テックポエム そろそろ5Gについて語っておくか

こちらの配信で使った資料となります。
https://www.youtube.com/watch?v=44Dul_kYtMg&feature=youtu.be

Transcript

2. Agenda        
3. TL;DR      
4. ５Gとは？   
5. https://www.soumu.go.jp/main_content/000633132.pdf
6. https://www.soumu.go.jp/main_content/000633132.pdf 社 会 的 イ ン パ ク ト 大 超低遅延 多数同時 接続
7.  1980年代から1993年くらいまで  自動車電話とか車に搭載されていた  かの有名なショルダーフォンもこれ  アナログ通信なので音質は悪かった らしい
8.  1993年から2001年くらい  64Kbps  1999年にdocomoがi-modeを開始。  Cメール(SMS)やインターネット接続 が可能に。すべてはここから。  Docomo, au, J-Phone(現Softbank)の 3大キャリアはここから  ツーカーとか当時は居たね  携帯じゃないけどPHSもおおむねこ の世代らしい https://www.itmedia.co.jp/mobile/articles/1203/21/news016.html
9.  2001年から2012年くらい  3.6Mbps  いわゆるFOMA世代  世界中でバラバラだった通信規格を 統一。  画像や音声が使えるように。動画 サービスも使われ始めた https://diamond.jp/articles/-/180183?page=6
10. 回線交換とパケット交換 Ref: https://www.itpassportsiken.com/kakomon/28_haru/q71.html
11. https://xtech.nikkei.com/it/article/COLUMN/20080625/309418/ 3G 4G
12.  2020年現在～  数Gbps(ミリ波), 数百Mbps(ミッドバンド), 数十Mbps(既存4G)  大容量、低遅延、多接続がキーワード  特に低遅延/多接続によるIoTやロボット の活用が注目される  インターネット網と携帯網の統合。これ によるエッジコンピューティング  5G Evolutionとか4.9世代もあるし4G帯 域の場合もある  ローカル５Gもキーワード
13. https://www.soumu.go.jp/main_content/000633132.pdf
14. ５Gの３つの特徴      
15. 大容量
16. https://www.soumu.go.jp/main_content/000633132.pdf
17. ５Gはなぜ速いのか？ 単純に広帯域 3.5 GHz => 28 GHz (ミリ波) MIMOの改善したMassive MIMO WiFiでも使う複数のアンテナで電波をとる方法 4Gでは2×2 MIMOまたは4×4 MIMOだったが、5Gでは 8×8 MIMOの予定 ビームフォーミング 電波を細く絞り、特定の方向へ集中的に発射する技術
18. 周波数帯域 周波数 特徴 主な用途（日本国内） 30MHz -0.3GHz 超短波 空間波による見通し範囲の通信が 可能。スポラディックE層やラジ オダクトによる異常伝搬が発生す ることもある。 FMラジオ放送・地上アナログテレビ放 送 ・アマチュア無線 0.3 -3GHz マイクロ波 極超短波 アンテナが小さくなるため移動体 通信に適する。マイクロ波工学。 マイクロ波加熱。 UHFテレビ放送・携帯電話・PHS・無線LAN 3 -30GHz センチメートル 波 高速データ通信用として技術開発 が行われている。 衛星通信・衛星 (BS・CS) テレビ放送・無 線LAN 30GHz -0.3THz ミリ波 直進性が非常に強い。雨などでも 減衰する レーダー・衛星通信・携帯電話(5G) 0.3 - 3THz サブミリ波 光と電波の中間領域。水蒸気で減 衰するので伝搬距離は短い 電波天文（宇宙電波の受信）・非破壊検査  基本的に高周波は広帯域だが水蒸気等による減衰が大きくなる
20. ミリ波以外の５Gの速度 ５Gはミリ波だけではない ミッドバンドや4G転用周波数帯、プラチナバンド のような低周波数帯もある その場合、速度はさほど出ない ミッドバンドは数百Mbps ４G転用は現行同様数十Mbps 多接続や低遅延やエッジコンピューティングのメ リットはある
21. 低遅延
22. ５Gは何故低遅延 遅延とは速度を表す容量/帯域とは違い、反 応の速さを示す数字 動画を見たり、大きなファイルのダウン ロードには関係ないが双方向通信のラグや ゲームやIoT、ロボット操作のラグを無くす ので注目されている LETの10ms程度の遅延から1msの遅延へ
23. ５Gは何故低遅延 伝送時間間隔（TTI）の短縮 LTEの1msから0.25msに変更 これだけだと速度が低下するのでいくつかの方法で 補完 エッジコンピューティング Multi-access Edge Computing (MEC) MECはどこに置くべきか？
