ソフトウェア定義モバイル ネットワーキング( SDMN ) は、すべてのプロトコル固有の機能がソフトウェアで実装され、コアネットワークと無線アクセス ネットワーク(RAN) の両方で汎用およびコモディティのハードウェアとソフトウェアの使用が最大化されるモバイル ネットワーク設計のアプローチです。
歴史
20世紀を通じて、通信技術はハードウェア開発によって推進され、ほとんどの機能は専用機器に実装されていました。2000年代初頭には、汎用CPUの価格が下がり、商用ソフトウェア無線（SDR）技術とソフトスイッチが利用可能になりました。SDMNはこれらのトレンドをモバイルネットワークの設計にまで拡張し、ほぼすべてのネットワーク機能をソフトウェアに移行しています。
「ソフトウェア定義モバイルネットワーク」という用語は、2014年初頭に初めて公の文献に登場し、Lime Microsystems [1] [2]とフィンランドのオウル大学の研究者によって独立して使用されました。[3]
ハードウェアベースのモバイルネットワークの限界
専用ハードウェアをベースとしたモバイル ネットワークには、次のような制限があります。
- アップグレードの規定は限られており、通常、新しい標準が導入されると完全に交換する必要があります。
- コンポーネントの容量はハードウェア実装によって固定されているため、個々のコンポーネントはパフォーマンスと容量の点で拡張可能ではありません。
- 特殊な機器とそれに関連する特殊なソフトウェアには、モバイル オペレータのスタッフに対するベンダー固有のトレーニングが必要です。
- 特殊なハードウェア システムは通常、単一のベンダーによってサポートおよびサービスが提供されるため、ベンダー ロックインが発生します。
SDMN設計の特徴
ソフトウェア無線の使用
SDRはSDMNの重要な要素です。プロトコル固有の無線ハードウェアを、プロトコルに依存しないデジタルトランシーバーに置き換えるためです。以前の多くのデジタル無線システムでは、ベースバンド無線波形の計算にフィールドプログラマブルゲートアレイ（FPGA）や専用デジタル信号プロセッサ（DSP）が使用されていましたが、SDMNアプローチでは、すべてのベースバンド処理を汎用CPUに移行します。また、SDMN無線システムは、複数のメーカーが容易に再現できるように設計された、公開文書化されたインターフェースを備えたハードウェアを使用します。
商品構成部品
SDMN設計では、機能が特化されたコンポーネントや、単一のベンダーからしか入手できないコンポーネントの使用を避けます。これは、ネットワークのハードウェア要素とソフトウェア要素の両方に当てはまります。
ソフトウェアスイッチングとトランスコーディング
SDMN ネットワークの電話スイッチは、音声コーデックの ソフトウェア トランスコーディングを含むソフトウェア ベースです。
集中型、分散型、それともハイブリッド型?
無線分散システム（WDS）向けの新しいSDNアーキテクチャが検討され、経路情報のマルチホップフラッディングが不要になり、WDNの拡張が容易になります。[4]鍵となるアイデアは、ネットワーク制御とデータ転送を2つの異なる周波数帯域で分割することです。転送ノードとSDNコントローラは、一方の帯域でリンクステート情報やその他のネットワーク制御シグナリングを交換し、実際のデータ転送はもう一方の帯域で行われます。
SDMNの利点
SDMN アプローチには、ハードウェア ベースのモバイル ネットワーク設計に比べて多くの利点があります。
- SDMNハードウェアはプロトコルに依存しないため、技術世代を超えてもソフトウェアのみのアップグレードで済みます。無線ネットワークでは、サイトごとに変更を加えることも可能です。
- SDMN ハードウェアは簡単に入手および複製できるように設計されているため、
- SDMN 機器は幅広いベンダーからサービスを受けられるため、メンテナンス コストが削減されます。
- SDMN 機器は世界中のどこでも製造できるため、生産コストが削減されます。
- SDMN ソフトウェアは、一般的なオペレーティング システムと開発ツールに基づいているため、次のようになります。
- サポート スタッフは、基盤となるソフトウェア システムにすでに精通しているため、より迅速にトレーニングできます。
- SDMN の多くの側面は、既存のツールで監視および管理できます。これは、既存のツールが既に市販のオペレーティング システムで利用可能であるためです。
- SDMN ネットワーク コンポーネントは汎用コンピュータ上で実行されるため、計算能力を追加することでネットワーク コンポーネントの容量を拡大できます。
参考文献
- ^ http://www.limemicro.com ライムマイクロシステムズ
- ^ http://secure.marketwatch.com/story/lime-microsystems-bladerf-legba-partner-on-first-software-defined-mobile-network-2014-04-30 Lime Microsystems: bladeRF と Legba が初のソフトウェア定義モバイルネットワークで提携
- ^ https://sites.google.com/site/callforchapterssdmn/ 章の募集 (WILEY Publishers) ソフトウェア定義モバイルネットワーク (SDMN): LTE ネットワークアーキテクチャを超えて
- ^ Abolhasan, Mehran; Lipman, Justin; Ni, Wei; Hagelstein, Brett (2015). 「ソフトウェア定義無線ネットワーク：集中型、分散型、それともハイブリッド型？」IEEE Network . 29 (4): 32– 38. doi :10.1109/MNET.2015.7166188.
