パケットコアとは?初心者が知っておく基本と役割を解説共起語・同意語・対義語も併せて解説!

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パケットコアとは?初心者が知っておく基本と役割を解説共起語・同意語・対義語も併せて解説!
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高岡智則

年齢:33歳 性別:男性 職業:Webディレクター(兼ライティング・SNS運用担当) 居住地:東京都杉並区・永福町の1LDKマンション 出身地:神奈川県川崎市 身長:176cm 体系:細身〜普通(最近ちょっとお腹が気になる) 血液型:A型 誕生日:1992年11月20日 最終学歴:明治大学・情報コミュニケーション学部卒 通勤:京王井の頭線で渋谷まで(通勤20分) 家族構成:一人暮らし、実家には両親と2歳下の妹 恋愛事情:独身。彼女は2年いない(本人は「忙しいだけ」と言い張る)


パケットコアとは何か

パケットコアとは、スマートフォンやモバイル機器がインターネットに接続する時に使われる、データのやり取りを管理するネットワークの中心部分です。電話の回線のような昔の仕組みとは異なり、データをパケットという小さな情報の束として送り出し、受け取る役割を担います。

パケットコアは主に 制御平面ユーザ平面 の2つの機能を分担します。制御平面は「誰が通信を始められるか」「どこに送るか」を決める指示を出し、ユーザ平面は実際のデータをルート通りに運ぶ部分です。

パケットコアの役割

以下のような仕事をします。

<th>役割
説明
データの転送経路の管理データがどの道を通って目的地へ行くかを決めます。
セッションの維持と移動性の管理移動中でも接続を維持し、機器が別の基地局に移動しても通信をつなぎ直します。
セキュリティと認証利用者が正当な契約を持つかを確認し、データを保護します。
ポリシーと課金の適用どの通信を許可し、どの程度の料金が発生するかを判断します。

パケットコアの構成要素

4G と 5G では参画する機能が少し変わります。代表的な要素を挙げます。

要素役割
MMEモビリティ管理と接続の開始を担当します(4Gの制御平面の中心)。
S-GW / P-GWデータの経路を作り、実際のデータ転送を担います(4Gのユーザ平面)。
AMF / SMF5Gの制御平面とセッション管理を担います。
UPF5Gのユーザ平面のデータ転送を担当します。
その他の要素ポリシー制御や認証を支える機能が連携して動きます。

4Gと5Gの違いをざっくり

4G の場合はMMEとS-GW/P-GWが中心で、制御平面とユーザ平面が分かれて動作します。5G ではAMFとSMFが導入され、より柔軟に通信を管理します。データの高速化や同時接続数の増加は、これらの要素の協調によって実現されます。

身近な例で理解する

想像してみてください。パケットコアは郵便局のようなものです。あなたが手紙を出すと、郵便局が宛先を見て最適なルートを選び、途中で迷子にならないように配達の道順を指示します。受け取り側が動いても、郵便局は新しい住所を認識して再配達をお願いする仕組みです。そんな風にスマホのデータも、パケットコアが指示して正しい場所へ送られるのです。


パケットコアの同意語

パケットコアネットワーク
パケットデータの取り扱いを担う、通信ネットワークの中核部分であるコアネットワークのパケット機能を指す用語。
コアネットワーク
通信全体を支える中核のネットワーク部分。音声とデータの両方を含む場合があるが、パケット通信を指すことも多い。
EPC(Evolved Packet Core)
4Gのパケットコアを指す正式名称。EPCは4Gのデータ通信を担う中核アーキテクチャ。
4Gコアネットワーク
4Gに特化したパケットコアのネットワーク。長期的にはEPCを指すことが多い。
5Gコアネットワーク
5Gの新世代パケットコア。データ通信の中核となるネットワーク。
モバイルコアネットワーク
モバイル通信の中核となるネットワーク。パケット通信を中心に扱うことが多い。
パケット交換コアネットワーク
パケット形式の通信を処理するコアネットワークの別称。パケット交換機能を中心とする網。
パケットデータコア
パケットデータを処理・転送するための中核部を指す表現。やや直訳寄りの言い換え

パケットコアの対義語・反対語

エッジ(ネットワーク)
パケットコアの対義語としてよく使われる概念。意味: ネットワークの中心・コアに対して、利用者に近い末端側の領域を指す。データ処理が端末寄りで行われるイメージ
アクセス網(アクセスネットワーク
ユーザー機器とコアを結ぶ最前線の層。意味: コアの手前に位置する部分で、端末とコアをつなぐ役割を担う。対義語として使われることがある。
末端機器(エンドポイント/端末)
データの出入口となる利用者側の機器。意味: ネットワークのコア部ではなく、端末側を指す語。
端末(ユーザー端末)
スマホやPCなど、実際に通信を行う機器そのもの。意味: コアと対になる、端末側の位置づけを示す語。
エンドポイント(End-point)
ネットワークの終端点。意味: コアから見た接続の末端にある点を指す用語で、対義語として使われることがある。
エッジコンピューティング
コアではなく、端末寄りでデータ処理を行う設計思想。意味: パケットコアと対比して、端末近くでの処理・分析を強調する概念。

