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SORACOM Technology Camp 2020 - Day3 5G Coreがもたらす真の5Gの世界 ~IoTビジネスをドライブする3GPP標準とは~/technology-camp2020-day3-s07

7cd783377515bdf8207062840b7b2f4e?s=47 SORACOM
November 19, 2020

SORACOM Technology Camp 2020 - Day3 5G Coreがもたらす真の5Gの世界 ~IoTビジネスをドライブする3GPP標準とは~/technology-camp2020-day3-s07

高速大容量通信、超低遅延、多数同時接続を実現する通信技術として様々な業界から注目されている第5世代移動通信システム「5G」。2020年はの5Gの商用向け国内展開が開始された記念すべき年となりました。本セッションでは、5Gの展開をされているKDDI様をゲストにお招きし、5Gの基礎やIoTビジネスに向けた活用のポイントを移動体通信の標準化プロジェクト「3GPP」の動向を交えて解説いただき、5G活用に向けて今知っておきたい事、そして、今できる事を考えていきます。

KDDI株式会社
技術戦略部 標準戦略グループ ​グループリーダー
中野 裕介 氏

株式会社ソラコム
テクノロジー・エバンジェリスト 松下 享平

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SORACOM

November 19, 2020
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  10. 5G Coreがもたらす真の5Gの世界 ~IoTビジネスをドライブする3GPP標準とは~ KDDI株式会社 技術戦略部 中野 裕介 3GPP TSG-SA Vice-chair

    2020.11.19
  11. © 2020 KDDI 1 Agenda 1. KDDI 5Gネットワークのいま 2. “いま”の5Gとは?

    3. Rel-16機能解説 ① ネットワーク・スライシング ② ネットワーク情報の外部提供 ③ ネットワークデータ分析 ④ Non-Public Network 4. まとめ
  12. © 2020 KDDI 2 Agenda 1. KDDI 5Gネットワークのいま 2. “いま”の5Gとは?

    3. Rel-16機能解説 ① ネットワーク・スライシング ② ネットワーク情報の外部提供 ③ ネットワークデータ分析 ④ Non-Public Network 4. まとめ
  13. © 2020 KDDI 3 KDDI 5G Snapshot 2020/3/26 5Gスタート! 2019/4/10に国内5G周波数割り当て

    • Sub-6帯・ミリ波帯両方でグローバルバンドを獲得 • Sub-6帯では100MHz x 2 を獲得 Docomo KDDI Rakuten SoftBank KDDI Docomo Rakuten Docomo KDDI SoftBank ・・・ ・・・ 27.0GHz 27.4GHz 27.8GHz 28.2GHz 29.1GHz 29.5GHz 3.6GHz 3.7GHz 3.8GHz 3.9GHz 4.0GHz 4.1GHz 4.5GHz 4.6GHz 3.7/4.5GHz 28GHz n77 n78 n257 n261 n79
  14. © 2020 KDDI 4 携帯各社の5G展開計画 KDDI NTTドコモ ソフトバンク 楽天モバイル Sub6基地局数

    @5年後 30,107 8,001 7,355 15,787 ミリ波基地局 数@5年後 12,756 5,001 3,855 7,948 5G開始 2020年3月 2020年春 2020年3月 (mmW:2021) 2020年6月
  15. © 2020 KDDI 5 5Gエリア整備を進行中

  16. © 2020 KDDI 6 Agenda 1. KDDI 5Gネットワークのいま 2. “いま”の5Gとは?

    3. Rel-16機能解説 ① ネットワーク・スライシング ② ネットワーク情報の外部提供 ③ ネットワークデータ分析 ④ Non-Public Network 4. まとめ
  17. “いま”使える5Gとは何なのか!?

  18. “いま”使える5Gとは何なのか!?

  19. 技術屋視点で言うと…

  20. © 2020 KDDI 10 3GPP 5G標準化の歴史 Rel-14:5G要件のフィージビリティ・スタディ Rel-15:”5G Phase1” 大容量・高速化+低遅延

    Rel-16:”5G Phase2” 高信頼・低遅延 ITU-RのIMT-2020要件に対応 Rel-17:更なる高度化 新たなユースケース・ユースケースの拡大 CY2016 CY2017 CY2018 CY2019 CY2020 CY2021 ITU-R 3 G P P Release 標準化の進捗 5Gの商用化 Release 15 Release 14 Release 16 Technical Performance Requirement Proposals IMT- 2020 IMT- 2020 Specifications Phase 1 NSA Phase 2 Phase 1 SA/ 5GC Jun-18 Jun-20 5G Evolution 2017年12月 NSA標準化完了 2018年6月 SAおよび5GC標準化完了 Release 17 Apr-19 May-19 Nov-19 Mar-20
  21. © 2020 KDDI 11 NSA?SA? Non-Stand Alone (NSA) Stand Alone

    (SA) LTEと5Gの同時接続が必須 (アンカーLTEが必須) LTEの周波数は5Gより低い。 5G単独での通信が可能(アンカーLTEが不要) • 基地局と端末だけが5G対応。コアは4G • 5GCの標準完成を待たずに5G導入可能(早い) • 移動端末に導入し、局所的に5Gで4Gをブーストする使 い方を想定 • 4G LTEコアを増強する必要有(容量増など) • 基地局・端末・コアの全てが5G対応 • 5Gコアが提供する機能を利用可能(後述) • 5GCの標準完成を待って一気に5Gを導入(遅 い) • スポット利用、固定/ノマディック利用を想定 • 4G LTEコアに対する影響が少ない アンカー Rel.15 LTE 4G eNB 5G-NR基地局 C-Plane U-Plane C/U-Plane 5G-NR基地局
  22. © 2020 KDDI 12 ちなみに…(参考:Deployment Options) 2 5 3 3a

    3x 7 7a 7x 4 4a • 各国事業者ごとに異なる5G導入シナリオを想定。そのため複数のOptionを整理 • アーキテクチャーは、コア (EPC, 5Gコア) x SA (LTE, 5G) x NSA (LTEアンカー, 5Gアンカー)の組合せ • SA (option2)、NSA (option3 family)が基本形
  23. ぶっちゃけ、どういうことなのか?

  24. Rel-15とRel-16の標準上のKPIを比較 してみる。

  25. ①大容量・高速化

  26. © 2020 KDDI 16 ①大容量・高速化 Scenario Experienced data rate (DL)

