タイトル： 5G時代のアプリケーションとは 〜 5G+MECを活用した低遅延アプリの実現へ 〜 概要： 5Gには「超高速」「低遅延」「多数同時接続」の3つの特徴がありますが、モバイル網の中でのエッジコンピューティング(MEC)も特徴の一つです。低遅延が必要となるモバイル/IoTアプリケーションにおいて5G+MECの活用が一般化いたします。本セッションでは、MECについて、MECを構成する技術、5G+MECによって実現するアプリ例、アプリ開発者が考えるべきポイント、について分かりやすく解説いたします。 アジェンダ： - 5G時代のアプリケーションとは - MECとは - 5G+MECによって実現するアプリ例 - アプリ開発者が考えるポイント

1. 5G時代のアプリケーションとは
- 5G+MECを活用した低遅延アプリの実現へ
日本仮想化技術株式会社
VitrualTech.jp
2021/9/8

2. 自己紹介（たまおき のぶゆき）
テレコ向けの独立系ITコンサル
● 先行技術調査を数多く実施
● 5G + MECで新規ビジネスを創出
ビジネス開発支援やコミュニティ立ち上げ
● 5G x オープンイノベーション
● OpenStack最新情報セミナー
好きな技術分野
● サーバ仮想化、仮想ネットワークの高速化
(DPDK/SR-IOVなど)、Cloud Native NFV
2

3. 日本仮想化技術 - OSSや仮想化に強い技術者集団
NTTドコモの次世代MEC試験環境「Beyond-MEC」を支援 2021/7/15
3
https://virtualtech.jp/210715-2/

4. 本日のお話ししたいこと
• 5G時代のアプリケーションとは
• MECとは
• 5G+MECによって実現するアプリ例
• アプリ開発者が考えるポイント
4

5. 5
Q
5Gとの関わりについて
1. アプリケーション開発者
2. インフラサービスの企画・運用
3. 新規事業開発
4. それ以外

6. 6
4G 5G
5G時代とは？
モバイルネットワークの進化
○ 1.29Gbps[理論値] → 20Gbps[理論値]
○ 10ms[理論値] → 1ms [理論値]
無線区間のお話です。

7. 7
NSA SA
5G時代とは？
アーキテクチャの変更とその効果
5G NSA → 5G SA
● Multi-access Edge Computing
○ Fixed / Mobile / Satellite / Wi-Fi
● Network API
● Network Slicing
● Internet Gateway for Mobile

8. 8
Device
Device
Mobile
Fixed
Wi-Fi
Satelite
「5G時代のネットワーク」を筆者の認識で記した概念図
1.Devices 2.Accesses
3.Service
networks
4.MEC
resources
5.Inet
GW
6.Internet &
Cloud Services

9. 9
Device
Device
Mobile
Fixed
Wi-Fi
Satelite
「5G時代のネットワーク」を筆者の認識で記した概念図
アプリ
ケーション
アプリ
ケーション
アプリ
ケーション
アプリ
ケーション
多彩なアプリケーションの配置
1.Devices 2.Accesses
3.Service
networks
4.MEC
resources
5.Inet
GW
6.Internet &
Cloud Services

10. 10
Device
Device
Mobile
Fixed
Wi-Fi
Satelite
「5G時代のネットワーク」を筆者の認識で記した概念図
アプリ
ケーション
アプリ
ケーション
アプリ
ケーション
アプリ
ケーション
ネットワーク・アズ・ア・サービス
Network API &
Network Slicing
1.Devices 2.Accesses
3.Service
networks
4.MEC
resources
5.Inet
GW
6.Internet &
Cloud Services

