| 講演名 | 2022-10-06 5Gモバイルコアにおける多数接続の輻輳を軽減する制御プレーンスライシング 春日 由紀子(東大), 中尾 彰宏(東大), |
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| 抄録(和) | 近年，5Gの進展によりモバイル通信ネットワークが社会インフラとなり，5Gモバイルコアにおいて大規模な輻輳が発生している．輻輳が原因の問題事例として大手通信キャリアの通信障害が報告されているが，これらの障害はユーザーが直接目にするユーザープレーンではなく制御プレーンで起きている．ここで，従来のトランスポートネットワークでは，ユーザープレーンのスライシングによる輻輳回避や品質保証が考えられてきたが，障害が起きやすくなっている制御プレーンでそれらに取り組む例はまだ少なく，課題解決の手法が確立できていないという課題がある．そこで本研究では，制御プレーンでの品質制御を行う手法として制御プレーンスライシングを提案する．制御プレーンスライシングとは，UEからの制御信号トラフィックを扱うための資源を独立化し，UE毎の通信品質を担保するものである．本論文では，制御プレーンスライシングの概念の最初の適用例として，モバイルコアで頻繁に輻輳が観測されるAMFにおける優先制御を提案し，カスタム機能の導入が可能なローカル5G環境にて実装および評価を行う．評価の結果，提案手法によりAMFでの平均キューイング量がデフォルトの12％となり約9割削減されること，優先度の高い端末が低い端末よりも処理時間を約15％短縮すること，および接続成功端末数が約1.38倍となり約4割の接続数の増加が見込めることがわかる．従って，我々の提案する手法は輻輳の軽減と品質制御に有効であることが示される．また，本研究ではローカル5G環境にて提案するカスタム機能の実装を試みているが，今後は次世代通信の標準化提案に繋げることを目指す． |
| 抄録(英) | In recent years, mobile communication networks have become a social infrastructure due to the development of 5G, and large-scale congestion has occurred in 5G mobile cores. Communication failures of major telecommunications carriers have been reported as examples of problems caused by congestion in connection processing, but they occur in the control plane rather than the user plane that users can handle directly. In conventional transport networks, congestion avoidance and quality assurance by slicing the user plane have been considered. However, there are still few examples of tackling these problems with the control plane, which is prone to failures, so there is a problem that methods to solve them have not been established. In this research, we propose control plane slicing as a method for quality control on the control plane. Control plane slicing separates the resources for handling control signal traffic from UE and guarantees the communication quality of each UE. In this paper, as the first application example of the concept of control plane slicing, we propose priority control in AMF, where congestion is frequently observed in the mobile core, and implement and evaluate it in a local 5G environment, where custom functions can be introduced. As a result of the evaluation, the following statements are confirmed; with the proposed method, the average amount of queuing in the AMF is 12% of the default, which is a reduction of about 90%; the processing time of devices with high priority is about 15% shorter than that of devices with low priority; and the number of successfully connected terminals is about 1.38 times, which can be expected to increase by about 40%. Therefore, it is shown that our proposed method is effective for congestion reduction and quality control. Also, in this research, we are trying to implement the custom functions proposed in a local 5G environment, but we aim to lead to standardization proposals for next-generation communication in the future. |
| キーワード(和) | 5G / モバイルコアネットワーク / スライシング / 優先制御 |
| キーワード(英) | 5G / mobile core network / slicing / priority control |
| 資料番号 | NS2022-93 |
| 発行日 | 2022-09-28 (NS) |
| 研究会情報 | |
| 研究会 | NS |
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| 開催期間 | 2022/10/5(から3日開催) |
| 開催地（和） | 北海道大学 + オンライン開催 |
| 開催地（英） | Hokkaidou University + Online |
| テーマ（和） | ネットワークアーキテクチャ(オーバレイ、P2P、ユビキタスNW、スケールフリーNW、アクティブNW、NGN・新世代NW、IoT、エッジコンピューティング)、次世代パケットトランスポート(高速Ethernet、IP over WDM、マルチサービスパケット技術、MPLS)、グリッド、一般 |
| テーマ（英） | Network architecture (5G, Local 5G, Beyond5G, Mobile networks, Ad-hoc and sensor networks, Overlay and P2P networks, Programmable networks, SDN/NFV, IoT, Network slicing), Next generation packet transport (High speed Ethernet, IP over WDM, Multi-service package technology, MPLS), Grid, etc. |
| 委員長氏名（和） | 大石 哲矢(NTT) |
| 委員長氏名（英） | Tetsuya Oishi(NTT) |
| 副委員長氏名（和） | 三好 匠(芝浦工大) |
| 副委員長氏名（英） | Takumi Miyoshi(Shibaura Insti of Tech.) |
| 幹事氏名（和） | 池邉 隆(NTT) / 山口 実靖(工学院大) |
| 幹事氏名（英） | Takashi Ikebe(NTT) / Saneyasu Yamaguchi(Kogakuin Univ.) |
| 幹事補佐氏名（和） | 三原 孝太郎(NTT) |
| 幹事補佐氏名（英） | Kotaro Mihara(NTT) |
| 講演論文情報詳細 | |
| 申込み研究会 | Technical Committee on Network Systems |
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| 本文の言語 | JPN |
| タイトル（和） | 5Gモバイルコアにおける多数接続の輻輳を軽減する制御プレーンスライシング |
| サブタイトル（和） | |
| タイトル（英） | Control-Plane Slicing for Mitigating Congestion In mMTC for 5G Mobile Core |
| サブタイトル（和） | |
| キーワード(1)（和/英） | 5G / 5G |
| キーワード(2)（和/英） | モバイルコアネットワーク / mobile core network |
| キーワード(3)（和/英） | スライシング / slicing |
| キーワード(4)（和/英） | 優先制御 / priority control |
| 第 1 著者 氏名（和/英） | 春日 由紀子 / Yukiko Kasuga |
| 第 1 著者 所属（和/英） | 東京大学(略称：東大) University of Tokyo(略称：UT) |
| 第 2 著者 氏名（和/英） | 中尾 彰宏 / Akihiro Nakao |
| 第 2 著者 所属（和/英） | 東京大学(略称：東大) University of Tokyo(略称：UT) |
| 発表年月日 | 2022-10-06 |
| 資料番号 | NS2022-93 |
| 巻番号（vol） | vol.122 |
| 号番号（no） | NS-198 |
| ページ範囲 | pp.76-81(NS), |
| ページ数 | 6 |
| 発行日 | 2022-09-28 (NS) |