    Experienced data rate (UL) Area traffic capacity (DL) Area traffic capacity (UL) Overall user density Activity factor UE speed Coverage 1 Urban macro 50 Mbps 25 Mbps 100 Gbps/km2 (note 4) 50 Gbps/km2 (note 4) 10 000/km2 20% Pedestrians and users in vehicles (up to 120 km/h Full network (note 1) 2 Rural macro 50 Mbps 25 Mbps 1 Gbps/km2 (note 4) 500 Mbps/km2 (note 4) 100/km2 20% Pedestrians and users in vehicles (up to 120 km/h Full network (note 1) 3 Indoor hotspot 1 Gbps 500 Mbps 15 Tbps/km2 2 Tbps/km2 250 000/km2 note 2 Pedestrians Office and residential (note 2) (note 3) 4 Broadband access in a crowd 25 Mbps 50 Mbps [3,75] Tbps/km2 [7,5] Tbps/km2 [500 000]/km2 30% Pedestrians Confined area 5 Dense urban 300 Mbps 50 Mbps 750 Gbps/km2 (note 4) 125 Gbps/km2 (note 4) 25 000/km2 10% Pedestrians and users in vehicles (up to 60 km/h) Downtown (note 1) 6 Broadcast- like services Maximum 200 Mbps (per TV channel) N/A or modest (e.g., 500 kbps per user) N/A N/A [15] TV channels of [20 Mbps] on one carrier N/A Stationary users, pedestrians and users in vehicles (up to 500 km/h) Full network (note 1) 7 High-speed train 50 Mbps 25 Mbps 15 Gbps/train 7,5 Gbps/train 1 000/train 30% Users in trains (up to 500 km/h) Along railways (note 1) 8 High-speed vehicle 50 Mbps 25 Mbps [100] Gbps/km2 [50] Gbps/km2 4 000/km2 50% Users in vehicles (up to 250 km/h) Along roads (note 1) 9 Airplanes connectivity 15 Mbps 7,5 Mbps 1,2 Gbps/plane 600 Mbps/plane 400/plane 20% Users in airplanes (up to 1 000 km/h) (note 1) NOTE 1: For users in vehicles, the UE can be connected to the network directly, or via an on-board moving base station. NOTE 2: A certain traffic mix is assumed; only some users use services that require the highest data rates [2]. NOTE 3: For interactive audio and video services, for example, virtual meetings, the required two-way end-to-end latency (UL and DL) is 2-4 ms while the corresponding experienced data rate needs to be up to 8K 3D video [300 Mbps] in uplink and downlink. NOTE 4: These values are derived based on overall user density. Detailed information can be found in [10]. NOTE 5: All the values in this table are targeted values and not strict requirements. Scenario Experienced data rate (DL) Experienced data rate (UL) Area traffic capacity (DL) Area traffic capacity (UL) Overall user density Activity factor UE speed Coverage 1 Urban macro 50 Mbps 25 Mbps 100 Gbps/km2 (note 4) 50 Gbps/km2 (note 4) 10 000/km2 20% Pedestrians and users in vehicles (up to 120 km/h Full network (note 1) 2 Rural macro 50 Mbps 25 Mbps 1 Gbps/km2 (note 4) 500 Mbps/km2 (note 4) 100/km2 20% Pedestrians and users in vehicles (up to 120 km/h Full network (note 1) 3 Indoor hotspot 1 Gbps 500 Mbps 15 Tbps/km2 2 Tbps/km2 250 000/km2 note 2 Pedestrians Office and residential (note 2) (note 3) 4 Broadband access in a crowd 25 Mbps 50 Mbps [3,75] Tbps/km2 [7,5] Tbps/km2 [500 000]/km2 30% Pedestrians Confined area 5 Dense urban 300 Mbps 50 Mbps 750 Gbps/km2 (note 4) 125 Gbps/km2 (note 4) 25 000/km2 10% Pedestrians and users in vehicles (up to 60 km/h) Downtown (note 1) 6 Broadcast- like services Maximum 200 Mbps (per TV channel) N/A or modest (e.g. 500 kbps per user) N/A N/A [15] TV channels of [20 Mbps] on one carrier N/A Stationary users, pedestrians and users in vehicles (up to 500 km/h) Full network (note 1) 7 High-speed train 50 Mbps 25 Mbps 15 Gbps/train 7,5 Gbps/train 1 000/train 30% Users in trains (up to 500 km/h) Along railways (note 1) 8 High-speed vehicle 50 Mbps 25 Mbps [100] Gbps/km2 [50] Gbps/km2 4 000/km2 50% Users in vehicles (up to 250 km/h) Along roads (note 1) 9 Airplanes connectivity 15 Mbps 7,5 Mbps 1,2 Gbps/plane 600 Mbps/plane 400/plane 20% Users in airplanes (up to 1 000 km/h) (note 1) NOTE 1: For users in vehicles, the UE can be connected to the network directly, or via an on-board moving base station. NOTE 2: A certain traffic mix is assumed; only some users use services that require the highest data rates [2]. NOTE 3: For interactive audio and video services, for example, virtual meetings, the required two-way end-to-end latency (UL and DL) is 2-4 ms while the corresponding experienced data rate needs to be up to 8K 3D video [300 Mbps] in uplink and downlink. NOTE 4: These values are derived based on overall user density. Detailed information can be found in [10]. NOTE 5: All the values in this table are targeted values and not strict requirements. <Rel-15> <Rel-16> ※詳しく知りたい方は⇒TS22.261 https://portal.3gpp.org/desktopmodules/Specifications/SpecificationDetails.aspx?specificationId=3107
  27. © 2020 KDDI 17 ①大容量・高速化 Scenario Experienced data rate (DL)

    Experienced data rate (UL) Area traffic capacity (DL) Area traffic capacity (UL) Overall user density Activity factor UE speed Coverage 1 Urban macro 50 Mbps 25 Mbps 100 Gbps/km2 (note 4) 50 Gbps/km2 (note 4) 10 000/km2 20% Pedestrians and users in vehicles (up to 120 km/h Full network (note 1) 2 Rural macro 50 Mbps 25 Mbps 1 Gbps/km2 (note 4) 500 Mbps/km2 (note 4) 100/km2 20% Pedestrians and users in vehicles (up to 120 km/h Full network (note 1) 3 Indoor hotspot 1 Gbps 500 Mbps 15 Tbps/km2 2 Tbps/km2 250 000/km2 note 2 Pedestrians Office and residential (note 2) (note 3) 4 Broadband access in a crowd 25 Mbps 50 Mbps [3,75] Tbps/km2 [7,5] Tbps/km2 [500 000]/km2 30% Pedestrians Confined area 5 Dense urban 300 Mbps 50 Mbps 750 Gbps/km2 (note 4) 125 Gbps/km2 (note 4) 25 000/km2 10% Pedestrians and users in vehicles (up to 60 km/h) Downtown (note 1) 6 Broadcast- like services Maximum 200 Mbps (per TV channel) N/A or modest (e.g., 500 kbps per user) N/A N/A [15] TV channels of [20 Mbps] on one carrier N/A Stationary users, pedestrians and users in vehicles (up to 500 km/h) Full network (note 1) 7 High-speed train 50 Mbps 25 Mbps 15 Gbps/train 7,5 Gbps/train 1 000/train 30% Users in trains (up to 500 km/h) Along railways (note 1) 8 High-speed vehicle 50 Mbps 25 Mbps [100] Gbps/km2 [50] Gbps/km2 4 000/km2 50% Users in vehicles (up to 250 km/h) Along roads (note 1) 9 Airplanes connectivity 15 Mbps 7,5 Mbps 1,2 Gbps/plane 600 Mbps/plane 400/plane 20% Users in airplanes (up to 1 000 km/h) (note 1) NOTE 1: For users in vehicles, the UE can be connected to the network directly, or via an on-board moving base station. NOTE 2: A certain traffic mix is assumed; only some users use services that require the highest data rates [2]. NOTE 3: For interactive audio and video services, for example, virtual meetings, the required two-way end-to-end latency (UL and DL) is 2-4 ms while the corresponding experienced data rate needs to be up to 8K 3D video [300 Mbps] in uplink and downlink. NOTE 4: These values are derived based on overall user density. Detailed information can be found in [10]. NOTE 5: All the values in this table are targeted values and not strict requirements. Scenario Experienced data rate (DL) Experienced data rate (UL) Area traffic capacity (DL) Area traffic capacity (UL) Overall user density Activity factor UE speed Coverage 1 Urban macro 50 Mbps 25 Mbps 100 Gbps/km2 (note 4) 50 Gbps/km2 (note 4) 10 000/km2 20% Pedestrians and users in vehicles (up to 120 km/h Full network (note 1) 2 Rural macro 50 Mbps 25 Mbps 1 Gbps/km2 (note 4) 500 Mbps/km2 (note 4) 100/km2 20% Pedestrians and users in vehicles (up to 120 km/h Full network (note 1) 3 Indoor hotspot 1 Gbps 500 Mbps 15 Tbps/km2 2 Tbps/km2 250 000/km2 note 2 Pedestrians Office and residential (note 2) (note 3) 4 Broadband access in a crowd 25 Mbps 50 Mbps [3,75] Tbps/km2 [7,5] Tbps/km2 [500 000]/km2 30% Pedestrians Confined area 5 Dense urban 300 Mbps 50 Mbps 750 Gbps/km2 (note 4) 125 Gbps/km2 (note 4) 25 000/km2 10% Pedestrians and users in vehicles (up to 60 km/h) Downtown (note 1) 6 Broadcast- like services Maximum 200 Mbps (per TV channel) N/A or modest (e.g. 500 kbps per user) N/A N/A [15] TV channels of [20 Mbps] on one carrier N/A Stationary users, pedestrians and users in vehicles (up to 500 km/h) Full network (note 1) 7 High-speed train 50 Mbps 25 Mbps 15 Gbps/train 7,5 Gbps/train 1 000/train 30% Users in trains (up to 500 km/h) Along railways (note 1) 8 High-speed vehicle 50 Mbps 25 Mbps [100] Gbps/km2 [50] Gbps/km2 4 000/km2 50% Users in vehicles (up to 250 km/h) Along roads (note 1) 9 Airplanes connectivity 15 Mbps 7,5 Mbps 1,2 Gbps/plane 600 Mbps/plane 400/plane 20% Users in airplanes (up to 1 000 km/h) (note 1) NOTE 1: For users in vehicles, the UE can be connected to the network directly, or via an on-board moving base station. NOTE 2: A certain traffic mix is assumed; only some users use services that require the highest data rates [2]. NOTE 3: For interactive audio and video services, for example, virtual meetings, the required two-way end-to-end latency (UL and DL) is 2-4 ms while the corresponding experienced data rate needs to be up to 8K 3D video [300 Mbps] in uplink and downlink. NOTE 4: These values are derived based on overall user density. Detailed information can be found in [10]. NOTE 5: All the values in this table are targeted values and not strict requirements. <Rel-15> <Rel-16> 全く同じ
  28. © 2020 KDDI 18 ①大容量・高速化 Scenario Experienced data rate (DL)

