インターネット白書2011

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1 モバイルトラフィックと 新しいネットワーク技術の最新動向 堀越 功 スマートフォン浸透で爆発するモバイルデータトラフィック オフロード 定額制撤廃 ほか複数手段の組み合わせが必須 モバイル市場におけるスマートフォンやタブレットへ のシフトは全世界的な動きとなっている 日本が先行し 日経コミュニケーション 編集記者 ていたモバイルのデータ利用も世界共通の流れになっ てきた 国内に限ると 日本はデータ通信の利用が先行したた め 海外と比べて相対的にトラフィックの増加傾向はな スマートフォンやタブレットへのシフトは 移動体通 だらかだ シスコの同調査によると 日本における 00 信事業者のデータARPU Average Revenue Per User 年から0 年にかけてのモバイルトラフィックの伸びは 加入者 人当たりの月間売り上げ を底上げする その 年率 70 増と 全世界の年率 9 増と比べては抑えた 一方で トラフィックの爆発的な伸びはネットワークへ 予測になっている それでも 0 年には か月当たり の負荷を増やす 世界の携帯電話事業者は このよう の日本のモバイルデータトラフィック量は 78 ペタバイト なモバイルトラフィックの爆発にいかに対処するのかと にも達するとする 図 いう難しい課題に直面しつつある 実際 モバイルトラフィック量は近年 ケタ違いの伸び 総務省もモバイルトラフィックの増大の現状を把握す るために NTTドコモ KDDI ソフトバンクモバイル イー モバイル UQコミュニケーションズの移動体通信 を示している 米 シスコが 0 年 月 に 発表 し た Cisco Visual 事業者 社の協力のもと トラフィックの実測データの集 Networking Index: Global Mobile Data Traffic Fore- 計を始めた 各社の GGSN Gateway GPRS Support cast Update, 00-0 によると 00 年の全世界の Node でトラフィックを計測する形であり 音声トラフィッ モバイルデータトラフィック量は か月当たり7 ペタ クや 世代携帯電話のトラフィックは除いている バイト PB に上った 前年に比べて. 倍の増加であ その結果 00 年 9 月の か月当たりの 社のモバイ る このモバイルデータトラフィック量は 000 年の全 ルデータトラフィック量は 万 078 テラバイト TB と 世界のインターネットトラフィック量のすでに 倍以上 なった 資料 -- 同年 月の調査から か月で. 増の伸びを示しており 年率計算すると 増に当た に当たるという 0 日本は年率約 70 増の予測も 上回る可能性が大 今後もモバイルトラフィックの伸びは止まるところを知 る 仮に年率 で増加するとした場合 0 年の らず 同調査では 00 年から0 年にかけて世界のモ か月当たりのモバイルデータトラフィック量は 00 年の バイルデータトラフィック量は約 倍も増加 年率 9 約 倍に当たる 7 ペタバイトに達する計算だ 増 0 年にはか月当たり. エクサバイト EB に達 もっとも実際には これらの予測を上回るペースでモ すると予測する その大きな要因はスマートフォンの浸 バイルデータトラフィック量が増えていく可能性が高い 透であり 0 年のスマートフォントラフィックの合計は NTTドコモの山田隆持社長は 0 年 月 00 年 現在の 7 倍になり 年率 で増加するとしている 度の総モバイルデータトラフィック量は前年比約.7 倍

2 資料 -- PB/月 年から 0 年にかけての日本のモバイルデータトラフィック量の増加予測 か月当たりの国内モバイルトラフィック量の予測 00年9月の月間延べトラフィック量 万078TB が年率+ で増加す るとした場合のトラフィック量の予測 米シスコ予測 0年は00年の 量の 倍に 米シスコ Cisco Visual Networking Index: Global Mobile Data Traffic Forecast Update, 00-0 による日本国内のモ バイルデータトラフィック量の予測 年率平均 +70 の増加傾向 00 7PB 8PB PB 0PB 00年 PB 89PB PB トラフィックは 爆発的に増加 総務省実測値を基にした予測 PB 7PB 0PB PB 7PB 0年 0年 0年 0年 TB テラバイト PB ペタバイト 0年 米シスコ 総務省のデータを元に筆者作成 資料 -- 総務省による移動体通信事業者 社 NTTドコモ KDDI ソフトバンクモバイル イー モバイル UQ コミュニケーショ ンズ の月間データトラフィック量の集計 上り 下り 合計 加入者当たり 00 年 9 月の月間平均トラフィック 対 月比. Gbps Gbps Gbps bps +. 