11. 11
GPUCloud
5G時代とは？
デバイスの進化とクラウドの深化
● GPU/TPU/ASIC
● Devices用のGPUで
11 T OPS注1を実現
○ サーバ用のGPUは320
T FLOPS注2
● パブリッククラウド各社が
5GコアやMECのソリュー
ションを提供開始
○ AT&TのNetwork Cloudチー
ムが2021年6月にMicrosoft
に移籍するニュースも
注1: Apple A14 Bionic 11 T OPS(Operations Per Second)
注2: NVIDIA Ampare A100 320 T FLOPS(Floating Point Operations Per Second)
AT&T Moves 5G Mobile Network to Microsoft Cloud 2021/6/30
https://about.att.com/story/2021/att_microsoft_azure.html

12. 12
Device
Device
Mobile
Fixed
Wi-Fi
Satelite
「5G時代のネットワーク」を筆者の認識で記した概念図
特徴抽出
アプリ
アプリ
ケーション
アプリ
ケーション
アプリ
ケーション
高速ストリーム処理や多層推論処理
Network API &
Network Slicing
1.Devices 2.Accesses
3.Service
networks
4.MEC
resources
5.Inet
GW
6.Internet &
Cloud Services
GPU
GPU
GPU
GPU
GPU
カメラ
カメラ
ストリーム
エンジン
推論アプリ
推論アプリ

13. 13
Device
Device
Mobile
Fixed
Wi-Fi
Satelite
「5G時代のネットワーク」を筆者の認識で記した概念図
特徴抽出
アプリ
アプリ
ケーション
アプリ
ケーション
アプリ
ケーション
高速ストリーム処理や多層推論処理
Network API &
Network Slicing
1.Devices 2.Accesses
3.Service
networks
4.MEC
resources
5.Inet
GW
6.Internet &
Cloud Services
GPU
GPU
GPU
GPU
GPU
カメラ
カメラ
ストリーム
エンジン
推論アプリ
推論アプリ

14. 14
Device
Device
Mobile
Fixed
Wi-Fi
Satelite
「5G時代のネットワーク」を筆者の認識で記した概念図
特徴抽出
アプリ
画像アーカ
イブ
アプリ
ケーション
アプリ
ケーション
パブリッククラウドとのソリューション連携
Network API &
Network Slicing
1.Devices 2.Accesses
3.Service
networks
4.MEC
resources
5.Inet
GW
6.Internet &
Cloud Services
GPU
GPU
GPU
GPU
GPU
カメラ
カメラ
ストリーム
エンジン
推論アプリ
推論アプリ 学習アプリ

15. 15
5G時代とは？
課題解決のためのツールが充実
Device
Device
Mobile
Fixed
Wi-Fi
Satelite
「5G時代のネットワーク」を筆者の認識で記した概念図
特徴抽出
アプリ
画像アーカ
イブ
アプリ
ケーション
アプリ
ケーション
Network API &
Network Slicing
1.Devices 2.Accesses
3.Service
networks
4.MEC
resources
5.Inet
GW
6.Internet &
Cloud Services
GPU
GPU
GPU
GPU
GPU
カメラ
カメラ
ストリーム
エンジン
推論アプリ
推論アプリ 学習アプリ
開発者やアーキテクトの活躍が期待される

16. 16
Q
sli.doの質問を見てみよう

17. 本日のお話ししたいこと
• 5G時代のアプリケーションとは
• MECとは
• 5G+MECによって実現するアプリ例
• アプリ開発者が考えるポイント
17

18. MECとは
•5Gの特徴を活かしたアプリケーションの開発が可能に
18
Google
Cloud
Azure
AWS
パブリック
クラウド
MEC
インターネット
ゲートウェイ
デバイス群
通信事業者が
提供する範囲
インターネット
無線
アンテナ
無線
アンテナ
コアネットワーク
MECアプリ
コンピュート
デバイス