    Experienced data rate (UL) Area traffic capacity (DL) Area traffic capacity (UL) Overall user density Activity factor UE speed Coverage 1 Urban macro 50 Mbps 25 Mbps 100 Gbps/km2 (note 4) 50 Gbps/km2 (note 4) 10 000/km2 20% Pedestrians and users in vehicles (up to 120 km/h Full network (note 1) 2 Rural macro 50 Mbps 25 Mbps 1 Gbps/km2 (note 4) 500 Mbps/km2 (note 4) 100/km2 20% Pedestrians and users in vehicles (up to 120 km/h Full network (note 1) 3 Indoor hotspot 1 Gbps 500 Mbps 15 Tbps/km2 2 Tbps/km2 250 000/km2 note 2 Pedestrians Office and residential (note 2) (note 3) 4 Broadband access in a crowd 25 Mbps 50 Mbps [3,75] Tbps/km2 [7,5] Tbps/km2 [500 000]/km2 30% Pedestrians Confined area 5 Dense urban 300 Mbps 50 Mbps 750 Gbps/km2 (note 4) 125 Gbps/km2 (note 4) 25 000/km2 10% Pedestrians and users in vehicles (up to 60 km/h) Downtown (note 1) 6 Broadcast- like services Maximum 200 Mbps (per TV channel) N/A or modest (e.g., 500 kbps per user) N/A N/A [15] TV channels of [20 Mbps] on one carrier N/A Stationary users, pedestrians and users in vehicles (up to 500 km/h) Full network (note 1) 7 High-speed train 50 Mbps 25 Mbps 15 Gbps/train 7,5 Gbps/train 1 000/train 30% Users in trains (up to 500 km/h) Along railways (note 1) 8 High-speed vehicle 50 Mbps 25 Mbps [100] Gbps/km2 [50] Gbps/km2 4 000/km2 50% Users in vehicles (up to 250 km/h) Along roads (note 1) 9 Airplanes connectivity 15 Mbps 7,5 Mbps 1,2 Gbps/plane 600 Mbps/plane 400/plane 20% Users in airplanes (up to 1 000 km/h) (note 1) NOTE 1: For users in vehicles, the UE can be connected to the network directly, or via an on-board moving base station. NOTE 2: A certain traffic mix is assumed; only some users use services that require the highest data rates [2]. NOTE 3: For interactive audio and video services, for example, virtual meetings, the required two-way end-to-end latency (UL and DL) is 2-4 ms while the corresponding experienced data rate needs to be up to 8K 3D video [300 Mbps] in uplink and downlink. NOTE 4: These values are derived based on overall user density. Detailed information can be found in [10]. NOTE 5: All the values in this table are targeted values and not strict requirements. Scenario Experienced data rate (DL) Experienced data rate (UL) Area traffic capacity (DL) Area traffic capacity (UL) Overall user density Activity factor UE speed Coverage 1 Urban macro 50 Mbps 25 Mbps 100 Gbps/km2 (note 4) 50 Gbps/km2 (note 4) 10 000/km2 20% Pedestrians and users in vehicles (up to 120 km/h Full network (note 1) 2 Rural macro 50 Mbps 25 Mbps 1 Gbps/km2 (note 4) 500 Mbps/km2 (note 4) 100/km2 20% Pedestrians and users in vehicles (up to 120 km/h Full network (note 1) 3 Indoor hotspot 1 Gbps 500 Mbps 15 Tbps/km2 2 Tbps/km2 250 000/km2 note 2 Pedestrians Office and residential (note 2) (note 3) 4 Broadband access in a crowd 25 Mbps 50 Mbps [3,75] Tbps/km2 [7,5] Tbps/km2 [500 000]/km2 30% Pedestrians Confined area 5 Dense urban 300 Mbps 50 Mbps 750 Gbps/km2 (note 4) 125 Gbps/km2 (note 4) 25 000/km2 10% Pedestrians and users in vehicles (up to 60 km/h) Downtown (note 1) 6 Broadcast- like services Maximum 200 Mbps (per TV channel) N/A or modest (e.g. 500 kbps per user) N/A N/A [15] TV channels of [20 Mbps] on one carrier N/A Stationary users, pedestrians and users in vehicles (up to 500 km/h) Full network (note 1) 7 High-speed train 50 Mbps 25 Mbps 15 Gbps/train 7,5 Gbps/train 1 000/train 30% Users in trains (up to 500 km/h) Along railways (note 1) 8 High-speed vehicle 50 Mbps 25 Mbps [100] Gbps/km2 [50] Gbps/km2 4 000/km2 50% Users in vehicles (up to 250 km/h) Along roads (note 1) 9 Airplanes connectivity 15 Mbps 7,5 Mbps 1,2 Gbps/plane 600 Mbps/plane 400/plane 20% Users in airplanes (up to 1 000 km/h) (note 1) NOTE 1: For users in vehicles, the UE can be connected to the network directly, or via an on-board moving base station. NOTE 2: A certain traffic mix is assumed; only some users use services that require the highest data rates [2]. NOTE 3: For interactive audio and video services, for example, virtual meetings, the required two-way end-to-end latency (UL and DL) is 2-4 ms while the corresponding experienced data rate needs to be up to 8K 3D video [300 Mbps] in uplink and downlink. NOTE 4: These values are derived based on overall user density. Detailed information can be found in [10]. NOTE 5: All the values in this table are targeted values and not strict requirements. <Rel-15> <Rel-16> • NSAでもSAでも大容量・高速化のパフォーマ ンスは同じ • 大容量・高速化(リッチコンテンツなど)を やるだけなら、NSAで対応可能
  29. ②低遅延・高信頼

  30. 5Gの要件とは?

  31. © 2020 KDDI 21 5Gが目指すところ(ITUが策定した5G要件) 高速・大容量 (Enhanced Mobile Broadband) ピーク速度

    20Gbps ユーザー体感速度100Mbps 多接続 (Massive Machine Type Comm.) 同時接続端末数 100万台/km2 低遅延URLLC (Ultra-reliable and Low Latency Comm.) 無線区間遅延 1ms
  32. © 2020 KDDI 22 5Gが目指すところ(ITUが策定した5G要件) 高速・大容量 (Enhanced Mobile Broadband) ピーク速度

    20Gbps ユーザー体感速度100Mbps 多接続 (Massive Machine Type Comm.) 同時接続端末数 100万台/km2 低遅延URLLC (Ultra-reliable and Low Latency Comm.) 無線区間遅延 1ms
  33. © 2020 KDDI 23 ②低遅延・高信頼 【Q】どこの区間で1msecを目指している? 1. 端末~基地局の 無線部分 コアNW

    インター ネット 2. 端末~コアNW部分 3. 端末~コアNW~端末の End to End 4. 端末~コアNW~ インターネットのサーバ a. 往復の合計値 b. 片方向だけの値
  34. © 2020 KDDI 24 ②低遅延・高信頼 【Q】どこの区間で1msecを目指している? 1. 端末~基地局の 無線部分 コアNW