0 万 078 テラバイト テラバイト 万 09 テラバイト 0. 8 メガバイト 00 年 9 月の月間延べトラフィック 総務省 ワイヤレスブロードバンド実現のための周波数検討ワーキンググループ とりまとめ資料に筆者加筆 年率約 70 増 だったことを明かした 0 年は同約 ただこれといった決め手は存在しないのが実情だ 倍 年率約 00 増 になると予測する P. 資料 LTEなどの採用による A 周波数利用効率の向上 セ -- これまでドコモの実績は前年比約. 倍増という ル半径を小さくして収容効率をアップする B 小セル ペースだったが ここに来てペースは加速している KDDI の田中孝司社長も フィーチャーフォンからス マートフォンへの機種変更によって 加入者当たりの 化 無線 LANなど他の通信手段の併用による C トラ フィックのオフロード ヘビーユーザーの利用を一制限 する D 帯域制御 そして利用自体の抑制を促す E データ量は 0 0 倍も増える傾向にあると語る 同社 料金施策 無線リソース自体を増やす F 周波数帯の は 国内のモバイルデータトラフィック量は 0 年度に 追加 など複数の手段を組み合わせていくしかない 00 年度の約 8 倍まで膨れあがると予測する 日本の 移動体通信事業者 に 現在割 り 当 て ら れ て い る 約 00MHz 幅の周波数帯では 0 年度の段階でトラ すでに各移動体通信事業者は それぞれの手段ごと に取り組みを始めている 例えば A の 周波数利用効率の向上 については フィックを収容しきれなくなり 0 年度には想定する NTTドコモが 00 年 月から LTE の商用サービスを トラフィックの 分の しか支えられないとする 開始した LTE は既存の HSPA よりも周波数の利用効 取り組みに決定打なし 複数手段の組み合わせが必須 率が 倍上昇する 同じ帯域幅を使っても 倍多くの トラフィックを収容できる B の 小セル化 は セルを小さくすることで 同一 現在のモバイルトラフィック量の増加に合わせて 何 セルに収容するユーザーを減らし ユーザー当たりの 十倍もの設備投資を続けられる移動体通信事業者は世 無線リソースを増やす対策だ 都心を中心に各社が 界のどこにもいないだろう ビジネスモデルとして到底 取り組みを進めている 近年では 隣接する基地局の距 成立しない 効率的にモバイルトラフィックを処理する 離が 00 メートル以下になるようなケースも出てきてい 工夫が欠かせなくなるわけだ るという

3 無線 LAN オフロードが当面の最重要事項に C の トラフィックのオフロード は 自宅や店舗な どでは無線 LAN などを用いてトラフィックを携帯網か に策定した 帯域制御の運用基準に関するガイドライ ン に沿って携帯 社が実施している ある一定期間の 固定網へとトラフィックがオフロードされる分 携帯網 パケット通信量が多く発生した場合に通信速度を制限 に余裕ができる 0 年に入って 国内の移動体通信 するといった制御方法だ いわば時間軸上でトラフィッ 事業者のオフロードの取り組みが目立ってきた 当面各 ク量を平準化する取り組みと言える 抑えるために 定額制プランの撤廃に踏み込む事業者 店舗と提携して公衆無線 LAN サービス ソフトバンク が現れている 海外では米 AT&T モビリティと英 O Wi-Fi スポット の拡充を急いでいる また端末契約者 が iphone の発売に合わせる形で 00 年 月に無制 に無線 LAN ルーターを無償配布し ユーザー宅では携 限の定額プランを撤廃した NTTドコモも00 年 月 帯網ではなく無線 LAN から固定網を経由するような取 に開始した LTE サービス Xi クロッシィ の料金プラ り組みを進めている ンとして G