

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ＦＭＢＣアプリ拡張 課題解決アプローチ①：ＰＡＮ(1/2)ＡＩＰＮとＮＧＮの統合

コンテンツ

配信サーバ

※ＰＮＭ：Personal Network ManagementIMS網

AIPNコア網

3GPPアクセス網広帯域アクセス網

WLANアクセス網

PAN-MNG

AAA

自宅ホットスポット外出先

移動 移動

切替

PAN

・最適デバイス/回線管理・デバイス/回線切替制御⇒ユーザプレゼンスに応じた最適サービス提供環境の提供

切替

PAN

PAN-GW

• ＰＡＮとは： 周囲状況に応じて、ユーザの身近にある機器をグループ化し、最適手段によるサービスを享受できるシステム– ユーザは携帯端末の制約から解放される– ＳＩＭ再利用による個人認証、グループプレゼンス管理、個人環境自動構築

※ＰＡＮ：Personal Area Network

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ＦＭＢＣアプリ拡張 課題解決アプローチ①：ＰＡＮ(2/2)

• 2004年 ：3GPP SA1 AIPNとして標準化検討開始（TR22.978）• 2005年4月：AIPN SWGから独立し、PNM SWGとして検討開始• ポイント

– 3つの形態のPANが提案された（NEC、Vodafone、Panasonic）– 3GPP網によるPANのサポート「USIMを持たないTE（ME）がUE中のUSIMを使って認証、認可を受ける」「USIMを持たないMEが認証、認可の後で直接PLMNに接続する」

• 2006年3月：PANサービス要件が仕様化完了（TS22.259）• 現在：3GPPCTにて詳細検討中

形態2

形態3

PNM

構成

TE

PNM UE

ME

UE TE

UE

形態1PNM UE

ME近距離リンク

VPN

管理機能

Subscription

※ＰＮＭ：Personal Network Management

TE I

ME

TE IIUE

USIM

PLMN (CS,PS,AIPN)

PNM

1. UE中のUSIMを使った認証

2. PLMNへのダイレクトアクセス

図１．PANの3つの形態 図２．TS22.259より

ＡＩＰＮとＮＧＮの統合

標準化

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エッジノード機能重要度増大 課題解決アプローチ②

• 固定／移動網間での迷惑トラヒックブロックの為、エッジでの品質管理技術が重要

• 異キャリア間接続が増加し、エッジによるセキュリティ管理技術が重要

• 多種アクセス方式をエッジで吸収するモビリティ管理技術が重要

エッジノードに高度な柔軟性が要求される

エッジノードのハードエンジン化

SCF

SCF

SCF SCF

SCF間で発着信許諾情報を交換し悪意呼を入り口で排除

SPITSPIT

ブロック！

SPIT

ブロック！

AIPN/NGN網他網

DB

DBDB

ADSL FTTH

GW GW

ルータ

電話機 電話機PCPC

ADSLFTTH

GW

ブロック！

Peer-to-Peerトラフィック

ブロック！

成りすまし・不正トラフィックを検出し誘導・廃棄

SPIT---Spam over Internet Telephony

図１．セキュリティ管理技術例

ＡＩＰＮとＮＧＮの統合

フロー分析技術

ＮＷモビリティ技術

ＱｏＳ制御技術

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まとめ

• ＡＩＰＮとＮＧＮは同等の目標に向い検討され、統合する方向に向っている。

• ＡＩＰＮとＮＧＮの統合ＮＷの実現課題は以下の通り– 異キャリア間インターオペラビリティ– サービスの拡充– 標準化の効率的推進

• ＦＭＣ実現課題の解決アプローチ例；– 「ＦＭＢＣアプリ拡張」に対して、ＰＡＮアプリケーションが有効である。

– 「エッジノード機能の重要度増大」に対して、柔軟性のあるエッジ高度化技術が有効である。