    インター ネット b. 片方向だけの値
  35. © 2020 KDDI 25 ②低遅延・高信頼 Scenario Max. allowed end-to- end

    latency (note 2) Survival time Communication service availability (note 3) Reliability (note 3) User experienced data rate Payload size (note 4) Traffic density (note 5) Connection density (note 6) Service area dimension (note 7) Discrete automation 10 ms 0 ms 99,99% 99,99% 10 Mbps Small to big 1 Tbps/km2 100 000/km2 1000 x 1000 x 30 m Process automation – remote control 60 ms 100 ms 99,9999% 99,999% 1 Mbps up to 100 Mbps Small to big 100 Gbps/km2 1 000/km2 300 x 300 x 50 m Process automation ‒ monitoring 60 ms 100 ms 99,9% 99,9% 1 Mbps Small 10 Gbps/km2 10 000/km2 300 x 300 x 50 Electricity distribution – medium voltage 40 ms 25 ms 99,9% 99,9% 10 Mbps Small to big 10 Gbps/km2 1 000/km2 100 km along power line Electricity distribution – high voltage (note 1) 5 ms 10 ms 99,9999% 99,999% 10 Mbps Small 100 Gbps/km2 1 000/km2 (note 8) 200 km along power line Intelligent transport systems – infrastructure backhaul 30 ms 100 ms 99,9999% 99,999% 10 Mbps Small to big 10 Gbps/km2 1 000/km2 2 km along a road NOTE 1: Currently realised via wired communication lines. NOTE 2: This is the maximum end-to-end latency allowed for the 5G system to deliver the service in the case the end-to-end latency is completely allocated to the 5G system from the UE to the Interface to Data Network. NOTE 3: Communication service availability relates to the service interfaces, and reliability relates to a given system entity. One or more retransmissions of network layer packets may take place in order to satisfy the reliability requirement. NOTE 4: Small: payload typically ≤ 256 bytes NOTE 5: Based on the assumption that all connected applications within the service volume require the user experienced data rate. NOTE 6: Under the assumption of 100% 5G penetration. NOTE 7: Estimates of maximum dimensions; the last figure is the vertical dimension. NOTE 8: In dense urban areas. NOTE 9: All the values in this table are example values and not strict requirements. Deployment configurations should be taken into account when considering service offerings that meet the targets. <Rel-15> Source: TS22.261 Service requirements for the 5G system; Stage 1
  36. © 2020 KDDI 26 ②低遅延・高信頼 Scenario Max. allowed end-to- end

    latency (note 2) Survival time Communication service availability (note 3) Reliability (note 3) User experienced data rate Payload size (note 4) Traffic density (note 5) Connection density (note 6) Service area dimension (note 7) Discrete automation 10 ms 0 ms 99,99% 99,99% 10 Mbps Small to big 1 Tbps/km2 100 000/km2 1000 x 1000 x 30 m Process automation – remote control 60 ms 100 ms 99,9999% 99,999% 1 Mbps up to 100 Mbps Small to big 100 Gbps/km2 1 000/km2 300 x 300 x 50 m Process automation ‒ monitoring 60 ms 100 ms 99,9% 99,9% 1 Mbps Small 10 Gbps/km2 10 000/km2 300 x 300 x 50 Electricity distribution – medium voltage 40 ms 25 ms 99,9% 99,9% 10 Mbps Small to big 10 Gbps/km2 1 000/km2 100 km along power line Electricity distribution – high voltage (note 1) 5 ms 10 ms 99,9999% 99,999% 10 Mbps Small 100 Gbps/km2 1 000/km2 (note 8) 200 km along power line Intelligent transport systems – infrastructure backhaul 30 ms 100 ms 99,9999% 99,999% 10 Mbps Small to big 10 Gbps/km2 1 000/km2 2 km along a road NOTE 1: Currently realised via wired communication lines. NOTE 2: This is the maximum end-to-end latency allowed for the 5G system to deliver the service in the case the end-to-end latency is completely allocated to the 5G system from the UE to the Interface to Data Network. NOTE 3: Communication service availability relates to the service interfaces, and reliability relates to a given system entity. One or more retransmissions of network layer packets may take place in order to satisfy the reliability requirement. NOTE 4: Small: payload typically ≤ 256 bytes NOTE 5: Based on the assumption that all connected applications within the service volume require the user experienced data rate. NOTE 6: Under the assumption of 100% 5G penetration. NOTE 7: Estimates of maximum dimensions; the last figure is the vertical dimension. NOTE 8: In dense urban areas. NOTE 9: All the values in this table are example values and not strict requirements. Deployment configurations should be taken into account when considering service offerings that meet the targets. <Rel-15> 端末~コアネットワークの出口まで。 Rel-15の3GPP要件定義の時点では、 3GPPシステム全体の最大遅延としていた Source: TS22.261 Service requirements for the 5G system; Stage 1
  37. © 2020 KDDI 27 ②低遅延・高信頼 Scenario Max. allowed end-to- end

    latency (note 2) Survival time Communication service availability (note 3) Reliability (note 3) User experienced data rate Payload size (note 4) Traffic density (note 5) Connection density (note 6) Service area dimension (note 7) Discrete automation 10 ms 0 ms 99,99% 99,99% 10 Mbps Small to big 1 Tbps/km2 100 000/km2 1000 x 1000 x 30 m Process automation – remote control 60 ms 100 ms 99,9999% 99,999% 1 Mbps up to 100 Mbps Small to big 100 Gbps/km2 1 000/km2 300 x 300 x 50 m Process automation ‒ monitoring 60 ms 100 ms 99,9% 99,9% 1 Mbps Small 10 Gbps/km2 10 000/km2 300 x 300 x 50 Electricity distribution – medium voltage 40 ms 25 ms 99,9% 99,9% 10 Mbps Small to big 10 Gbps/km2 1 000/km2 100 km along power line Electricity distribution – high voltage (note 1) 5 ms 10 ms 99,9999% 99,999% 10 Mbps Small 100 Gbps/km2 1 000/km2 (note 8) 200 km along power line Intelligent transport systems – infrastructure backhaul 30 ms 100 ms 99,9999% 99,999% 10 Mbps Small to big 10 Gbps/km2 1 000/km2 2 km along a road NOTE 1: Currently realised via wired communication lines. NOTE 2: This is the maximum end-to-end latency allowed for the 5G system to deliver the service in the case the end-to-end latency is completely allocated to the 5G system from the UE to the Interface to Data Network. NOTE 3: Communication service availability relates to the service interfaces, and reliability relates to a given system entity. One or more retransmissions of network layer packets may take place in order to satisfy the reliability requirement. NOTE 4: Small: payload typically ≤ 256 bytes NOTE 5: Based on the assumption that all connected applications within the service volume require the user experienced data rate. NOTE 6: Under the assumption of 100% 5G penetration. NOTE 7: Estimates of maximum dimensions; the last figure is the vertical dimension. NOTE 8: In dense urban areas. NOTE 9: All the values in this table are example values and not strict requirements. Deployment configurations should be taken into account when considering service offerings that meet the targets. <Rel-15> ディスクリート・オートメーション(自動車業 界など組み立て加工の自動化)、プロセス・ オートメーション(化学系などプラントの自動 化)、電力送配電(スマートグリッド)、ITS などに求められる要件 Source: TS22.261 Service requirements for the 5G system; Stage 1
  38. © 2020 KDDI 28 ②低遅延・高信頼 <Rel-16>  ユースケース・シナリオごとに細分化。遅延要件もシナリオにより異なる  Rel-15時点よりも具体的な事例ごとに要件を定義

    シナリオ例 遅延要件 信頼性要件 鉄道無線 10~100ms以下※1 99.99%~99.9999 ITSバックホール(※端末~コア出口まで) 30ms※2 99.999% 自動運転 隊列走行 10~25ms※1 90~99.99% 自動運転 3~25ms※1 90~99.999% 遠隔運転 5ms※1 99.999% ファクトリー オートメーショ ン モーションコントロール 1ms※3 99.9999~99.999999% プロセスオートメーション 10ms※3 99.9999~99.999999% 産業用ロボット 1~50ms※3 99.9999% ※1:アプリレベルでのsource to destination遅延 ※2:端末~コア出口までの遅延 ※3:端末~基地局までの遅延 Source: TS22.261 Service requirements for the 5G system TS22.104 Service requirements for cyber-physical control applications in vertical domains TS22.186 Enhancement of 3GPP support for V2X scenarios TS22.289 Mobile Communication System for Railways
  39. © 2020 KDDI 29 ②低遅延・高信頼 どうやって実現するのか? ① データを送る単位を短く・小さくする(応答が早 くもらえる) ②

    ほかの通信を待たずにデータを送る 5G NR LTE / LTE-Advanced  データの送信単位を短くできる  割り込みあり  ACK送信タイミングの柔軟性  データ送信単位は固定  割り込みなし  ACK送信タイミングは固定
  40. ③多接続

  41. 再び、 5Gの要件とは?

