低遅延 - コア NW 技術の進化 - C/U プレーン分離 (CUPS) C/U プレーンの機能分離を推進 データ伝送距離の短縮により低遅延を実現 例 : 東京エリア 効率的な配置 伝送距離の短縮 C/U プレーン分離構成 C プレーン制御 例 : 沖縄エリア U プレーン制御 C プレーン アプリサーバ アプリサーバ アプリサーバ U プレーン 17
多数 多様な端末接続 無線技術の進化 edrx により端末の低消費電力を実現 2017年10月導入済み 従来技術(DRX) Discontinuous Reception スリープ時間が短い 消費電力 受信 基地局が信号を送らない時間を設け その間 端末は受信を止める(スリープ) スリープ 低消費電力技術(eDRX) extended DRX 消費電力 時間 スリープ時間が長い 受信 ネットワーク内装置の連携を強化し DRX適用時よりスリープ時間を伸ばす スリープ 時間 18
多数 多様な端末接続 - 無線技術の進化 - 狭帯域化 20MHz 端末のシンプル化のため狭い帯域で通信 低消費電力化 LTE-M LTE NB- IoT 1.4MHz 200kHz 周波数 繰り返し送信 合成 同じ信号を繰り返し送信 通信の安定化 微弱な信号でも合成により受信可能 19
多数 多様な端末接続 コアNW技術の進化 NWスライス NWを仮想的に分離(スライス)し 単一NWプラットフォームで多種サービスを実現 ＮＷに求められる要求条件によりそれぞれ最適なNW機能を提供 NWスライス 20
多数 多様な端末接続 コアNW技術の進化 NW仮想化 最新のクラウド技術 汎用ハードウェアを活用し 共用ハードウェア上で通信ソフトウェアが動作 新しい通信ソフトウェアの早期導入が可能 NW仮想化システム 適用効果 従来装置 ソフト ソフト 仮想化レイヤー 汎用ハード 汎用ハード 汎用ハード 仮想化 管理 システム 低コストな汎用ハード 自動切替用に共用ハード 統一的なメンテナンス 2016年3月にv商用導入開始 NW仮想化の適用装置を拡大中 NW仮想化適用装置 ハードの計画/ 工事が必要 共用ハードで 迅速なサービス提供 サービス準備開始 サービス準備開始 ハード計画 ソフトインストール 設定 ハード調達 試験 ハード工事 サービス開始 ソフトインストール 設定 試験 期間短縮 サービス開始 21
5G へのマイグレーション
高度化 C-RAN による 5G へのマイグレーション LTE では高度化 C-RAN により効率的にネットワークを展開 制御部で複数の無線部を集中管理 マクロセルとスモールセルの連携により高スループットと安定した通信を実現 制御部 集中管理 スモールセル CA マクロセル Carrier Aggregation 23
高度化C-RANによる5Gへのマイグレーション 5Gでも高度化C-RANをベースにエリアを展開 LTEの既存設備を活用したスムーズな導入 必要な場所へ柔軟にエリア展開が可能 オープンで共通なI/F 制御部 ベンダ A N R ソフトウェアに5G機能の追加 ハードウェアの一部改造または追加 共通I/Fにより異なる ベンダ間で接続が可能 ベンダ B ベンダ D ベンダ C CA LTEセル 5Gセル DC Dual Connectivityを用いて5Gで通信 24
オープン化の波はドコモから世界へ オープンで共通な5G基地局インタフェースの推進 MWC2018 25
5G 時代のコアネットワーク標準 :5GC と親和性の高い要素技術により より柔軟に NW を構築 SBA(Service Based Architecture): 機能をサービスとして定義し再利用性を向上 CUPS(C/U-plane separate) :C/Uプレーンを分離 各々独立に開発 発展が可能 NWスライス (Network Slicing) : 単一 NWプラットフォームで多種サービス提供 SBA CUPS 5GC 認証加入者データ AUSF UDM モビリティセッション AMF SMF RAN UPF U プレーン PCF ポリシー NW スライス DN AF AMF - Access and Mobility Management Function AUSF - Authentication Server Function PCF - Policy Control Function SMF - Session Management Function UDM - Unified Data Management UPF - User Plane Function 26
