資料 4-4 2007 年 3 月 23 日 ( 株 )NTT ドコモ 橋本 明 1
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ITU-R における光波研究の背景 ITU は 2002 年の全権会議で光波帯 (3000GHz 以上 ) の利用に関する決議 118 を採択 3000GHz 以上の帯域を無線通信規則 (Radio Regulations) に含めるか否かの検討を無線通信研究委員会 (ITU-R Study Groups) に要請 これを受けて ITU-R では光波関連の研究が行なわれている ( 参考 ): 電波 ( 電磁波 ) の定義 国際電気通信条約第 1005 項 : Radiocommunication: Telecommunication by means of radio waves. Note 1: Radio waves are electromagnetic waves of frequencies arbitrarily lower than 3 000 GHz, propagated in space without artificial guide. Note 2: The term "radiocommunication" also includes telecommunications using electromagnetic waves of frequencies above 3 000 GHz, propagated in space without artificial guide. 3
Radio Regulations ( 無線通信規則 ) の規制範囲 電 波 周波数 ~275 GHz 275-1000 GHz 規制の現況 周波数帯ごとに当該帯域で使用可能な無線業務を指定 ( 周波数分配 ) 必要に応じて技術 運用条件も規制 ( 脚注 決議 ) 特定帯域のみ受動サービス ( 地球探査 電波天文 ) の測定用途について記載 光 波 1000-3000 GHz 3000 GHz 以上 一切の実質的規制なし 現状では規制対象外 4
ITU-R Study Group における光波研究の現況 ITU-R SG 所掌事項 成果出力 第 1 研究委員会 光波規制必要性の検討 暫定報告 1 件 第 3 研究委員会 第 7 研究委員会 光波伝搬特性 光波の宇宙業務への応用 勧告 2 件 ( 宇宙空間伝搬 ) 暫定勧告 2 件 ( 地上伝搬 ) 勧告 1 件 ( 深宇宙 惑星間通信技術 ) 第 9 研究委員会 光波の固定無線業務への応用 暫定報告 1 件 5
ITU-R 勧告 暫定勧告の概要 勧告タイトル概要 宇 宙 通 信 勧告 SA.1742 (SG-7) 勧告 P.1621 勧告 P.1622 (SG-3) 283THz 近傍光波をダウンリンクに用いる惑星間並びに深宇宙通信方式の技術 運用特性 20-375THz の光波アップリンク方式の設計に必要な伝搬データ及び予測手法 標準技術パラメータを規定 使用光波波長 変調技術 送信電力 エラー品質特性 標準伝搬特性の提示 大気吸収特性 (0.01-100 THz) 大気散乱特性 (10-1000 THz) 擾乱の影響 Mie 散乱 Rayleigh 散乱計算手法 地上通信 暫定勧告 P.FSO_Predict (SG-3) 自由空間光波リンク方式の設計に必要な伝搬予測手法 標準伝搬特性の提示 降雨 降雪 霧による減衰特性 大気吸収特性 散乱特性 シンチュレーションの影響 6
内容概要 地上光空間伝送方式に関する ITU-R 報告案 光空間固定無線リンクの方式構成 応用例 伝搬特性 運用上の留意点 リンク設計例 日本からの寄与 (SG-9) 光空間波伝搬特性 応用例 リンク設計例 Atmospheric loss (db/km) 5 3 1 0.8 0.6 Measured wavelength : 780nm Estimation (Japan) Estimation (France, Carbonneau) SNMP Manager 0.4 0.3 0.5 1 2 3 5 10 Rainfall rate (mm/h) Free-Space Optical Link Cable Link 7
地上光空間伝送方式間の干渉可能性 光空間固定無線リンク (FSOL: Free-space optic link) に関する 報告案 - ITU-R Study Group 9 起草中から抜粋 - 受信端における光スポットビームは通常 0.1 度以内 (1km 長のリンクについておよそ数メートル内 ) に収束され その外側では著しく減衰する 従って 異なる Operator により運用される二つの光空間伝送システムが ともに同一周波数 ( 波長 ) を使用し かつ互いに接近したほぼ平行な経路を用いない限り 干渉問題 ( 有害な混信 ) を生ずる可能性はほとんどない 技術応用例とともに 規制の要否 を検討する Study Group 1 へ報告 8