  42. © 2020 KDDI 32 5Gが目指すところ(ITUが策定した5G要件) 高速・大容量 (Enhanced Mobile Broadband) ピーク速度

    20Gbps ユーザー体感速度100Mbps 多接続 (Massive Machine Type Comm.) 同時接続端末数 100万台/km2 低遅延URLLC (Ultra-reliable and Low Latency Comm.) 無線区間遅延 1ms
  43. © 2020 KDDI 33 5Gが目指すところ(ITUが策定した5G要件) 高速・大容量 (Enhanced Mobile Broadband) ピーク速度

    20Gbps ユーザー体感速度100Mbps 多接続 (Massive Machine Type Comm.) 同時接続端末数 100万台/km2 低遅延URLLC (Ultra-reliable and Low Latency Comm.) 無線区間遅延 1ms
  44. © 2020 KDDI 34 多接続を実現する技術 Source: 2017年9月 3GPP RAN#77会合 Rel.15のLTE-M(eMTC)とNB-IoTも5Gの一部

  45. では、LTE版LPWA技術(NB-IoT、 LTE-M)が、Rel-15でどう変わった のか検証してみる。

  46. © 2020 KDDI 36 LTE版LPWA Rel-15での進化 Even further enhanced MTC

    for LTE Further Enhancements of NB-IoT • Reduced UE power consumption • Wake-up signals (WUS) • Early data transmission (EDT) • HARQ feedback for UL data • Relaxed monitoring for cell reselection • Support for new use cases • Support for higher UE velocity • Lower UE power class • New gaps for dense PRS configurations • Reduced latency • EARFCN pre-provisioning • Resynchronization signal (RSS) • Improved MIB demodulation performance • Improved SIB demodulation performance • SI update indication • Increased spectral efficiency • Downlink 64QAM support • CQI table with large range • Uplink sub-PRB allocation • Flexible starting PRB • Frequency-domain CRS muting • Improved access control • CE-level-based access barring • Reduced UE power consumption • Wake-up signalling for IDLE mode (FDD) • Early data transmission (FDD) • Relaxed monitoring for cell reselection (FDD and TDD) • Support for new use cases • Small cell support (FDD and TDD) • TDD • RLC UM (FDD and TDD) • Reduced latency • Scheduling request (FDD) • Quick release of RRC connection (FDD and TDD) • Reduced system acquisition time • Increased spectral efficiency • Narrowband measurement accuracy improvement (FDD and TDD) • NPRACH range enhancement (FDD) • UE differentiation (FDD and TDD) • Mixed standalone operation (FDD) • Power headroom reporting enhancement (FDD and TDD) • Improved access control • Access barring enhancement (FDD and TDD)
  47. © 2020 KDDI 37 3GPP Rel-15 eMTC Overview 2. Early

    data transmission 0m 3. Relaxed cell reselection 1. Wake-up signals (WUS) 6. Uplink sub-PRB allocation ウェイクアップシグナル導入によ り、ページング受信回数を低減し、 省電力化に寄与 ½ PRB (6 subcarriers) や ¼ PRB (3 subcarriers)の単位で リソース割当を可能とする機能。 周波数利用効率が向上 ステイショナリー端末向けの 省電力機能。隣接セルの測定 周期を最大24時間まで延長可 能 ランダムアクセス中に上りデータ 送信を可能とする機能。上限100バ イト。省電力化が目的 Rel-15 Work Item名称 : Even further enhanced MTC for LTE 5. Lower UE power class ウェアラブル向けの使用が想定さ れる14dBmの新パワークラス。 NB-IoT側はRel.14で規定済のクラ ス。 4. CE-level access barring カバレッジ拡張レベルに応じた規制制 御。輻輳時、リソースを多く使用する CEレベルの高い端末を狙い発信規制を かけることが可能になる
  48. © 2020 KDDI 38 3GPP Rel-15 NB-IoT Overview 2. Early

    data transmission 0m 3. Relaxed cell reselection 1. Wake-up signals (WUS) 5. UE differentiation 6. RLC UM • Reduce power consumption • A compact new signal trans- mitted before the paging occasion (PO) • 端末トラフィックプロファイルをMME からeNB側へ通知する機能。 • トラフィックプロファイルをもとに eNBはスケジューリングを最適化する。 • Power consumption reduction for stationary UEs • Neighbor cell measurements to as seldom as every 24h • Support for unacknowledged mode (UM) • To complement AM and TM introduced in Rel-13 • Small data transmission during random-access procedure • Up to 100 bytes Rel-15 Work Item : Further Enhancements of NB-IoT 4. TDD support D S U D D D S U D D • TDDのサポート。TDDでの Rel.13~Rel.15のNB-IoT機能 をサポート • Config0/6以外のTDD LTE UL/DL sub frame のサポート
  49. © 2020 KDDI 39 LTE版LPWA Rel-15での進化 Even further enhanced MTC

    for LTE Further Enhancements of NB-IoT • Reduced UE power consumption • Wake-up signals (WUS) • Early data transmission (EDT) • HARQ feedback for UL data • Relaxed monitoring for cell reselection • Support for new use cases • Support for higher UE velocity • Lower UE power class • New gaps for dense PRS configurations • Reduced latency • EARFCN pre-provisioning • Resynchronization signal (RSS) • Improved MIB demodulation performance • Improved SIB demodulation performance • SI update indication • Increased spectral efficiency • Downlink 64QAM support • CQI table with large range • Uplink sub-PRB allocation • Flexible starting PRB • Frequency-domain CRS muting • Improved access control • CE-level-based access barring • Reduced UE power consumption • Wake-up signalling for IDLE mode (FDD) • Early data transmission (FDD) • Relaxed monitoring for cell reselection (FDD and TDD) • Support for new use cases • Small cell support (FDD and TDD) • TDD • RLC UM (FDD and TDD) • Reduced latency • Scheduling request (FDD) • Quick release of RRC connection (FDD and TDD) • Reduced system acquisition time • Increased spectral efficiency • Narrowband measurement accuracy improvement (FDD and TDD) • NPRACH range enhancement (FDD) • UE differentiation (FDD and TDD) • Mixed standalone operation (FDD) • Power headroom reporting enhancement (FDD and TDD) • Improved access control • Access barring enhancement (FDD and TDD) 実はRel-15では多接続に関する Enhancementは行われていない
  50. © 2020 KDDI 40 3GPPがITU-Rに提出した5Gの評価結果 Scheme and antenna configuration Sub-

    carrier spacing ITU Requirement (device/km2) Channel model A Channel model B Number of samples Connection density (device/km2) Required bandwidt h (kHz) Number of samples Connection density (device/km2) Required bandwidt h (kHz) 1x2 SIMO OFDMA 15 kHz 1,000,000 4 36,323,844 180 4 36,007,832 180 Scheme and antenna configuration Sub- carrier spacing ITU Requirement (device/km2) Channel model A Channel model B Number of samples Connection density (device/km2) Required bandwidt h (kHz) Number of samples Connection density (device/km2) Required bandwidt h (kHz) 1x2 SIMO OFDMA 15 kHz 1,000,000 4 1,267,406 180 4 1,503,394 180 Table 7.1.1-1 Evaluation results of connection density for NR FDD (Full buffer system level simulation followed by link level simulation packet arrival rate: 1 packet / 2 hour / device) (a) Evaluation configuration A (ISD=500 m) (b) Evaluation configuration B (ISD=1 732 m) NR(5G Stand Alone) Source: 3GPP TR37.910 v2.0.0 “Study on Self Evaluation towards IMT-2020 Submission”
  51. © 2020 KDDI 41 3GPPがITU-Rに提出した5Gの評価結果 LTE Technic al feature Scheme