19. 19
VPN
パブリック
クラウド
①トラフィック最適化、
ネットワークでの折返し
M
E
C
パブリック
クラウド
M
E
C
②低遅延・ゆらぎの抑制 ③ セキュア・プライベート
ネットワーク構築
④コンピューティングパワーの
提供・端末機能補完
CDN APL
パブリック
クラウド
M
E
C
VPN
パブリック
クラウド
M
E
C
GP
U
FPG
A
MECによる代表的な4つのメリット
MECを利用したアプリケーションデザインパターン - NTTドコモテクニカルジャーナル より引用
https://www.nttdocomo.co.jp/binary/pdf/corporate/technology/rd/technical_journal/bn/vol29_1/vol29_1_008jp.pdf

20. モバイルキャリアによるMECサービスの提供
•通信事業者が付加価値サービスとして提供
•NTTドコモ：
• ドコモオープンイノベーションクラウド 注1
•KDDI：
• AWS Wavelength 注2
•ソフトバンク：
• GeForce Now powered by SoftBank 注3
•楽天モバイル:
• Rakuten Communications Platform(RCP) 注4
20
MEC
コンピュート
MECアプリ
注1: https://www.nttdocomo.co.jp/info/news_release/2020/06/30_04.html
注2: https://news.kddi.com/kddi/corporate/newsrelease/2020/12/16/4869.html
注3: https://www.softbank.jp/corp/news/press/sbkk/2020/20200605_01/
注4: RCPにはRANとCoreとMECが含まれているが、MEC機能を有するということで列記した
本資料のMECとは何かは筆者の見解をまとめたものです。

21. 参考）AWS Wavelengthについて
• 5G向けの超低レイテンシーコンピューティング
• AWSのコンピューティングとストレージサービスをモバイルネットワークに直
結
• 10ミリ秒未満のレイテンシーでエンドユーザ向けのサービスを提供
• 変わらないAWSの使用体験
• EC2、EBS、ECS(Elastic Container Service)、EKS(Elastic Kubernetes
Service)、IAM、CloudFormation、Autoscale を利用可能
• Wavelength Zoneに5Gアプリをデプロイして、AWSリージョンのアプリや
サービスにシームレスに接続
• グローバルな5Gネットワーク
• Verizon、Vodafone、KDDI、SK Telecomでサービス開始
21

22. 参考）AWS Wavelengthについて
SORACOM UG#3での日置電機 船原様の発表を引用
22
引用：Wavelength使ってみた SORACOM UG#3
https://speakerdeck.com/1stship/wavelengthshi-tutemita
Wavelength ZoneのEC2、大坂リージョンのEC2、に対して、1秒ごとに1時間pingを実施
Wavelength ZoneのEC2の応答時間：平均値 12.8ms 中央値 12.4ms
大坂リージョンのEC2の応答時間：平均値 25.7ms 中央値 22.2ms

23. 次世代MEC試験環境「Beyond-MEC」
23
https://www.docomo-bmec.com/ より引用

24. 次世代MEC試験環境「Beyond-MEC」
24
https://www.docomo-bmec.com/quick/ より引用

25. 本日のお話ししたいこと
• 5G時代のアプリケーションとは
• MECとは
• 5G+MECによって実現するアプリ例
• アプリ開発者が考えるポイント
25

26. 26
VPN
パブリック
クラウド
①トラフィック最適化、
ネットワークでの折返し
M
E
C
パブリック
クラウド
M
E
C
②低遅延・ゆらぎの抑制 ③ セキュア・プライベート
ネットワーク構築
④コンピューティングパワーの
提供・端末機能補完
CDN APL
パブリック
クラウド
M
E
C
VPN
パブリック
クラウド
M
E
C
GP
U
FPG
A
MECによる代表的な4つのメリット
MECを利用したアプリケーションデザインパターン - NTTドコモテクニカルジャーナル より引用
https://www.nttdocomo.co.jp/binary/pdf/corporate/technology/rd/technical_journal/bn/vol29_1/vol29_1_008jp.pdf

