1ページでわかるモバイルネットワーク

3つのネットワークと1つのデータベース

モバイルのセッションは、3つのネットワークと1回のデータベース照会を経由します。無線アクセスネットワークは、デバイスの信号を基地局まで運びます。トランスポートネットワークは、そのトラフィックをコアまで運びます。コアは加入契約を認証し、アドレスを割り当て、インターネットへの出口となります。データベースは加入者情報の格納先であり、その加入契約が接続してよいかどうかをコアに伝えます。

それぞれの部分は、異なる問いに答えます。無線は、デバイスがセルに届くかどうかに答えます。トランスポートは、セルがコアに届くかどうかに答えます。コアは、加入者が誰か、どのゲートウェイを使うか、トラフィックがどこから出ていくかに答えます。データベースは、加入契約が有効かどうか、そしてどこにあるかに答えます。

SIMは電話機ではありません。SIMは、加入契約の認証情報と、コアが確認する識別情報を保持します。電話機は、無線とコンピューターの役割を担います。無線が正常でも有効な加入契約がない電話機はセッションを開始できず、加入契約が有効でも無線が故障したデバイスではセルに届きません。

コアは2つの役割を分けています。コントロールプレーンは、デバイスを接続し、加入契約を認証し、セッションを確立します。ユーザープレーンは、パケットを運びます。ユーザープレーンが遮断されていると、接続済みのセッションでも何も運ばないことがあります。そのため、ステータス画面に「接続済み」と表示されていても、トラフィックが流れている証拠にはなりません。

どの層が問題を受け持つか

障害が起きている層から始めます。サービスがまったくない場合は、通常は無線（カバレッジ、対応バンド、アンテナ）か、加入契約が停止されているときのコアによる拒否が原因です。接続はできても何も送信できないデバイスは、トランスポートまたはコアに問題があります。バックホール、輻輳したセル、APNの不一致、あるいはセッションを拒否するゲートウェイです。

ページは読み込めるのに音声通話ができない場合、通常は無線ではなく音声経路の問題です。VoLTE（Voice over LTE）はIMSを経由し、IMSには独自の登録と独自のAPNがあります。デバイスがVoLTEに対応し、加入契約がそれを許可し、ネットワークがIMSの登録を受け入れる必要があります。

トランスポートは、購入者が見落としがちな層です。セルが近くにあっても、そのバックホールが輻輳していたり、切断されていたり、経路が適切でなかったりすれば通信は失敗します。無線が良好でバックホールが飽和しているサイトでは、アンテナ表示は最大でもページの読み込みが遅くなります。これは無線の問題のように見えますが、そうではありません。

チケットには層を書き込んでください。「場所Xでデータ通信ができない」と書けば、読み手は無線を調べます。「接続済み、IPアドレスなし」と書けばコアを、「データ通信は可能、通話は失敗」と書けばIMSを調べます。この区分によって、推測に費やす1日を省けます。

セッションの背後にある識別子

サポートチケットには4つの識別子が登場し、それぞれ異なる問いに答えます。IMSIは加入契約を識別するもので、MCC、MNC、MSINで構成されます。ICCIDは、カードまたはプロファイルのコンテナを識別します。IMEIはデバイスを識別します。MSISDNはダイヤル可能な番号で、番号ポータビリティによって移ることがあります。

MCCとMNCでPLMNを構成します。中立的な例として、アイスランドのネットワークであるMCC 274とMNC 01があります。MNCが2桁か3桁かは登録機関が決めます。構造上有効な架空のIMSIの例は274011234567890で、MCC 274、MNC 01、MSIN 1234567890です。この番号は構造を示すものであり、実在の加入者ではありません。

問いに合った識別子を使います。デバイスのブロックはIMEIの問題です。認証できない加入契約はIMSIの問題です。交換されたカードはICCIDの問題です。着信しない番号はMSISDNの問題です。4つの番号ではこの区別を説明しており、MCC-MNC表ではPLMNを持つネットワークを確認できます。

音声が別の経路をとる場所

LTEの音声は、IMSが運ぶIPサービスです。デバイスはデータコアへの接続に加えてIMSに登録し、IMSのAPNと音声の設定が加入契約と一致している必要があります。一致していなければ、データ通信はできても通話は失敗します。

次の4点を順に確認します。デバイスがネットワークのバンドでVoLTEに対応していること、加入契約に音声がプロビジョニングされていること、IMSのAPNが設定されていること、ネットワークが登録を受け入れること。このうちどれが欠けても同じ症状が出るため、1つずつテストしてください。

プロバイダーに確認すべきこと

プロバイダーがどの層を自社で運用し、どの層を購入しているかを確認します。モバイルデータのプロバイダーは、コアを運用して無線アクセスを購入している場合もあれば、モバイルネットワーク全体を再販している場合もあります。その答えから、誰が無線の問題を修復でき、誰がチケットを上げることしかできないのかがわかります。

注文に関わる識別子を確認します。IMSI範囲、APN、IPアドレスプール、そして各国でサービスを提供するネットワークです。ホームゲートウェイに障害が起きたとき、セッションがどうなるかを確認します。音声経路をどのチームが担当するかを確認します。これらの答えは、スライドではなく設計メモに記録してください。

プロバイダーが各層をどのように測定しているかを確認します。無線に関する主張には、デバイスでの信号の測定値が必要です。トランスポートに関する主張には、経路と往復時間が必要です。コアに関する主張には、セッションのログとアドレスが必要です。層が特定されていなければ、測定値を検証することはできません。

ネットワークページでは、公開されているネットワークの展開範囲を示しています。これを地図として使い、プロバイダーにも自社のサービスについて同じ地図に印を付けてもらってください。