    and antenna configuration Sub- carrier spacing ITU Requirement (device/km2) Channel model A Channel model B Number of samples Connection density (device/km2) Required bandwidt h (kHz) Number of samples Connection density (device/km2) Required bandwidt h (kHz) NB-IoT 1x2 SIMO 15 kHz 1,000,000 2 43,691,789 180 2 43,626,653 180 eMTC 1x2 SIMO 15 kHz 1,000,000 3 35,235,516 180 3 34,884,438 180 Table 7.1.2-1 Evaluation results of connection density for NB-IoT and eMTC (Full buffer system level simulation followed by link level simulation packet arrival rate: 1 packet / 2 hour / device) (a) Evaluation configuration A (ISD=500 m) Technic al feature Scheme and antenna configuration Sub- carrier spacing ITU Requirement (device/km2) Channel model A Channel model B Number of samples Connection density (device/km2) Required bandwidt h (kHz) Number of samples Connection density (device/km2) Required bandwidt h (kHz) NB-IoT 1x2 SIMO 15 kHz 1,000,000 3 2,335,319 180 3 2,332,680 180 eMTC 1x2 SIMO 15 kHz 1,000,000 3 1,212,909 180 3 1,511,989 180 (b) Evaluation configuration B (ISD=1 732 m) Source: 3GPP TR37.910 v2.0.0 “Study on Self Evaluation towards IMT-2020 Submission”
  52. © 2020 KDDI 42 3GPPがITU-Rに提出した5Gの評価結果 LTE Table 7.1.2-2 Evaluation results

    of connection density for NB-IoT and eMTC (Non-full buffer system level simulation packet arrival rate: 1 packet / 2 hour / device) (a) Evaluation configuration A (ISD=500 m) Technic al feature Scheme and antenna configurati on Sub- carrier spacin g ITU Requireme nt (device/km 2) Channel model A Channel model B Number of samples Connection density (device/km2) Require d bandwidt h (kHz) Number of samples Connection density (device/km2) Require d bandwidt h (kHz) NB-IoT (EDT) 1x2 SIMO, Single- tone 15 kHz 1,000,000 1 8,047,087 180 1 8,077,017 180 NB-IoT (EDT) 1x2 SIMO, Multi-tone 15 kHz 1,000,000 - - - 1 16,000,000 180 NB-IoT (RRC Resume ) 1x2 SIMO Multi-tone 15 kHz 1,000,000 1 1,233,000 180 1 1,225,000 180 eMTC (RRC Resume ) 1x2 SIMO 15 kHz 1,000,000 1 5,680,000 1080 1 5,680,000 1080 Source: 3GPP TR37.910 v2.0.0 “Study on Self Evaluation towards IMT-2020 Submission”
  53. © 2020 KDDI 43 3GPPがITU-Rに提出した5Gの評価結果 LTE Table 7.1.2-2 Evaluation results

    of connection density for NB-IoT and eMTC (Non-full buffer system level simulation packet arrival rate: 1 packet / 2 hour / device) Technic al feature Scheme and antenna configuratio n Sub- carrier spacin g ITU Requireme nt (device/km2 ) Channel model A Channel model B Number of samples Connection density (device/km2) Required bandwidt h (kHz) Number of samples Connection density (device/km2) Required bandwidt h (kHz) NB-IoT (EDT) 1x2 SIMO, Single-tone 15 kHz 1,000,000 1 1,198,000 360 1 1,203,880 360 NB-IoT (EDT) 1x2 SIMO Multi-tone 15 kHz 1,000,000 - - - 1 1,250,000 360 NB-IoT (RRC Resume ) 1x2 SIMO Multi-tone 15 kHz 1,000,000 1 1,018,000 2700 1 1,034,000 1980 eMTC (EDT) 1x2 SIMO 15 kHz 1,000,000 1 1,107,000 540 1 1,140,000 540 eMTC (RRC Resume ) 1x2 SIMO 15 kHz 1,000,000 1 1,026,000 3240 1 1,335,000 3240 (b) Evaluation configuration B (ISD=1 732m) Source: 3GPP TR37.910 v2.0.0 “Study on Self Evaluation towards IMT-2020 Submission”
  54. © 2020 KDDI 44 3GPPがITU-Rに提出した5Gの評価結果 LTE Table 7.1.2-2 Evaluation results

    of connection density for NB-IoT and eMTC (Non-full buffer system level simulation packet arrival rate: 1 packet / 2 hour / device) Technic al feature Scheme and antenna configuratio n Sub- carrier spacin g ITU Requireme nt (device/km2 ) Channel model A Channel model B Number of samples Connection density (device/km2) Required bandwidt h (kHz) Number of samples Connection density (device/km2) Required bandwidt h (kHz) NB-IoT (EDT) 1x2 SIMO, Single-tone 15 kHz 1,000,000 1 1,198,000 360 1 1,203,880 360 NB-IoT (EDT) 1x2 SIMO Multi-tone 15 kHz 1,000,000 - - - 1 1,250,000 360 NB-IoT (RRC Resume ) 1x2 SIMO Multi-tone 15 kHz 1,000,000 1 1,018,000 2700 1 1,034,000 1980 eMTC (EDT) 1x2 SIMO 15 kHz 1,000,000 1 1,107,000 540 1 1,140,000 540 eMTC (RRC Resume ) 1x2 SIMO 15 kHz 1,000,000 1 1,026,000 3240 1 1,335,000 3240 (b) Evaluation configuration B (ISD=1 732m) Source: 3GPP TR37.910 v2.0.0 “Study on Self Evaluation towards IMT-2020 Submission” 何を言っているかと言うと、
  55. © 2020 KDDI 45 3GPPがITU-Rに提出した5Gの評価結果 LTE Table 7.1.2-2 Evaluation results

    of connection density for NB-IoT and eMTC (Non-full buffer system level simulation packet arrival rate: 1 packet / 2 hour / device) Technic al feature Scheme and antenna configuratio n Sub- carrier spacin g ITU Requireme nt (device/km2 ) Channel model A Channel model B Number of samples Connection density (device/km2) Required bandwidt h (kHz) Number of samples Connection density (device/km2) Required bandwidt h (kHz) NB-IoT (EDT) 1x2 SIMO, Single-tone 15 kHz 1,000,000 1 1,198,000 360 1 1,203,880 360 NB-IoT (EDT) 1x2 SIMO Multi-tone 15 kHz 1,000,000 - - - 1 1,250,000 360 NB-IoT (RRC Resume ) 1x2 SIMO Multi-tone 15 kHz 1,000,000 1 1,018,000 2700 1 1,034,000 1980 eMTC (EDT) 1x2 SIMO 15 kHz 1,000,000 1 1,107,000 540 1 1,140,000 540 eMTC (RRC Resume ) 1x2 SIMO 15 kHz 1,000,000 1 1,026,000 3240 1 1,335,000 3240 (b) Evaluation configuration B (ISD=1 732m) Source: 3GPP TR37.910 v2.0.0 “Study on Self Evaluation towards IMT-2020 Submission” 5G Stand Alone構成も、LTE版LPWA (LTE-M、NB-IoT)も、特定の条件下 でともに100万端末/㎢という5G要件 を満足する、ということ。
  56. © 2020 KDDI 46 3GPPがITU-Rに提出した5Gの評価結果 LTE Table 7.1.2-2 Evaluation results

    of connection density for NB-IoT and eMTC (Non-full buffer system level simulation packet arrival rate: 1 packet / 2 hour / device) Technic al feature Scheme and antenna configuratio n Sub- carrier spacin g ITU Requireme nt (device/km2 ) Channel model A Channel model B Number of samples Connection density (device/km2) Required bandwidt h (kHz) Number of samples Connection density (device/km2) Required bandwidt h (kHz) NB-IoT (EDT) 1x2 SIMO, Single-tone 15 kHz 1,000,000 1 1,198,000 360 1 1,203,880 360 NB-IoT (EDT) 1x2 SIMO Multi-tone 15 kHz 1,000,000 - - - 1 1,250,000 360 NB-IoT (RRC Resume ) 1x2 SIMO Multi-tone 15 kHz 1,000,000 1 1,018,000 2700 1 1,034,000 1980 eMTC (EDT) 1x2 SIMO 15 kHz 1,000,000 1 1,107,000 540 1 1,140,000 540 eMTC (RRC Resume ) 1x2 SIMO 15 kHz 1,000,000 1 1,026,000 3240 1 1,335,000 3240 (b) Evaluation configuration B (ISD=1 732m) Source: 3GPP TR37.910 v2.0.0 “Study on Self Evaluation towards IMT-2020 Submission” さらに言うと、
  57. © 2020 KDDI 47 3GPPがITU-Rに提出した5Gの評価結果 LTE Table 7.1.2-2 Evaluation results