パケットコアの共起語

5Gコア
5Gのコアネットワーク。AMF/SMF/UPFなどの機能を含み、ユーザの通信を制御・処理します。
EPC
LTEのコアネットワーク。MME/PGW/S-GWなどで構成され、4Gの通信を支えます。
LTE
4Gの移動通信規格。高速データ通信と音声通話の両立を提供します。
コアネットワーク
通信事業者の中核となる機能群。認証・課金・転送などを総括します。
MME
Mobility Management Entity。携帯端末の接続管理・移動性管理を担当します。
HSS
Home Subscriber Server。加入者情報と認証情報を格納するデータベースです。
S-GW
Serving Gateway。ユーザデータの転送路を提供し、PDNゲートウェイと連携します。
P-GW
PDN Gateway。PDN接続の確立・維持・課金を担当するゲートウェイです。
PDN
Packet Data Network。携帯端末が接続する外部ネットワークの総称です。
APN
Access Point Name。PDN接続を識別する名前で、端末の接続先を決定します。
GTP
GPRS Tunneling Protocol。コア網間のトンネルを作る通信プロトコルです。
EPSベアラー
LTEでのデータ伝送路。QoS付きのデータ路として機能します。
QoS
Quality of Service。通信の優先度・帯域・遅延を管理します。
PCRF
Policy and Charging Rules Function。ポリシーおよび課金ルールを決定します。
PCEF
Policy and Charging Enforcement Function。PCRFの決定を実際に適用する機能です。
IMS
IP Multimedia Subsystem。VoLTEなどのマルチメディア通信の基盤です。
VoLTE
Voice over LTE。LTE上での音声通話サービスを提供します。
S1AP
S1 Application Protocol。eNodeBとEPC間のシグナリングを担うプロトコルです。
AMF
Access and Mobility Management Function。5Gでの接続確立とモビリティ管理を担当します。
SMF
Session Management Function。セッションの管理とコアネットワークの設定を担当します。
UPF
User Plane Function。データ転送の実体を処理するユーザ平面の機能です。
PCF
Policy Control Function。5Gでのポリシー制御機能の一つです。
UDM
Unified Data Management。加入者データの統合管理を行います。
UDR
Unified Data Repository。加入者データのリポジトリとして機能します。
NSSF
Network Slice Selection Function。ネットワークスライスの選択を支援します。
ネットワークスライシング
複数の仮想ネットワークを同一の物理網で提供する考え方で、サービスごとに分離します。
セッション管理
セッションの構築・変更・解放を管理する機能です。
認証
加入者の本人確認を行い、セキュリティを確保します。
課金
通信利用料の請求・課金ルールの適用を行います。

パケットコアの関連用語

パケットコア
モバイルネットワークのデータ通信を中核で制御・処理するネットワーク。認証・セッション管理・ QoS などを担います。
パケットコアネットワーク
パケットデータ通信を処理するコア部分の総称で、アクセス網と外部ネットワークを結ぶ役割を持ちます。
EPC (Evolved Packet Core)
4Gのコアネットワーク。MME・SGW・PGW・HSS などの機能が組み合わさってLTEのデータ通信を支えます。
5Gコア
5Gのコアネットワーク。AMF・SMF・UPF などを核とし、サービス連携やネットワークスライシングを実現します。
MME
4Gのモビリティ管理エンティティ。端末の接続・移動・認証の制御を担当します。
SGW
Serving Gateway。データの中継・トンネルの終端として、データプレーンの処理を担います。
PGW
Packet Gateway。端末のIPアドレス割り当てや外部ネットワーク接続を提供します。
HSS
Home Subscriber Server。加入者データと認証情報を格納するデータベースです。
PCRF
Policy and Charging Rules Function。QoSや課金ルールを動的に決定します。
PCEF
Policy and Charging Enforcement Function。PGW内でポリシーと課金を適用します。
PDNゲートウェイ
PGWの別名。4GでPDNと接続するゲートウェイです。
APN
Access Point Name。端末が接続するデータネットワークの識別名です。
UPF
User Plane Function。データプレーンの処理・転送を担当します。
AMF
Access and Mobility Function。5Gのアクセス管理とモビリティ管理を担います。
SMF
Session Management Function。セッションの確立・変更・解放を管理します。
PCF
Policy Control Function。5Gのポリシー決定を担います。
AUSF
Authentication Server Function。端末の認証を実行します。
UDM
Unified Data Management。加入者データの統合管理を担当します。
UDR
Unified Data Repository。データの参照元・格納庫として機能します。
NRF
Network Repository Function。各機能の発見・連携をサポートします。
NEF
Network Exposure Function。外部アプリへネットワーク機能を公開する窓口です。
NSSF
Network Slice Selection Function。ネットワークスライスの選択を支援します。
QCI
QoS Class Identifier。サービスの品質要件を表す識別子です。
GTP
GPRS Tunneling Protocol。EPC内でデータをトンネル化し、パケットを運ぶ仕組みです。
Diameter
認証・課金情報の交換に使われる通信プロトコルです。
SBA
Service-Based Architecture。5Gコアの機能間をサービスとして連携する設計思想です。
NSA/SA
5G導入方式の区別。NSAはLTEと併用、SAは5Gのみで完結します。
ネットワークスライシング
一つの物理ネットワークを用途別の仮想スライスに分割して提供する考え方です。
エッジコンピューティン
データ処理を通信網の端側で行い、遅延を低減します。
NFV
Network Functions Virtualization。ネットワーク機能を仮想化して運用します。
クラウドネイティブ
クラウドの設計思想に基づく、マイクロサービス・コンテナ化を前提とするアーキテクチャです。
PCC
Policy and Charging Control の略。4Gでのポリシーと課金の統合管理です。

パケットコアのおすすめ参考サイト


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