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標準化活動の特徴比較 対象分野 標準化の技術範囲 民間標準化機関 陸上移動業務 固定業務など限られた分野 システム 装置設計に必要な詳細仕様 ( 信号フォーマット 制御プロトコルなどを含む ) ITU-R Study Group 左記に加えて 放送 衛星通信 宇宙業務 電波伝搬 電波天文 レーダなど全ての無線業務 システム 装置設計に必要な基本仕様 並びに干渉 混信の検討に必要な諸元 ( 実効放射電力 アンテナ 品質特性などを含む ) 標準化のスピード 成果の効力 先進国の参加企業が多数決に基づき仕様案を絞り込み 効率的に審議が促進される 全体としては長期間要することもある 免許外方式を除き使用周波数帯の特定はできない 世界標準ではなく 地域標準 と見なされる場合もある 途上国を含む全加盟国の賛成が必要 研究委員会 ( 開催は年 1 回の制約 ) で勧告案を採択後 承認手続きに最低 3 ヶ月必要 勧告となれば世界標準として途上国等へ一定のインパクトがある 課題によっては規則 ( 国際法 ) の内容に直結する 10
標準化の範囲 プロトコルスタック 上位層 データリンク層 Application TCP ネットワーク層 (IP) DLC 副層 (LLC) MAC 副層 規定項目 ネットワーク構成 移動管理制御等 送受信フロー制御 信号再送制御(ARQ) サーヒ ス品質制御(QoS) 多重アクセス方式 誤り制御 装置設計に必要な全ての仕様 Defacto 標準 物理層 (PHY) 無線スヘ クトラム 所要帯域幅 変調方式 伝送速度 実効放射電力 周波数共用条件 ITU-R 勧告 無線スペクトラム利用に必要な諸項目 11
標準化の時系列プロセス (ITU( ITU-R/3GPP の一例 ) 新規周波数分配など無線通信規則改正を伴わない案件 提案提出 ITU 全加盟国による郵便投票 ITU-R ( 平均開催間隔約 6 ヶ月 ) WG 会合 WG 会合 WG 会合 SG 会合 ( 勧告案完成 ) 採択 承認期間 (3-6ヶ月) 勧告成立 所要期間約 1.5-2 年 提案提出 ( 民間機関における仕様案完成後に議論開始する場合もある ) 3GPP RAN RAN 会合 ( 平均開催間隔約 1.5 ヶ月 ) ( 平均開催間隔約 1.5 ヶ月 ) ( 仕様案完成 ) WG 会合 RAN 会合 WG 会合 RAN 会合標準仕様成立 Study Item Phase 約 1.5 年間 ( 実現性 有効性の確認 ) Work Item Phase 約 1 年間 ( 詳細仕様の策定 ) 所要期間約 2.5 年間 RAN: Radio Access Network の仕様に関わる全体会合 12
標準化の時系列プロセス (IEEE 802 における実績 ) 平均所要期間 IEEE 802 SG 発足 0.5 ~1 年 1.5~4 年 0.5~1 年 0.3 年 0.1 年 WG 発足基本仕様作成 WG Letter Ballot 承認 所要期間約 2~6 年 IEEE-SA Sponsor Ballot 承認 IEEE SA RevCom 承認 (3 ヶ月毎に WG 会合開催, グループにより期間に差異あり ) 標準仕様発行 (Total) 802.11a 1.5 年 0.3 年 0.2 年 0.1 年 (1997.9) (1999.10) 2 年 1 月 802.11e 0.5 年 3.9 年 1.2 年 0.4 年 0.2 年 6 年 2 月 (1999.9) (2005.11) 802.16e 802.11n ( 予定含 ) 0.4 年 1.8 年 1.1 年 0.1 年 0.2 年 (2002.7) (2006.2) 1.3 年 3.7 年 1.0 年 0.3 年 0.1 年 (2002.5) (2008.10 予定 ) 3 年 7 月 6 年 5 月 SG (Study Group) :WG 作成のための検討部会 WG (Working Group:11e, 11n 等 ) : 技術仕様の作業部会 RevCom (IEEE-SA Standards Board Standards Review Committee) : 仕様作成の最終承認委員会 IEEE802.11a:OFDMを用いた5GHz 帯無線 LANの仕様, IEEE802.11e: 無線 LANのQoS 技術 IEEE802.16e:Mobile WiMAX 用仕様, IEEE802.11n: MIMO 等を用いた高速無線 LAN 技術 (600Mbit/s) 13