    of connection density for NB-IoT and eMTC (Non-full buffer system level simulation packet arrival rate: 1 packet / 2 hour / device) Technic al feature Scheme and antenna configuratio n Sub- carrier spacin g ITU Requireme nt (device/km2 ) Channel model A Channel model B Number of samples Connection density (device/km2) Required bandwidt h (kHz) Number of samples Connection density (device/km2) Required bandwidt h (kHz) NB-IoT (EDT) 1x2 SIMO, Single-tone 15 kHz 1,000,000 1 1,198,000 360 1 1,203,880 360 NB-IoT (EDT) 1x2 SIMO Multi-tone 15 kHz 1,000,000 - - - 1 1,250,000 360 NB-IoT (RRC Resume ) 1x2 SIMO Multi-tone 15 kHz 1,000,000 1 1,018,000 2700 1 1,034,000 1980 eMTC (EDT) 1x2 SIMO 15 kHz 1,000,000 1 1,107,000 540 1 1,140,000 540 eMTC (RRC Resume ) 1x2 SIMO 15 kHz 1,000,000 1 1,026,000 3240 1 1,335,000 3240 (b) Evaluation configuration B (ISD=1 732m) Source: 3GPP TR37.910 v2.0.0 “Study on Self Evaluation towards IMT-2020 Submission” Rel-15のLTE-M、NB-IoTは、多接続に関 するEnhancementは行われなかった。 つまり、 現在のLTEベースのLTE-M、NB-IoTで5Gの 多接続要件を満たしている。
  58. じゃあ、5G SAを待たなくても いいんじゃない?

  59. ある意味、YES。 でも、 ある意味、NO。

  60. None
  61. 多様化するユースケースは、これ までと同じ画一的なネットワーク では対応しきれない。

  62. © 2020 KDDI 52 Agenda 1. KDDI 5Gネットワークのいま 2. “いま”の5Gとは?

    3. Rel-16機能解説 ① ネットワーク・スライシング ② ネットワーク情報の外部提供 ③ ネットワークデータ分析 ④ Non-Public Network 4. まとめ
  63. 3.Rel-16機能解説 ①ネットワーク・スライシング

  64. © 2020 KDDI 54 ネットワークスライスとは ネットワークスライスとはお客様の要求に合わせた、論理的に独立したネット ワーク。 無線区間のネットワークスライスは発展途上で、実用化に向け開発中 1. 通信事業者が持つインフラ上に、論理的な専用ネットワークを構築

    2. ネットワークの機能や性能をお客様の要望に合わせてカスタマイズ 3. それぞれがお互いに影響を与えないようにネットワークを分離 4. スライスごとにSLAを設定し、監視および自動対処
  65. © 2020 KDDI 55 論理的な専用ネットワーク 物理的には1つの筐体や周波数でも、スライス技術を用いて論理的に独立した ネットワークを構築 伝送装置 A社様専用 A社要件適用

    基地局 A社様専用コア au用コア au要件適用 au基地局 従来 伝送装置 共用 基地局 共通コア用 仮想基盤 これから A社用リソース auサービスリソース MVNO向けリソース 同一基地局筐体 同一周波数内など 1つの物理リソースを スライスで分割 A社用リソース auサービスリソース MVNO向けリソース コア側も 物理サーバーを スライスで分割 ソフト ウェア A ソフト ウェア B ソフト ウェア C
  66. © 2020 KDDI 56 ネットワークのカスタマイズ GC局や 県TOP NC 支社NC 外部ネットワーク

    基地局 特徴づけの例: A社専用スライス WVSやKCPS に直収 特定地域のみ 無線リソース 占有 支社NCに専用 ゲートウェイ を構築 特徴づけの例: 低遅延スライス 再送処理や 送信間隔の 最適化 基地局付近に ゲートウェイと アプリサーバを構築 単一の物理ネットワーク上で、個別の設計や設定を行い、お客様が求める機能 に特化したネットワークスライスを作成
  67. © 2020 KDDI 57 ネットワークの分離 分離していない場合、互いに影響が出る 分離した場合、輻輳しても影響が出ない 鉄道の自動運転を想定し、前面展望の映像データを優先制御する場合。 ユーザーデータのゲートウェイ 一般スライス

    乗客等 自動運転の鉄道 前面展望の映像 画像・映像 SNSサイト等 鉄道の指令所 専用スライス 無線リソースを確保 専用のゲート ウェイを構築 同一NW 乗客等 自動運転の鉄道 前面展望の映像 画像・映像 SNSサイト等 鉄道の指令所 基地局 SNSへの画像アップロード等 輻輳 ネットワークを分離することで、一般スライスで輻輳しても専用スライスの通信は影響 を受けない
  68. © 2020 KDDI 58 品質の維持・管理 従来 これから GC局や 県TOP NC

    支社NC 外部ネットワーク 基地局 E2Eオーケストレーター・ サービス監視装置 監視② 低遅延 スライス A社専用スライス サービス監視装置 監 視 ① A社向けSLA 低遅延サービスSLA 品質管理KPI 監 視 今まではネットワーク全体で品質管理KPIを規定して監視・管理していたが、スライス 導入によりスライス毎にSLAを規定し、監視・自動対処
  69. © 2020 KDDI 59 商用化に向けた実証実験の取り組み サムスン電子と協力して、お客さまの用途やニーズに合わせて品質保証された通信を エンド・ツー・エンドで実現するネットワークスライシングの実証実験に成功 (2020/9/23 プレスリリース) Source:

    https://news.kddi.com/kddi/corporate/newsrelease/2020/09/23/4683.html
  70. © 2020 KDDI 60 スライスの将来像 E2Eオーケストレーター・ サービス監視装置 生成② 低遅延 スライス

    A社専用スライス 生成① A社向けSLA 低遅延サービスSLA サードパーティーのポータルからスライスの生成を可能にする議論も。実現に 向けて、ポータル向けインターフェイスやスライスの運用管理自動化が検討中 ポータル(通信事業者 or サードパーティー) お客様 入力 個別の要件(設計・設定)
  71. © 2020 KDDI 61 スライスの将来像 E2Eオーケストレーター・ サービス監視装置 生成② 低遅延 スライス

    A社専用スライス 生成① A社向けSLA 低遅延サービスSLA サードパーティーのポータルからスライスの生成を可能にする議論も。実現に 向けて、ポータル向けインターフェイスやスライスの運用管理自動化が検討中 ポータル(通信事業者 or サードパーティー) お客様 入力 個別の要件(設計・設定) ネットワークスライスにより、こ れまでコスト的に見合わなかった ユースケース特化型の個別ネット ワークをリーズナブルに提供でき る可能性が広がる。
  72. 3.Rel-16機能解説 ②ネットワーク情報の外部提供 ~NEF: Network Exposure Function~

  73. © 2020 KDDI 63 5GシステムのIoTサービス機能の一部を、サービス事業者等 の3rdパーティへ開示するための機能 NEF (Network Exposure Function)とは?