27. アプリケーションデザインパターン
27
代表的なユースケースを基に検討された、MECのアプリケーションデザインパターン
● 高速大容量アップロードパターン
● 超低遅延メッセージングバス
● IoTデバイス用軽量プロトコルの実装パターン
● 端末処理機能強化パターン
● CDNパターン
● Webサービスキャッシュパターン
● 折返しによるP2Pトラフィックの最適化パターン
● 地理的制約を利用したセキュリティ実現パターン
MECを利用したアプリケーションデザインパターン - NTTドコモテクニカルジャーナル より引用
https://www.nttdocomo.co.jp/binary/pdf/corporate/technology/rd/technical_journal/bn/vol29_1/vol29_1_008jp.pdf

28. 高速大容量アップロードのデザインパターン
28
MECを利用したアプリケーションデザインパターン - NTTドコモテクニカルジャーナル より引用
https://www.nttdocomo.co.jp/binary/pdf/corporate/technology/rd/technical_journal/bn/vol29_1/vol29_1_008jp.pdf
• 5Gのアップロード機能を活用し、MECサー
バ上の一時ストレージにアップロードし、パ
ブリッククラウド上のストレージに非同期で
アップロードする
• 大量の大容量データをアップロードする場
合(AIカメラのカメラ画像や自動運転の走
行データ)などに有効
• MEC上のGPUを利用し、一時ストレージ上
の画像や映像に対してAI処理を行うことも
可能
•

29. 超低遅延メッセージバスのデザインパターン
29
MECを利用したアプリケーションデザインパターン - NTTドコモテクニカルジャーナル より引用
https://www.nttdocomo.co.jp/binary/pdf/corporate/technology/rd/technical_journal/bn/vol29_1/vol29_1_008jp.pdf
• MECサーバ上にKVSのPub/Sub機能を実
装することで、低遅延のメッセージサービ
スを実現する
• 対戦型ゲームやオープンワールド系ゲー
ムの端末同士の状態同期、IoTデバイスの
状態同期などで有効
• 近傍のインメモリDBとの接続のために、
DNSでの近傍インメモリDB検索サービスを
利用する
•

30. IoTデバイス用軽量プロトコル実装のデザインパターン
30
MECを利用したアプリケーションデザインパターン - NTTドコモテクニカルジャーナル より引用
https://www.nttdocomo.co.jp/binary/pdf/corporate/technology/rd/technical_journal/bn/vol29_1/vol29_1_008jp.pdf
• IoT機器向け軽量プロトコルMQTTなどをモ
バイル網内のMECで終端し、MECから外
に出る際は加工や暗号化する
• MQTTをTLSで実装する例もあるが、この
例の場合デバイス側で暗号化しないため、
IoT機器の電池消費量を抑えることができ
る
•

31. 31
Q
sli.doの質問を見てみよう

32. 本日のお話ししたいこと
• 5G時代のアプリケーションとは
• MECとは
• 5G+MECによって実現するアプリ例
• アプリ開発者が考えるポイント
32

33. アプリ開発者が考えるポイント
1. やりたいことの明確化
2. 課題の整理
3. 制約の理解
4. MVPの検討
5. MVPの評価
33

34. やりたいことの明確化
5Gの3つの特徴（高速/大容量、低遅延、同時多接続）
『4G=スマホ』の時代から
『5G=接続があたりまえ(Full Connected)』の時代
クラウドのプロキシか、キャッシュか、デバイス・ハブの延伸か
34

35. 課題の整理
やりたいことを実現するための課題はなにか
課題を数値目標で現す
a. End to End のレスポンスタイムを100ms以下
• VRで4K 60fpsで配信しないとVR酔いが発生
b. AI監視カメラの映像データを100台分非同期でクラウドにアップ
ロードする
• AI監視カメラの映像データを元に学習するため
35

36. 制約の理解（5G）
5Gの3つの特徴（高速/大容量、低遅延、同時多接続）
• 高速/大容量：無線の性能に引きづられる
• Sub6 or ミリ波(mmWave)：現時点であればSub6で検
討が妥当
• 低遅延：10-20ms（Wavelength検証より）
• モバイルキャリア各社は5GコアのNSA->SAの移行を
計画しているので、移行後の遅延時間の数値を気にし
ている
36

