5GのOSSってどこまで使えるの？

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Mobile 5G free5GC OSS アドベントカレンダー2021 Mobile テキストリンク

本記事は通信業界アドベントカレンダー 2021 の22日目の記事として執筆したものです。
その他の記事はQiitaのアドベントカレンダーページからどうぞ！

はじめに

5Gあるいは5Gサービスと聞くとモバイルキャリアにより提供されるネットワークサービスで、大手ベンダ製品を使ってモバイルネットワークが構築されているイメージを持たれる方も多いのではないでしょうか。

最近では、5Gネットワークをオープンソースソフトウェア（以下、OSS）で実現する動きが出始めており、個人でも手軽に5G環境を構築することが可能となっています。

本記事では、5GのOSSについて紹介したいと思います。

そもそも、モバイルネットワークとは?

「端末 (User Equipment)」、「無線アクセスネットワーク (Radio Access Network) 」、「コアネットワーク (Core Network)」の３要素から構成される無線通信設備を指しています。

端末＝スマホ、無線アクセスネットワーク＝基地局、コアネットワーク＝認証サーバやルータ等をイメージするとわかりやすいかと思います。

5GのOSSについて

5GのOSSについて、構成要素（UE/RAN/CN）ごとにそれぞれコミュニティがあり、開発が行われています。

RAN

代表的な、OpenAirInterfaceCとUERANSIMについて記載します。それ以外にも、srsRANやSD-RANe等のOSSがあります。

  • OAI-RAN

    • OpenAirInterface Software Alliance(OSA)が提供する3GPPプロトコルに準拠した無線アクセスネットワーク系（eNB/gNB/UE）のソフトウェア
    • 3GPP仕様に則り開発されているため、リファレンスコードとしても利用される

  • UERANSIM

    • オープンソースの5G端末（UE）や無線アクセスネットワーク（RAN）を実装
    • 主にコアネットワークと接続するための上位レイヤーのプロトコル(NGAP,NASなど)が実装されている

CN

代表的な、free5GCとOpen5GSについて記載します。それ以外にも、magmaやSD-Core等、様々なOSSがあります。

  • free5GC

    • 3GPP Realse15に準拠したオープンソースソフトウェアの5Gコアであり、StandAlone（SA）構成に対応
    • 様々なネットワークファンクションを実装（NRF/AMF/AUSF/SMF/PCF/UDM/UDR/NSSF/UPF/N3IWF）
    • コミュニティの動きも活発で、「free5GC forum」も存在

  • Open5GS

    • C言語で実装された、オープンソースソフトウェアの5Gコア及びEPC
    • 3GPP Realse16に準拠し、StandAlone（SA）構成に対応

  • OAI-CN

    • OpenAirInterface Software Alliance(OSA)が提供する3GPPプロトコルに準拠したコアネットワーク系（EPC and 5G）のソフトウェア
    • 3GPP仕様に則り開発されているため、リファレンスコードとしても利用される

  • magma

    • 新興国にコネクティビティを届けることを目的に開発が始まったOSS。EPCの機能(A-GW)だけではなく集中管理機能(Orchestrator)やMNOとの連携機能(F-GW)を有する。
    • 5Gコアについては、Telecom Infra Projectと連携して最小構成版Minimum Viable Core(MVC版)を開発中。

5GのOSSってどこまで使えるの？

5GのOSSも様々なコミュニティで開発が進んでいる状況で、群雄割拠の状態です。
OSS実装の完成度や、特徴について、free5GCを例に記載します。

  • 小規模に実証実験を行うレベルまでは、5GコアのOSSも成長してきており、5G特有の機能・実装も進んでいます。
  • 構築も簡単で導入しやすいのですが、商用を見据えると、性能面や運用面でまだまだ課題が残る状況です。

5GのOSS関連で困ったことがあったら

モバイルネットワークに関連するOSSの開発者・ユーザ同士で情報交換や新たな繋がりを形成する場として、Open Mobile Network Infra Communityもありますので、活用してみてはいかがでしょうか。

過去のMeetupやHands-onについてもYouTubeにて公開しております。
イベントの様子がわかると思いますので、ぜひご覧ください。

また、情報交換の場としてOpen Mobile Network Infra CommunityのSlackワークスペースも用意しています。

これまでの活動成果は以下のgithubにまとめております。ぜひご覧ください。

最後に

5GのOSSにより、モバイルネットワークを自営でかつ簡単に構築可能になりつつあります。
この機会にお手元のPCで5G環境を構築してみてはいかがでしょうか？