NWDAF — Network Data Analytics Function¶

難易度: 中級／想定学習時間: 20分／関連NF: AMF/SMF/PCF/NSSF/OAM（データ源・消費者）／関連Interface: SBI（Nnwdaf）

学習目標¶

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NWDAFが5GCで果たす役割（データの収集・分析・予測(Analytics) の提供）を一言で説明できる。
Analytics ID の考え方（分析の種別＝負荷予測・異常検知・スライス負荷・UE挙動・QoS維持予測等を識別する鍵）を説明できる。
消費者NF（AMF/SMF/PCF等）がNWDAFのAnalyticsをどう利用し、自動最適化・閉ループ制御につなげるかを説明できる。
NWDAFが Rel-16で本格化した5G新規機能であり、4G(EPC)には標準的な相当機能が無い点を説明できる。

前提知識¶

先に以下を理解しておくとスムーズです。

SBA（Service Based Architecture）とSBIの基礎 → カリキュラム
SBI（Nnwdaf 等のサービスベースInterface）の考え方 → Interface辞典
関連NF（AMF/SMF/PCF/NSSF 等、データ源かつ消費者）の役割 → NF辞典

この章で学べること¶

まずWhy（NWDAFが無いと何が困るか）から入り、What（データ収集→分析→Analytics提供の流れ、Analytics ID、役割・API）を表とMermaid図で整理し、最後にHow（Procedureでの登場、EPC比較、参照Spec）へ進みます。

Why — なぜ必要なのか¶

5GCは多数のNFが連携する大規模で複雑なシステムです。トラフィックの増減、スライスごとの負荷、UEの移動、輻輳や異常の兆候などを、人手で監視して都度最適化するのは限界があります。とくに「これから混みそうだから先回りして資源を割り当てる」といった予測に基づく制御は、勘や事後対応では実現できません。

そこで、ネットワーク各所からデータを収集し、統計・予測（必要に応じて機械学習）で分析・予測(Analytics) を生成し、それを制御を担うNFへ提供する標準機能が必要になります。これがNWDAF（Network Data Analytics Function）です。NWDAFがあることで、負荷予測・異常検知・スライス負荷・UE挙動・QoS維持予測といった洞察をNFが受け取り、自動最適化・閉ループ制御（データ→分析→制御→再測定のループ）を回せるようになります。

例え話: NWDAFは、ネットワークの データアナリスト／気象予報士です。各部署（NF/OAM）から日々のデータを集め、「明日はこのエリアが混みます」「この設備に異常の兆候があります」と予報を出します。NWDAFが無いと、各NFは今起きていることにしか反応できず、予測に基づく先回りの制御ができません。

Overview — 概要¶

NWDAF（Network Data Analytics Function）は、5GCにおけるデータ分析・予測の中枢です。動作は大きく3段階です。

データ収集 … 各NF（AMF/SMF/PCF/NSSF 等）や OAM（運用管理）から、イベント通知やメトリクスを収集する。
分析（Analytics） … 収集データを統計処理・予測し、必要に応じて機械学習（MLモデル） を用いて洞察を生成する。
Analytics提供 … 生成した分析・予測結果を、消費者NF（AMF/SMF/PCF等）へ提供する。

どの種別の分析かは Analytics ID で識別します（例: ネットワーク負荷、スライス負荷、UE挙動/移動、異常検知、QoS維持など。個別のID体系は要確認）。提供の形態は、その都度要求する要求(Request)型と、条件を登録しておいて更新のたびに通知を受ける購読(Subscribe/Notify)型があります。

NWDAFは4G(EPC)には標準的な相当機能が無く、SBA上で標準化された分析機能＝5G新規（Rel-16で本格化）という位置づけです。

Basic Concept — 初心者向け説明¶

NWDAFは、社内の データアナリストだと考えてください。各部署（NF/OAM）から売上や来客数のような「データ」を集め、過去の傾向から未来を予測し、「来週この店舗は混みそうです」「この機械は故障しそうです」と関係部署へ助言します。

集める: 各部署からデータをもらう（データ収集）。
分析する: 過去データから傾向を読み、未来を予測する（Analytics、必要ならMLモデルを使う）。
助言する: 予測結果を、実際に動く部署（消費者NF）へ渡す（Analytics提供）。

助言の「種類」を表すラベルが Analytics ID です。「負荷予測」「異常検知」「スライスの混み具合」など、どの分析かをこのIDで指定します。受け取り方は、その都度たずねる（Request）ことも、先に登録して更新があれば知らせてもらう（Subscribe/Notify）こともできます。

Network Function 詳細¶

項目	内容
役割	ネットワークデータの収集・分析・予測(Analytics) を行い、Analytics IDごとの洞察を消費者NF（AMF/SMF/PCF等）へ提供。自動最適化・閉ループ制御を支える
保持情報	収集データ、学習モデル（MLモデル）、Analytics結果、サブスクリプション（購読）情報
利用する主なAPI（他NFへ呼ぶ）	各NFの Event Exposure（Namf_EventExposure, Nsmf_EventExposure 等）でのデータ収集、NRFでのNF Discovery（Nnrf）、OAMからのデータ取得（OAMインターフェースは実装/構成依存）
提供するAPI（自分が公開）	Nnwdaf_AnalyticsInfo（Request＝要求型でのAnalytics取得）、Nnwdaf_EventsSubscription（Subscribe/Notify＝購読・通知型）、Rel-17で MLModelProvision 等（TS 29.520）。個別のサービス範囲は要確認
関連Interface	SBI（Nnwdaf）
障害時の影響	分析ベースの最適化・予測制御が停止する。ただし各NFの基本通信（登録・セッション等）は既定動作で継続でき、影響は最適化機能に限定される（構成依存）

