ネットワークスライシングとは？ わかりやすく10分で解説

ネットワークスライシングとは

ネットワークスライシングは、一つのネットワークインフラを複数の仮想的なネットワークに分割し、それぞれのネットワークを異なるサービスやニーズに合わせて最適化する最新の通信技術です。仮想ネットワークが独立運用可能であり、各々が特定のサービスやアプリケーションのために最適化されています。

これにより、一つの物理的なネットワークが複数の異なる機能を持つことが可能となり、効率的なネットワーク資源の利用が実現します。

この技術は、5Gネットワークの中心的な要素ともなっており、5Gの高速大容量、多数同時接続、高信頼・低遅延通信をサポートします。

メリットとデメリット

ネットワークスライシングの最大のメリットは、サービス提供者が顧客のニーズに合わせて、カスタマイズされたネットワークを提供できることです。これにより、特定のサービスやアプリケーションを優先的にサポートしたり、新しいビジネスモデルやサービスを考えるきっかけを提供します。

また、物理的なリソースの最適な割り当てにより、ネットワークの利用効率を高めることができます。さらに、独立運用が可能なため、一つのネットワークが問題を起こしても、他のネットワークに影響を及ぼすことなく適切な対処が可能です。

一方、デメリットとしては、高度な技術と管理スキルが必要という点があげられます。また、ネットワークスライシングを実現するための規格や法規制がまだ確立されていないため、全体としての普及はこれからとなっています。

基本的な機能と用途

ネットワークスライシングは、ネットワークが持つ複数の特性を個別に制御し、最適化することで、多種多様なサービスやアプリケーションに対応します。例えば、高精細映像配信、物流管理、スマート工場、遠隔手術など、各々の用途に応じたスライスを割り当てることが可能です。

また、特定のアプリ利用者に優先的なサービスを提供することも可能で、例えば映像配信サービスが高精細映像を提供するために、優先的に帯域を確保するといった具体的な応用が見られます。

さらに、既存のネットワークとスライスネットワークを連携させることで、より柔軟で豊富なサービスを提供することも可能です。

ネットワークスライシングと他のネットワーク技術

ネットワークスライシングはネットワーク仮想化（NFV）やソフトウェア定義ネットワーク（SDN）といった技術と連携して動作します。これらの技術は、ネットワーク資源の動的な管理と割り当てを可能にし、スライシングによる柔軟性と効率性を高めます。

これらの技術と比べてネットワークスライシングの最大の特長は、一つのネットワークを複数の独立したネットワークに分割し、それぞれを異なる用途に最適化できることです。これにより、一つの物理的なネットワークが複数の異なる機能を持つことが可能となります。

すなわち、ネットワークスライシングは他のネットワーク技術とは異なる、独自の価値と可能性を持つ革新的な技術と言えるでしょう。

ネットワークスライシングの仕組み

通信ネットワークの高度な制御と最適化を可能にする独自の技術であるネットワークスライシング。その核心となる仕組みについて、4つの観点から順に詳しくご紹介します。

ネットワークの分割と制御

まず、ネットワークスライシングの基本的な仕組みとして考えられるのが、ネットワークの「分割と制御」です。ネットワークスライシングでは、一つの物理的なネットワークを複数の仮想的なネットワーク（スライス）に分けます。このスライシング（分割）の恩恵により、それぞれのスライスは他のスライスから独立したネットワークとして機能することができます。

そして、各スライスは異なるサービスやニーズに合わせて最適化され、制御対象（サービス画質、通信速度、通信容量など）ごとに効率的に排他的に運用されます。

仮想ネットワークと物理ネットワーク

次に、仮想ネットワークと物理ネットワークの関係について解説します。ネットワークスライシングにより生み出された仮想のネットワークは、基となる物理的なネットワーク上で動作します。しかし、ユーザやアプリケーションから見れば、仮想ネットワークは独立した別のネットワークとして見えます。

これにより、サービス提供側は、1つの物理ネットワークを複数の独立したネットワークに見せることができ、異なる用途やニーズに応じた最適なネットワーク環境をユーザに提供できます。

スライスの割り当てとスケジューリング

各スライスは、それぞれ異なる属性を持つことができ、これによりサービスによっては高い転送速度、低い遅延性、高い信頼性などが求められるときに、そのニーズに合わせたスライスを割り当てることが可能です。