バイトを超えると従量課金となるモデルを KDDIも 月末から 同社のスマートフォンユーザー向 打ち出し 完全定額制を撤廃した もっとも0 年 月 けの公衆無線 LAN サービス au Wi-Fi SPOT を開始 末まではキャンペーン期間中として G バイトを超えた した 同社のスマートフォンユーザーは無料で利用でき 場合でも現時点では従量課金は実施していない トを広げる計画であり 同社の田中社長は モバイル 料金施策については 際限のないトラフィック増加を ソフトバンクモバイルはスターバックスなど約 0 社の る 0 年 月末までに全国で約 0 万か所ものスポッ 帯域制御は 電気通信事業者の 団体が 008 年 月 ら逃がし ネットワークの負荷を分散する取り組みだ 社のトラフィック対策の最重要事項となりそうだ 帯域制御 と E 料金施策もスタートしている WiMAX をバックホールに使うなどして 約 9 割のアク セスポイントを自社で設置する 国内最大級の公衆無 線 LAN サービスに一気に育てたい と意気込む NTTドコモも NTT グループの公衆無線 LAN 構築 LTE-Advanced で さらに効率的なトラフィック対策も 現段階では上記のような取り組みがメインだが 将来 的にはさらなる効率的なトラフィック対策手段が登場し てきそうだ そのつが LTE-Advanced である を担うNTT ブロードバンドプラットフォームのスポット LTE-Advanced とは 世代携帯電話の標準化団 拡大を通して 無線 LAN オフロードに積極的に取り組 体 GPP が 0 年 月に いわゆる 世代移動通信 む考えを示す システム G として標準化した仕様だ 下りG ビット 定額制の撤廃によってトラフィックの抑制も エンドユーザーに直接影響する取り組みとして D / 秒 上り00M ビット / 秒というピークデータレートの 実現などを目指す移動通信システムであり LTE と後 方互換性を保ちつつトラフィックを効率的に収容する ための仕様が多数盛り込まれた 商用化は 0 年以降 資料 -- NTTドコモ のトラフィック量の実績と増加予測 総トラフィック量 になる見込みだ 現行の LTE サービスは 009 年春に標準化が完了し 前年比約倍 予測 年率+00 た GPP Release 8 に基づいている LTE-Advanced は GPP Release 0 という仕様にまとめられた LTEAdvancedには豊富な新機能が盛り込まれているが そ 前年比約.7倍 実績 年率+70 の中でもトラフィック対策に関係してくるのは 主に トラフィックの増加は 上ブレ傾向に キャリアアグリゲーション MIMO 技術の高度化 HetNet の 点だろう キャリアアグリゲーションは 複数の不連続な周波数 009年 00年 0年 NTT ドコモの公開情報をもとに筆者作成 ブロックを組み合わせて利用できる技術 図 現行の

4 図 柔軟に周波数帯を組み合わせて大容量化を実現できる キャリアアグリゲーション 3GPP Release 0 LTE-Advanced キャリアアグリゲーションあり GPP Release 8 LTE 0MHz幅 MHz幅 周波数 0MHz幅 0MHz幅 周波数 周波数 0MHz幅 0MHz幅 MHz幅 MHz幅 利用できる帯域幅は0MHz幅まで 連続していない 周波数帯の帯域を同時に利用できない MHz幅 合計MHz幅 0MHz幅以上の帯域幅を同時に利用可能 異なる 周波数帯の帯域も束ねて利用できる 筆者作成 LTE は 最大 0MHz 幅 し か サポ ートし て い な い が オーバーレイしたフェムトセルやピコセルは 端末の状 LTE-Advanced では LTE がサポートする帯域を周波 態に応じて コアネットワークと連携してセルのサイズを 数ブロックとして複数組み合わせ 最大00MHz 幅まで 動的に変更する これによってそれぞれの端末ごとに 利用できる 最大で現行の LTE の 倍もの大容量を確 最適なセルへの収容が可能となり 全体的にパフォーマ 保できるわけだ ンスやキャパシティーを改善できる仕組みだ MIMO 技術の高度化としては 新たに下り最大 8 8 ただ課題も残っている つはセル間の干渉をいかに MIMO 上り最大 MIMO をサポートする 現行の 抑えるかだ 端末の状態を見つつ 干渉を低減させるよ LTE