Architecture¶

NWDAFは各NF/OAMからデータを収集し、分析・予測結果を消費者NF（PCF/AMF/SMF等）へ提供する、データ分析のハブとして機能します。

flowchart LR
  AMF["AMF"]
  SMF["SMF"]
  PCF["PCF"]
  NSSF["NSSF"]
  OAM["OAM (運用管理)"]
  NWDAF["NWDAF (分析・予測)"]

  AMF -- "データ収集 (Event Exposure)" --> NWDAF
  SMF -- "データ収集 (Event Exposure)" --> NWDAF
  NSSF -- "スライス関連データ" --> NWDAF
  OAM -- "メトリクス収集" --> NWDAF
  NWDAF -- "Analytics提供 (Nnwdaf)" --> PCF
  NWDAF -- "Analytics提供 (Nnwdaf)" --> AMF
  NWDAF -- "Analytics提供 (Nnwdaf)" --> SMF

図の読み方: NWDAFは AMF/SMF/NSSF などのNFや OAM から Event Exposure やメトリクスとしてデータを収集し（左向きの流入）、分析・予測した結果を Analytics ID 単位で消費者NF（PCF/AMF/SMF 等）へ Nnwdaf で提供します（右向きの流出）。同じNFがデータ源にも消費者にもなり得る点が特徴で、これにより「測定→分析→制御→再測定」の閉ループが成立します。

Interface¶

NWDAFが持つ主なInterfaceと役割です。

Interface	両端	役割
SBI（Nnwdaf）	NF ⇔ NWDAF	各NF/OAMからのデータ収集、および分析・予測結果（Analytics）の提供

SBI（HTTP/2 + JSON over TLS）およびNnwdaf の詳細は Interface辞典を参照してください。

Procedure での登場¶

NWDAFは、登録やPDU Session確立といった基本手続きそのものの内部ではなく、その外側の最適化・運用の文脈で登場します。基本手続きは NWDAF が無くても成立し、NWDAF の Analytics は制御をより賢くするために使われます。

PCF が NWDAF のスライス負荷分析を参照し、ポリシー（QoS/課金/経路選択）を負荷状況に応じて調整する。
AMF が UE の移動予測（UE挙動 Analytics） を利用し、モビリティ管理やページング戦略を先回りで最適化する。
SMF が負荷予測を参照し、セッション/資源配分を調整する。

これらは応用シナリオであり、具体的な連携タイミング・IE・Analytics IDの詳細は要確認です。ポリシー面は PCF を、Analyticsの外部（サードパーティ）公開の観点は NEF を参照してください。

EPCとの比較¶

4Gでは: 標準的な相当機能が存在しません。 ネットワークの分析・最適化は OAM や事業者/ベンダー独自の分析基盤（監視・KPI集計・手動チューニング等）に依存していました。標準NFとしての「分析機能」は定義されていません。
5Gでは: NWDAF がSBA上で標準化された分析機能として定義され、各NFがSBI（Nnwdaf）で分析・予測を利用できます。データ駆動の自動最適化・閉ループ制御を、標準の枠組みで実現できるようになりました。

4G (EPC)	5G (5GC)
（標準相当なし。OAM/独自分析基盤に依存）	NWDAF（Nnwdaf）

Release差分¶

Rel-15: NWDAFの概念導入（分析機能という枠組みの提示）。
Rel-16: NWDAFの本格定義。複数の Analytics ID（ネットワーク負荷、スライス負荷、UE挙動、異常検知等）とデータ収集・提供の枠組みを規定。
Rel-17: MLモデル提供（MLModelProvision 等）、分析精度の向上、分散NWDAF（データ収集と分析の分離・集約と推論の分離）等の拡張。具体項目・章番号は要確認。

3GPP Specification¶

3GPP TS 23.501 §6.2.18 — NWDAF の機能定義（Network Function としての役割）
3GPP TS 23.288 — Analytics の詳細（Analytics ID、データ収集・分析の手続き）。個別章番号は要確認
3GPP TS 29.520 — Nnwdaf サービス（AnalyticsInfo、EventsSubscription 等）。個別章番号は要確認

注記（要確認）: 上記の対応は一般的な整理ですが、Analytics ID の具体的な体系や各サービスの細目・章番号は Release により差異があるため、個別には要確認とします。SBIは HTTP/2 + JSON over TLS で実装されます。

Summary¶

NWDAFは5GCのデータ分析・予測(Analytics)の中枢で、各NF/OAMからデータを収集し、消費者NFへ分析・予測結果を提供する。
どの分析かは Analytics ID で識別する（負荷予測・異常検知・スライス負荷・UE挙動・QoS維持予測等）。提供は要求(Request)型と購読(Subscribe/Notify)型がある。
消費者NF（AMF/SMF/PCF等）がAnalyticsを利用し、自動最適化・閉ループ制御（測定→分析→制御→再測定）を回せる。
提供APIは Nnwdaf_AnalyticsInfo / Nnwdaf_EventsSubscription、Rel-17で MLModelProvision 等（TS 29.520）。
NWDAFは Rel-16で本格化した5G新規機能で、4G(EPC)には標準的な相当機能が無い（OAM/独自分析基盤に依存）。

Next Step¶

PCF — NWDAFのスライス負荷分析等を参照してポリシーを調整する消費者NF
NEF — Analyticsを外部（サードパーティ）へ公開する際の窓口
NF辞典 — AMF/SMF/NSSF 等、データ源かつ消費者となるNFの確認
Interface辞典 — SBI（Nnwdaf）の確認