このスライスの割り当てやスケジューリングは、サービス提供者によって制御され、サービスのニーズに応じて最適化されます。

スライス間のコミュニケーション

ネットワークスライシングでは、各スライスが独立したネットワークとして機能しますが、スライス間での情報交換やコミュニケーションも可能です。

これにより、例えば、一部の高優先度の通信を別のスライスに切り替えるなど、高度なネットワーク管理が可能になります。

このように、ネットワークスライシングは、通信ネットワークを複雑かつ効率的に制御するための鍵となる技術となりうるのです。

ネットワークスライシングと5G

なぜ5G時代にネットワークスライシングが重要なのか、その関連性を明らかにしていきましょう。

5Gとの関連性

5Gは、その高速大容量、多数同時接続、高信頼・低遅延通信の特性から、多様なサービスやアプリケーションで一役買います。でも、これらすべてを一つのネットワークで対応するとなると課題が多く、ここでネットワークスライシング技術が必要となるのです。

ネットワークスライシングは、一つの物理的なネットワークを複数の仮想的なネットワークに分けることで、多様なニーズに対応することを可能にします。この結果、5Gの機能をより広範囲で効率的に利用することが可能となり、ネットワークリソースの最適化も図ることができます。

それぞれのスライスは独立して設定・運用できるので、5Gの特性を最大限に引き出すための最良の安定性とパフォーマンスを維持することが可能です。

5Gの特性とネットワークスライシングの役割

5Gの特性とそれぞれの用途に対するネットワークスライシングの役割を解説します。たとえば、高速大容量通信が求められるオンラインゲームのユーザー向けに、低レイテンシと高帯域幅のスライスを割り当てることができます。

同様に、多数の接続を必要とするIoTデバイスに対しては、大量の同時接続を可能にするスライスを設定することができます。これにより、目的に合ったネットワーク性能を確保しつつ、他のユーザーやサービスの品質に影響を与えることなく通信を行うことが可能です。

このように、ネットワークスライシングは、それぞれの用途に合った最適化されたネットワークを提供し、5Gの特性を最大限に活用する役割を果たします。

5G用途例とスライスの割り当て

具体的な5Gの用途例とそれぞれに合ったスライスの割り当てについて掘り下げてみましょう。例えば、スマート工場では、多数の機器を同時に接続し、リアルタイムでデータを分析する必要があります。

これらの要件に対応するためには、低レイテンシと高信頼性が求められ、これらを満たすスライスの割り当てが必要となります。また、遠隔医療では、高画質な映像通信と確実なデータ転送が必要となります。これらのニーズに応えるためにも、対応したスライスが割り当てられます。

このように、ネットワークスライシングを活用することで、それぞれの5Gの用途に最適化された通信品質とサービスを提供することが可能となります。

ネットワークスライシングによる5Gのパフォーマンス最適化

次に、ネットワークスライシングがどのようにして5Gのパフォーマンスを最適化するのかについて説明します。まず、ネットワークスライシングにより、ネットワークリソースはそれぞれの用途に応じて最適な方法で割り当てられます。

この結果、ネットワーク全体のパフォーマンスは大幅に向上し、特定のユーザーやサービスへの影響を抑えつつ、様々なニーズに対応した高品質な通信サービスを提供することが可能となります。

また、可能性としては、オペレーターはネットワークスライシングを用いて、新たなビジネスモデルやサービスの創出、更なるビジネスチャンスの掴み方といった、新たな可能性を模索することもできます。

ネットワークスライシングの応用

ネットワークスライシングは、一つの物理的なネットワークを複数の独立したネットワークに分割し、それぞれを最適化することによって、新たなビジネスチャンスや表現の可能性を引き出す技術です。ここでは、ネットワークスライシングがビジネスモデルやサービス最適化、カスタマイズされたネットワーク提供などにどのように活用されるのかについて解説します。

ビジネスモデルでの活用

ネットワークスライシングは新しいビジネスモデルの創出に寄与します。これは、サービス提供者が顧客の具体的なニーズに合わせてカスタマイズされたネットワークを提供できるためです。これにより、具体的な顧客ニーズに対して独自の価値提案を行うことが可能になり、ビジネスの差別化を図ることができます。

