【53-01】Next Generation Network(NGN)を支える
HPのソフトウェア(HP Software)
第1回：NGNとは何か？

NTTグループは、既存固定通信ネットワークからIPをベースにした次世代ネットワーク Next Generation Network(以下、NGN)の構築を進めています。
NGNは、既存のベストエフォート型のIPネットワークとは異なり、QoS(Quality of Service)制御により、電話やIPTVが必要とする通信サービスの品質(帯域)を保証するギャランティ型のIPネットワークです。
そして、IPネットワーク上で音声を含むマルチメディアのリアルタイム通信を制御し、通信サービスを提供するために、IMS (IP Multimedia Subsystem)と呼ばれる仕組みを利用します。

HPは、NGN及びIMSのコアネットワークを構築するためのソリューションや、その上でサービスを提供するためのソリューションを提供しています。

HP Software News では今月から3回に渡り、今注目を集めているこのNGNに焦点をあて、NGNとは何かという話からHPが提供するNGN構築のためのソリューションをご紹介します。 第1回目の今回は、NGN、IMSとはどのような機能を持ち、どのような技術により実現されているのかについてご紹介したいと思います。

固定電話サービスを提供する固定通信事業者は、携帯電話サービス、メールやWebを提供するインターネットの登場以降、音声通話収益が減少し、コスト削減が可能な新たなネットワークの構築を求められています。また、固定通信事業者は、ブロードバンドIPネットワークの構築により、IP電話(VoIP:Voice over IP)サービスや動画配信サービスの提供を行なっていますが、あくまでもベストエフォート型のネットワークであり、伝送帯域や遅延を保証するものではないため、電話ネットワークを完全に置き換えることはできません。さらに、P2P(Peer to Peer) サービスや動画配信、インターネットTVの登場により、中継サービスを提供するIPブロードバンド事業者は、事業者間で料金を精算する仕組みがないため、収益を得ることができない『ネットワークただ乗り』の問題が生じました。
このような状況の中、IP技術を利用しサービス品質(QoS: Quality of Service)を制御し、セキュリティや認証機能を持つ次世代ネットワークの検討が始まりました。

NGNの標準化は、欧州電気通信標準化機構(ETSI)の下に設置されたTISPAN （ティーアイスパン：Telecom & Internet converged Services & Protocols for Advanced Networks）が中心となって進められています。
NGNは、IPパケットの転送を行なう『トランスポートストラタム』に及ぶセッションや、サービス制御を行なう『サービスストラタム』に分離したアーキテクチャを採用しています。
『トランスポートストラタム』では、NGN端末へのIPアドレスの割当て、ユーザ認証を行ないます（Transport Attachment Control Function）。また、ユーザが要求するメディア・セッション（音声や動画）に対して、リソースの確保とIPトラフィックの制御を行ないます(Resource and Admission Control Function)。
『サービスストラタム』は、セッションの設定や必要なQoSを要求する「サービス制御機能」とサービスの提供及び外部のサードパーティ・アプリケーションと連携するためのAPI(ANI: Application Network Interface)を提供する「アプリケーション/サービス機能」から構成されます。「アプリケーション/サービス機能」は、サービス提供基盤SDP(Service Delivery Platform)を提供します。『サービスストラタム』のサービス制御は、IMSアーキテクチャにより実現されます。

図1. NGNの機能アーキテクチャ
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NTTグループでは、次世代ネットワークNGNの本格的な商用サービスの開始に向けた技術確認とお客さまの要望を把握するため、2006年12月からフィールドトライアルを開始しました。NTTのNGNでは、UNI (User Network Interface)によるユーザ宅内機器との接続、NNI (Network Network Interface)による他事業者やISP(Internet Service Provider)との接続、SNI(Service network Interface)によるサービス提供者との接続の2つのインタフェースを公開しています。家電ベンダ、ネットワーク機器ベンダ、サービスプロバイダが参加してトライアルを実施しています。情報家電との接続、高品質IP電話、ハイビジョン映像配信などのトライアルサービスを体験することができます。

図2. NTTのNGN
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NGN上で提供されるサービスには、キャリア自身が提供するサービスに加え、図1のANIインタフェースを利用して外部のサードバーティにより提供されるサービスが考えられます。キャリアが提供するサービスとして以下のようなサービスが検討されています。

NGNでは、IPトランスポートネットワーク上で、IMSによるセッションの接続制御や利用するメディア(音声、動画)のネゴシエーション、アプリケーションサービスを提供します。
サービス制御の中心はCSCF(Call Session Control Function)と呼ばれるサーバで、端末の認証や登録、端末間のセッションの確立を行ないます。例えば端末が特定のサービスを要求していると判断した場合、CSCFはアプリケーション・サーバ(AS:Application Server)にセッションを接続してサービスを提供します。
また、端末の認証情報やユーザが契約したサービスの情報は、HSS(Home Subscriber Server)に格納され、CSCFが読出しサービス制御に利用します。
更に、MRF(Media Resource Function)は、音声や動画の録音、再生や会議サービスを提供するサーバです。

図3. IMSの構成
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IMSでは、SIP (Session Initiation Protocol)プロトコルによりユーザ間のセッション制御やサービス制御を行ないます。
SIPプロトコルは、インターネット上でのP2P型のマルチメディア通信を実現するために、IETF (Internet Engineering Task Force)により作成されました。SIPは、HTTPと同様のテキストベースのプロトコルで、その名前の通りセッション開始のためのプロトコルです。
端末(SIPユーザエージェント)は、通信に先立ち、REGISTER要求により自身のID(URI)とIPアドレスをネットCSCFの登録機能(レジストラ)に対して行ないます。相手端末とのセッションを開始するためINVITE要求を送信します。呼出開始時に180 Ringing、受話器を上げて応答した時200 OKを返送します。ACK (AC Knowledgement)の送信によりメディア・セッションが開始されます。発信・着信端末は、INVITEと200 OKにより、通信で使用する自身のIPアドレス、ポート番号、メディアフォーマット(音声、動画)を交換します。

図4. SIPによる制御シーケンス
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