SBA( サービスベースドアーキテクチャ ) 機能をサービスとして捉え I/F を Web ベースに統一する事で効率化を実現 従来 : 装置間でpoint-to-pointで参照点を規定 SBA: バス型のアーキテクチャを採用し 各装置の サービス を呼び出す形で制御 I/F: 従来 I/F:Service Based 認証 AUSF HSS 加入者データ UDM Diameter,GTP-C 認証加入者データ AUSF UDM 相性 Good! http/rest MME AMF モビリティ SGW PGW SMF セッション PCRF PCF ポリシー AMF モビリティ SMF セッション PCF ポリシー point-to-point バス型 27
CUPS(C/U 分離 ) 実現方法 U プレーン処理部の地域分散により 低遅延やデータオフロードを実現 実装面では C/U プレーン部をそれぞれ独立に開発 発展させることが可能 地域分散 5GC AUSF 中央集約局舎 UDM AMF SMF PCF RAN UPF 分散配備 UPF GW サーバ 1 低遅延 物理的に端末 - サーバ間が近づく 2 データオフロード 地域 ~ 中央間トラフィック量を削減 28
標準上の 5G 展開シナリオ 3GPP では 5GC/RAN アーキテクチャとして 7 つの Option を策定 Option1: 5GC(5G Core) 最終形態 Option4:NR(SA 型 ) Option2:NR(SA 型 ) 5GC 5GC Dual Connectivity 有無 (Uプレーンルート) の違い gnb gnb Option3:NR(NSA 型 ) Option7:NR(NSA 型 ) 5GC Dual Connectivity 有無 (U プレーンルート ) の違い Option5 5GC gnb gnb NRをと接続するOption6は標準上消滅 NSA 型 (NonStandAlone):4G(LTE) との併用で動作 SA 型 (StandAlone) :5G(NR:New Radio) 単独で動作 29
5G RAT 収容方式 ( サービス開始時 ) ドコモの 2020 年に向けた戦略 を拡張し Option 3 にて 5G RAT を収容 本方式により 2020 年の 5G 早期導入と 開発費の低減を両立 現在 2020 年 (Option 3) U-Plane 信号は gnb にて 経由,gNB- の 2 ルートに分割する gnb LTE C-Plane 信号は RAT によらず直接 経由で に接続する LTE NR C-Plane U-Plane 30
5G RAT 収容方式 (5GC 導入時 ) ドコモの 5GC 導入に向けた戦略 次のステップとして 5GC を導入 2020 年 (Option 3) 202x 年 ~ 20xx 年 ~ (Option 2) 5GC 5GC 5GC gnb gnb gnb NR LTE NR LTE NR NR 31
5Gのエリア展開の考え方 多種多様な要求条件に応えるため 適材適所 必要とされる場所に展開 パケットのトラヒックが増加するエリア 新たな産業創出 社会的課題解決 地方創生 などに寄与するエリア スタジアムソリューション 遠隔医療/診療 農業ICT 超過密/超高トラヒック スマートマニファクチャリング 5G展開エリア スマートシティ/スマートホーム LTEエリア 32
5Gの先に向けたあくなき挑戦 高度MIMO技術 等 30GHz 100GHz f 面的超大容量 どこでもリッチコンテンツ利用 本格的なミリ波伝送技術 等 高効率無線リソース管理技術 等 究極の高速通信 多数かつ多様な端末接続 100Gbps超えに向け継続挑戦 幅広いユースケースに対応 5Gの 更なる先 究極の低遅延 広カバレッジかつ 低エネルギーかつ低コスト End to Endの低遅延 経済性の更なる向上 高確実性 革新的信号処理技術 等 ビジネス向けサービスの拡大 33
想いをつなげ 5Gでより豊かな未来へ お客さまの期待を超える驚きと感動を パートナーとの新しい価値の協創を ドコモは2020年 さらにその先の未来へ あらゆる想いをつなげ 今までにない挑戦により実現し続けます 2018 NTT DOCOMO, INC. All Rights Reserved. 34