37. 制約の理解（5G）
End to End のレスポンスタイムを考える
37
Device
Device
Mobile
「5G時代のネットワーク」を筆者の認識で記した概念図
1.Devices 2.Accesses
3.Service
networks
4.MEC
resources
5.Inet
GW
6.Internet &
Cloud Services
Device
アプリ
ケーション

38. 制約の理解（5G）
End to End のレスポンスタイムを考える
38
Device
Device
Mobile
「5G時代のネットワーク」を筆者の認識で記した概念図
1.Devices 2.Accesses
3.Service
networks
4.MEC
resources
5.Inet
GW
6.Internet &
Cloud Services
Device
アプリ
ケーション
アプリ
ケーション

39. 制約の理解（MEC）
Wavelength、VMware、OpenStack
• 現時点ではIaaS機能のみの提供
• NTTドコモのBeyond-MECではVM上でSR-IOVを使用可
• 実行環境としてのコンテナや、CI/CD環境としてのデプロイ
ツールは未整備
• 各環境でコンテナソフトウェアやデプロイツールをインストー
ルします
• MECにおけるアプリケーションデザインパターン
• コンセプト段階であり、実装・実証してくれる人を探してます
39

40. MVPの検討
MVP(Minimum Viable Product)
• 機能やスケールを限定してプロトタイプを構築
MVPの開発/検証環境の手配が難しい
• モバイルキャリア各社がMECの実証実験環境を提供
• Wi-Fi 4&5(IEEE 802.11n&11ac)の通信性能が5Gの無線
ネットワークに近い
40

41. MVPの評価
測定方法
• スマホのピクトグラムが5Gでも5Gで通信を行わない
パフォーマンス測定
• End to End のレスポンスタイムの測定
• 処理内容にもよりますが、ネットワークの遅延時間は全
体からみると微々たるものになることは多い
• ボトルネックに引きづられて遅くなる、改善するとボトル
ネックが別の場所に変移する
41

42. 42
Q
sli.doの質問を見てみよう

43. 質問があれば私まで
43
Eight オンライン名刺
Facebook

44. 44

45. アプリケーション例
45
地球規模のリアルワールドARプラットフォームの開発 - Niantic blog より引用
https://nianticlabs.com/ja/blog/nrwp-update/
例えば、ARでの複数人の対戦ゲーム 例えば、VRでピンポンゲーム
CEDEC講演「5Gでゲームはどう変わる？〜そろそろ気にしておきたい5G最前線〜」
https://www.slideshare.net/5ginnovation/5g5g-170219938

46. ARゲームでの複数人対戦
46
Codename: Neon - Real World Multiplayer AR Demo
• 最大6人のリアルタイムバトル
• スマホ画面を介して地面に落ち
ている「光」を回収して、それ
をタップ操作で相手にぶつけて
ポイントを競う
画像引用：https://www.telekom.com/en/media/media-information/archive/worlds-first-mobile-edge-mixed-reality-multi-gamer-experience-564004

47. ARでの複数人の対戦ゲーム
47
地球規模のリアルワールド ARプラットフォームの開発 - Niantic blog より引用
https://nianticlabs.com/ja/blog/nrwp-update/

48. VRでピンポンゲーム
48
5Gでゲームはどう変わる？〜そろそろ気にしておきたい 5G最前線〜
https://www.slideshare.net/5ginnovation/5g5g-170219938

49. VRでピンポンゲーム
49

50. VRでピンポンゲーム
50
5Gでゲームはどう変わる？〜そろそろ気にしておきたい 5G最前線〜
https://www.slideshare.net/5ginnovation/5g5g-170219938

51. VRでピンポンゲーム
51

52. VRでピンポンゲーム
52

53. VRでピンポンゲーム
53

54. VRでピンポンゲーム
54

55. VRでピンポンゲーム
55