サービス最適化の例

ネットワークスライシングは、多様なニーズに対応したサービスの最適化にも活用されます。例えば、映像配信サービスでは、ネットワークスライシングによって高精細映像を必要とするプレミアム会員向けのスライスと、通常の映像クオリティで十分な一般会員向けのスライスを分けることが可能となります。これにより、両者のニーズが干渉しないようにサービスの最適化を図ることができます。

カスタマイズネットワークの提供

ネットワークスライシングは、異なるニーズに合わせたカスタマイズネットワークの提供を可能にします。これにより、通信サービス提供者はユーザーの具体的な要望に柔軟に対応することが可能となります。特定のアプリ利用者向けの優先トラフィックスライスや、特殊な通信環境を必要とする企業向けの専用スライスなど、より高度なカスタマイズが可能となります。

ニーズに応じたスライスの割り当て方

ネットワークスライシングによるスライスの割り当て方は、ユーザーのニーズに応じて柔軟に行うことが可能です。例えば、高信頼性が求められる遠隔医療や無人運転車の通信は、確実な通信が行えるスライスに割り当てることができます。また、大量のデータ通信を必要とする映像配信やゲームサービスの通信は、大容量のスライスに割り当てることが可能です。これにより、ネットワークリソースの最適な利用とサービスの最適化が実現します。

ネットワークスライシングの将来性

これからの社会にネットワークスライシング技術がどのような影響を与えるのか、それについて考えてみましょう。

産業での影響

ネットワークスライシング技術は、さまざまな産業に好影響をもたらす可能性を秘めています。例えば、映像配信サービスでは高精細映像がプレミアム会員に提供されるなど、特定のユーザーに優先的なサービスを提供できるとされています。

しかしこれはあくまで一例であり、他の多くの産業においてもネットワークスライシングは有効利用されるでしょう。顧客のニーズに応じた、つまりカスタマイズされたネットワークを提供することで、新たなビジネスチャンスが生まれる可能性があります。

具体的には、医療、物流、製造業などの業界で、高速・大容量・低遅延・多接続といった5Gの特性を活かしたネットワークサービスが提供されることが期待されています。

スライシング技術の進化と影響

スライシング技術の進化に伴い、各スライスの独立性が高まることが予想されます。これにより、一つのネットワークをより多くのスライスに分割し、それぞれのスライスをより独立して運用することが可能となります。

さらにスライシング技術の進化は、ネットワークの性能や効率を大幅に向上させることが期待されます。これは、通信品質を必要に応じて最適化することで、通信量の増大に対応しつつ、サービス品質を向上させる可能性があるからです。

これらの可能性はスライシング技術が進化することで、様々な産業やサービスで正確で高度な通信が実現し、それがより質の高いサービス創出に繋がる可能性を示しています。

ネットワークスライシングとIoTの連携

今後のIOTの発展とネットワークスライシングは密接な関連性を持つと言われています。IoTデバイスの増加に伴い、それぞれが必要とするニーズが異なるため、一つ一つに合わせた最適なネットワーク環境を提供する重要性が増してきています。

ネットワークスライシングを活用すれば、これらのデバイスごとに最適な通信環境を創出でき、IoTのパフォーマンスを飛躍的に向上させる可能性があります。これは、効率的なデータ通信が IoT デバイスの価値を最大化させるという観点から重要な進展です。

また、IoTの進化に伴い、自動化やAIの活用により設定や管理がより簡易化される可能性もあり、スライシング技術との相乗効果が期待されます。

ネットワークスライシングの課題と解決策

ネットワークスライシングの実現にはいくつかの課題が存在します。その一つはスライシングの管理と制御です。個々のスライスが独立して動作するには、その設定や管理を効率良く行う技術が必要となります。

また、セキュリティも重要な課題の一つです。仮想化されたネットワーク間でデータが適切に隔離され、安全に通信が行われるようにする必要があります。これらの課題は、ネットワークスライシングがさらに普及・進化するにあたって重要な解決策を必要としています。

これらの課題解決に向け、標準化組織や産業界は既に取り組みを開始しており、困難ではありますが、解決に向けた動きが進んでいます。ネットワークスライシングは、さまざまな産業に革新をもたらす可能性を秘めた、次世代のネットワーク技術と言えます。