24. 低遅延とコンテンツまでの距離 ５Gでは遅延が1/10に なるがこれは基地局 まで  実際のコンテンツサーバ がインターネット上なら 全体としては誤差になる  ゆえにMECが重要視され ている 0 10 20 30 40 50 60 70 80 4G 5G 5G + MEC コンテンツまでの遅延の比較 基地局まで コアネットワーク インターネット
25. サービス事業者から見た４G 基地局 基地局 基地局 基地局 コアネットワーク (キャリアIP網) IG Internet クラウド Apps DB オンプレDC Apps DB その他インター ネット 低遅延 高遅延 1，2個
26. サービス事業者から見た５GとMEC 基地局 基地局 基地局 基地局 コアネットワーク (キャリアIP網) Internet クラウド AI学習、DB、 高スループッ トApp オンプレDC DB その他インター ネット MEC (AI推論, キャッ シュDB、低レイ テンシApp) IG 超低遅延 (1ms-10ms) 低遅延 (5-50ms) 高遅延 (50 - 150ms) MEC (AI推論, キャッ シュDB、低レイ テンシApp) MEC (AI推論, キャッ シュDB、低レイ テンシApp) 地理分散 超超低遅延 (1ms)
27. KDDI https://k-tai.watch.impress.co.jp/img/ktw/docs/1261/890/html/06_o.png.html
29. 国内キャリアとメガクラウド Service Partner docomo Global Mobile Edge Cloud（GMEC） ドコモオープンイノベーションクラウド Google + 独自？ KDDI AWS Wavelength Amazon Softbank - SBクラウド (Alibaba Cloud)? Rakuten Rakuten Communications Platform (RCP) 独自 - Azure Edge Zones Microsoft
30. 多接続
31. ５Gは何故多接続？ IoT時代に対応するため、基地局当たり1,000台の100 倍が必要 NB-IoT 高速・大容量通信環境ではなく低速・小容量として実現 Grant Free ネゴシエーションは行わず、タイムスロットの区切りに 合っていれば、デバイスが好きなタイミングでデータを送 出できるという極めてシンプルなアクセス制御技術 LTEをTCPとするとUDP的な思想？ 再送とかパケロスは上 位レイヤーで担保
32. ネットワークスライシング  スマートフォン向けの高 速・大容量通信と、IoT 向けの低速・多接続通信 を論理的に分離して別の ネットワークとして運用  用途別に分離されること で運用性とカスタマイズ 性の向上をはかる
33. ローカル５G
34. ローカル5Gとは？  docomoやauといった通信キャリアではなく、自治体や 企業が独自の5Gネットワークを構築する  特定地域や商業施設、あるいは工場などをカバーする  ローカル５G向けの免許が必要になるが他社に貸すこと も出来るので、借りる場合は免許不要  Softbankもプライベート５Gという形で展開
35. https://jpn.nec.com/nsp/5g/local5g/index.html • 超高速・大容量 の専用ネット ワークを持ちた い • セキュリティを 確保した安心・ 安全な通信をし たい • 必要な時・必要 な場所にネット ワークを構築し たい
36. なぜWi-Fiではダメなのか？  Wi-Fiは速度は十分だが接続数と遅延とセキュリティが課題  Wi-Fi6でも同時接続数は数台から100台  数千、数万をカバーする５Gとは桁が違う  通信エリアも5Gの方が広い。ミリ波でなければ。  セキュリティもSIMカードを使える5Gでは容易に実現できる  エッジコンピューティングと組み合わせてこれらをIoT向け にプライベートに展開するにはWiFiよりローカル５Gが向い ている
37. ローカル５GとWi-Fiの比較
38. Public ５Gとエッジコンピューティング
39. Local ５Gとエッジコンピューティング
40. VMNO
41. VMNOとは？    
42. VMNOの仕組み   
43. ライトVMNOとフルVMNO       
44. https://www.soumu.go.jp/main_content/000653684.pdf
45. 5Gがもたらす 未来
46. https://aws.amazon.com/jp/wavelength/
47. https://www.soumu.go.jp/main_content/000633132.pdf
48. https://www.soumu.go.jp/main_content/000633132.pdf
49. ストリーミングゲーム
50. AR/MR
51. まとめ      