ITU における無線通信規則改正プロセス 無線通信規則改正は 4 年ごとに開催される世界無線通信会議 (WRC) で審議 承認される WRC 議題は前回会議にて決定され 審議に必要な技術検討の大枠は約 1 年前に集約される ただし WRC 議題に関わる ITU-R 勧告の承認は直前の無線通信総会まで持ち越すことが出来る 最短 4 年間 2003 2004 2005 2006 2007 規則改正 WRC/CPM 世界無線通信会議 WRC - 03 (2003.6-7) WRC-07 の議題決定 地域別準備会合 ( 欧州 南北米州 アジア太平洋地域 ) 各国 各地域提案 会議準備会合 CPM 07 (2007.2-3) CPM Report 世界無線通信会議 WRC-07 (2007.10-11) 11) 要請 報告 決議 CPM Report 案 技術検討 SG/WP WRC-07 議題に必要な技術検討課題 ITU-R 研究委員会 周波数分配の可否 議題解決法の整理 作業部会会合 ( 年 2-3 回 ) ITU-R 勧告 報告 勧告承認結果 無線通信総会 14
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ITU-R と民間標準機関のリエゾン活動 ITU-R 民間標準機関 ITU-R 勧告採択 WP 8F 技術仕様提案 IMT (Cellular) 3GPP 3GPP2 ETSI ARIB TTA T1 TIA WP 8A WP 9B W-LAN MAN-BWA FWA IEEE 802.11 IEEE 802.16 ARIB MMAC ETSI BRAN ATIS WTSC PHS MoU 16
ITU-R における外部機関標準参照勧告 技術仕様に関する勧告本文は概要のみで 詳細条件は外部機関のアドレスを通して 電子ファイルで供給 基本特性 ( 要旨 ) 詳細仕様 外部標準化機関の仕様を参照 (Website address) Example: http://www.arib.or.jp/imt-2000/arib-std/xxx M.1457 勧告の Update (2000.5 承認 ) 217 頁 M.1457 (Original) M.1457-1 (2001.8 承認 ) M.1457-2 (2003.4 承認 ) 3GPP HSDPA 仕様追加 M.1457-3 (2003.12 承認 ) 3GPP 放送型マルチキャスト Uplink 高速化追加 M.1457-4 (2005.7 承認 ) M.1457-5 (2006.4 承認 ) (2006.12 承認 ) 約 520 頁 M.1457-6 期待する効果 ITU-R 外部標準機関 方式詳細仕様を勧告に採り入れることができる グローバル標準の Status を得ることができる 17
外部機関標準参照勧告の例 勧告 ITU-R ITU-R WP Topics 参照外部標準 CDMA DS M.1457 WP 8F IMT-2000 CDMA MC CDMA TDD TDMA SC 3GPP (ETSI, ARIB, T1, TTA) 3GPP2 (ARIB, TTA, TIA) 3GPP (ETSI, T1, TTA) TIA FDMA/TDMA ETSI M.17xx M.1450 WP 8A WP 8A Mobile-BWA 次世代 PHS (W-LAN) (IMT-2000) W-LAN IEEE 802.16e-2005, ETSI HiperMAN, ATIS WTSC PHS MoU IEEE 802.11a/11b, ETSI HiperLAN, ARIB MMAC HiSWANa F.1763 WP 9B FWA IEEE 802.16e-2005, ETSI HiperMAN/Access 18
国際標準化最新動向 ( ブロードバンド無線方式 ) 2007 年度スケジュール Mobile WiMAX 高速無線 LAN Cellular IMT 方式 (~20Mb/s) (100-300Mb/s) 3G-LTE ( 低速 :100Mb/s 高速 :30Mb/s) IMT-Advanced ( 低速 :1Gb/s 高速 :100Mb/s) 光空間無線方式 (~100Mb/s) WiMAX Forum 準拠製品市場へ (5 月 ) IEEE802.11n 仕様案完成予定 (9 月 ) 3GPP 3G-LTE 仕様完成予定 ( 方式実用化へ ) ( 仕様最終承認手続きへ ) WRC-07 (10-11 月 ) IMT-Advanced を含む IMT 方式用新周波数帯特定について審議 光波規制上の扱いについて審議 3G-LTE: 3 rd Generation Long-term Evolution IMT-Advanced: IMT-2000 後継方式の新呼称 19
ブロードバンド無線方式に関する弊社取り組み Cellular IMT 方式 3G-LTE 3GPP 3G-LTE 仕様策定に貢献 (2010 年導入目途 ) IMT-Advanced ITU-R 関連勧告作成 APG/WRC 提案に貢献 高速無線 LAN 現行サービスを継続 Mobile WiMAX 現行データ系サービスの拡張を目的として実証実験中 光空間無線方式 携帯無線基地局エントランスリンクとして他の伝送メディア適用が困難な区間等に随時活用 APG:APT( アジア太平洋電気通信共同体 ) の WRC 準備会合 (2007 年 7 月開催予定 ) 20