は下り最大で MIMO 上りは MIMO をサ うな処理システムをいかに作り上げるのかが各ベン ポートしていなかった MIMO によって伝送路を多重 ダーの腕の見せ所となる 化すればするほど 周波数利用効率は向上する 最後の HetNet とは Heterogeneous Network 異 なった要素からなるネットワーク の略 その名が示す オフロード先を ポリシーによって柔軟に制御も とおり 異なったサイズのセルを組み合わせてネット LTE-Advanced 以降の GPP の標準化作業では ト ワークを構成することで トラフィックの収容能力の向 ラフィック対策に重点が置かれている 特に オフロー 上を目指す技術だ ドに関する取り組みが目立っている 具体的には通常の基地局がカバーするマクロセルに GPPは現在 Release を目指して トラフィックの オーバーレイする形で ピコセルやフェムトセルといった オフロ ードに 関 し て SIPTO Selected IP Traffic 狭い範囲をカバーする基地局を配置する 家の中のトラ Offload LIPA Local IP Access という つのワー フィックなどトラフィックが多く発生するエリアでは ピ キングアイテムを立ち上げている p. 図 コセルやフェムトセルにトラフィックを逃がすことで SIPTO は 任意のパケットのみコア網を経由せず 無 ネットワーク全体のキャパシティーを改善できる仕組み 線 LAN 網から直接インターネットへアクセスするよう だ p. 図 な通信方法だ 一方の LIPA は任意のパケットのみ コ 既存のフェムトセルやピコセルも同様にトラフィック ア網を経由せずに LTE などの無線アクセス網から直接 のオフロード用途に用いられているが HetNetではマク インターネットへアクセスする形である ネットワーク ロセル内にフェムトセルやピコセルなどを配置して 階 の負荷状況やポリシーに基づいて 通信経路を柔軟に 層的なネットワーク構成にする点に違いがある しかも 変更できれば ネットワーク全体の安定的な運用につな

5 もっとも携帯網と固定網を別の事業者が運用してい がる 無線 LAN 網と携帯網の間でセッションが途切れない ような シームレスな統合に向けた動きも進んでいる 者間で問題を生む可能性もある トラフィックを支える こちらは GPP に加えて DSL 系の標準化団体である べきネットワーク設備を別の事業者に任せる形になる Broadband Forum とも連携した上で標準化を進めて からだ ネットワークのただ乗り問題 である トラ フィックオフロードの本格化に合わせて オフロード元 いるという るようなケースでは トラフィックのオフロードは 事業 これらの動きからは もはや固定網への柔軟なオフ と先の事業者との間の料金負担の整理や さらにはい ロード無くして モバイルデータトラフィックの急増を支 わゆるネットワーク中立性の議論が再燃する可能性も えられなくなってきている現実が浮かび上がってくる ありそうだ 図 トラフィックの収容能力を増やす HetNet Heterogeneous Network 異なるセルをオーバーレイする形でエリアを構成する GPP Release 0 で標準化された コアネットワーク コアネットワークが各基地局 を動的にコントロール 干渉 などを回避 無線LANなど マクロ基地局 フェムト基地局 ピコ基地局 出力や方式の違うセルをオーバー レイしてエリアを構成 収容できる トラフィック量を増やす 図 トラフィック対策の鍵を握る多様なオフロード手段 GPP では LIPA Local IP Access SIPTO Selected 筆者作成 IP Traffic Offload という Working Item が立ち上がっている インターネット インターネット インターネット コアネットワーク LTEなどの 無線アクセス網 無線LAN 任意のパケットのみ コア網を経 由せず LTE網から直接インター ネットへアクセス LIPA 任意のパケットのみ コア網を経 由せず 無線LAN網から直接イン ターネットへアクセス SIPTO ポリシーに基づいて経路 を変更 ネットワークへの 負荷を分散 筆者作成

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