    UE (R)AN UPF AF AMF SMF PCF UDM DN N6 NRF NEF N3 N2 N4 AUSF Nausf Namf Nsmf Npcf Nnrf Nnef Nudm Naf NSSF Nnssf N9 SCP NSSAAF Nnssaaf Source: 3GPP TS23.501 5G System architecture
  74. © 2020 KDDI 64  外部エンティティであるAF(Application Function)と5Gシステムとのイ ンターフェイス  AFは通信事業者あるいはASPが運用。AFは3GPP標準化のスコープ外

    NEFのアーキテクチャ UE C-Plane NEF PCF NRF AMF SMF U-Plane UPF RAN AF DN N33 N6 サービス事業者のプラットフォーム~端末間のデータ送受信 は、DN(Data Network)~UPF間のN6参照点を介して行われる。 The Internet VoLTE交換機 (IMS)
  75. © 2020 KDDI 65  3GPPでは、NEF~AF間で端末を識別するIDとして、2種類のIDを規定  ASPが端末のID情報を用いてNEFのAPIを叩く場合、AFで端末情報を事前取得し ておく必要がある ※取得手順はAF側にて実施されるため、3GPP標準化のスコープ外

    AFで端末を識別するID ID 概要 gpsi Generic Public Subscription Identifierで、端末情報を 識別するためのID externalGroupId External Group Identifierで、GPSIと紐づく端末群を グループ単位で管理するために使用
  76. © 2020 KDDI 66 NEFの主な利用シーン 4Gエリア PCF NRF AMF グループ1

    グループ2 AF 統計情報分析、リソース分散 スライス、アプリ等の サービス・パラメータを設定 5G LANグループのプロビジョニング すき間通信のエンハンスメント 10:00 エリアA 12:00 エリアB 4G 5Gエリア移動時、 利用可能なNEF APIを通知 サービス事業者 プラットフォーム Analytics Exposure API Service Parameter API 5G LAN Parameter Provision API Background Data Transfer API Applying BDT Policy API Monitoring Event API: API support capability NEF PCF NRF AMF RAN UPF SMF API MECオフロードするトラフィックを選択 Traffic Influence API スライス1 スライス2
  77. © 2020 KDDI 67  。 NEF API一覧(Rel-16) API名 概要

    NIDD IPを使用しないC-Planeを用いたデータ伝送技術 Monitoring Event 端末のステータスをAFへ通知。用途ごとに10種類のモニタリングタイプを用意(次ページ) Device Triggering 端末とのコネクション確立、登録等で使用 CP Parameter Provisioning AFから、ASP側の用途に応じて、端末との通信パターンを変更 Resource Management of BDT すき間通信。トラフィックの輻輳状態に応じてデータを効率よく配信 Changing Chargeable Party 課金用途で使用 Session QoS QoS情報を使用してネットワーク・セッションを確立するために使用 PFD Management ASPが、アプリのPFD(Packet Flow Description)を設定 ECR Control ASPが、端末のECR (Enhanced Coverage Restriction) を設定 NP Configuration Provisioning AFで、端末のスリープモード最大許容時間、レスポンス最大許容時間等のパラメータを設定 MSISDN-less MO SMS 端末からのSMSデータを、N33参照点を介して送信 Traffic Influence AFから、オフロードするトラヒックを5Gコアネットワークに指定するために使用 Nidd Configuration Trigger NIDD API使用時、NEFからAFを介してNIDD設定のトリガリングをする場合に使用 Applying BDT Policy BDT API使用時、PCFから取得したBDT配信のポリシー情報を端末に適用する RACS Parameter Provisioning 端末のCapabilityパラメータを設定するために使用 5G LAN Parameter Provision 5G Vertical LANサービスにおける、5G LANグループのプロビジョニング LPI Parameter Provisioning 端末ロケーションのプライバシー識別パラメータのプロビジョニング ACS Parameter Provisioning BBF TR-069/TR-369を用いて5G RGの監視制御を行うACSのプロビジョニング Service Parameter AFから、アプリケーション・スライス等のサービス・パラメータをプロビジョニング Analytics Exposure AFで、端末やネットワーク状態の分析レポートを、NWDAFから取得する場合に使用 IPTV Configuration AFから、端末の加入しているIPTVの放送チャンネルのアクセス制御をする場合に使用 Mo LCS Notify API eLCS(Enhanced Location Exposure Service)を用いたロケーション情報のトリガリング
  78. © 2020 KDDI 68  。 Monitoring Event APIのモニタリングタイプ API名

    概要 UE Reachability Monitoring 端末がPSMやeDRX等の省電力機能を使用する時、端末のReachabilityを通知す るために使用 UE Availability after DDN Failure DDN(Downlink Data Notification)失敗から復帰し端末のAvailabilityを通知する ときに使用 UE Communication Failure 端末との通信失敗時、発生原因をレポートとしてAFへ通知するときに使用 UE Loss of Connectivity 端末の登録削除/データ消去の検知、発生原因の通知や、端末の最大通信不可 許容期間を超過した場合、AFへ通知するために使用 Detecting Change of SUPI- PEI Association 端末のPEI(端末識別番号)変更を通知するときに使用 Roaming Status 端末のローミングステータスの変更を通知するときに使用 Location Reporting 端末のロケーション情報を通知するために使用。AFから特定端末のロケー ション情報を取得、端末のロケーション変更時にAFへ通知等の設定が可能 Number of UEs in an Area 特定エリア内の端末数、端末情報を取得するために使用 Downlink Data Delivery Status SMF内でバッファリングしたダウンリンクデータの状態変更を、AFへ通知す る場合に使用 API support capability 在圏する端末が、別のネットワークに移動した場合、利用可能なSCEF/NEF APIを通知するために使用。※SCEFはLTE対応のExposure機能
  79. © 2020 KDDI 69  NEFでは、AFからリクエストを受信後、リクエストに格納されている情報の検証を行い、もし問題があ ればHTTPエラーコードとエラー内容をAFへ送信する。  その後、AFでは、本エラーを確認し、エラー内容に応じた対応を行う(3GPPスコープ外)。 

    3GPPではエラー内容に応じて11のレスポンスコードを規定。 エラーハンドリング UE 5GS NEF (maximumNumber OfReports = 10) N33 1. モニタリングイベントのSubscriptionリクエストを送信 (モニタリングタイプ:UE Reachability, maximumNumberOfReports = 20) 2. パラメータの検証 3. Step 1のレスポンス (エラーコード:403 Forbidden エラー内容:PARAMETER_OUT_OF_RANGE) 4. イベントハンドリング (maximumNumberOfReports = 8に設定して リトライ等) AF UDM AMF maximumNumberOfReports のパラメータが10以上でMNOの 規定範囲を超過。 下記ユースケースではAFから送信した最大レポート数のパラメー タが、MNOで規定している範囲を超えている場合を想定。 Response Codes Remarks 400 Bad Request Incorrect parameters were passed in the request. 401 Unauthorized The client is not authorized as described in IETF RFC 7235 403 Forbidden This represents the case when the server is able to understand the request but unable to fulfil the request due to errors (e.g. the requested parameters are out of range). More information may be provided in the "invalidParams" attribute of the "ProblemDetails" structure. 404 Not Found The resource URI was incorrect, for instance because of a wrong "scsAsId" field. 406 Not Acceptable The content format provided in the "Accept" header is not acceptable by the server. 411 Length Required The code indicates that the server refuses to accept the request without a Content-Length header field. 413 Payload Too Large If the received HTTP request contains payload body larger than the server is able to process, the NF shall reject the HTTP request with the HTTP status code "413 Payload Too Large". 415 Unsupported Media Type The code indicates that the resource is in a format which is not supported by the server for the method. 429 Too Many Requests The code indicates that due to excessive traffic which, if continued over time, may lead to (or may increase) an overload situation.The HTTP header field "Retry-After" may be added in the response to indicate how long the client has to wait before making a new request. 500 Internal Server Error The server encountered an unexpected condition that prevented it from fulfilling the request. 503 Service Unavailable The server is unable to handle the request.
  80. © 2020 KDDI 70  端末/ネットワーク状態の分析レポートを取得する場合に使用  AFから分析対象を設定してNEFへリクエストを送信。分析レポートを基に、統計情報分析 やエリア/スライス単位でのリソース分散等で活用 

    サポートするオペレーションはSubscription型とFetch型の2種類 Analytics Exposure API 分析種別 概要 端末のモビリティ 端末が特定エリアに在圏する時間 端末のトラフィック 端末のUP Link/Down Linkのトラフィック量 エリア混雑情報 輻輳の閾値を設定し、エリア混雑時に通知 端末異常操作 ユーザによる端末の不正利用、DDoS攻撃で使用等、異常操作を分析 QoS C-V2XでサポートするQoS Sustainability機能。AFからQoS要件を設定し、 閾値を超えた場合に通知 NWパフォーマンス NWパフォーマンスを分析。アクティブなgNBの割合、gNBのCompute リソースの使用量/メモリ使用量/ディスク使用率、端末数、PDUセッ ション確立の成功率、ハンドオーバ成功率を測定
  81. © 2020 KDDI 71 混雑度 Middle 混雑度 High Analytics Exposure

    API(エリア混雑情報取得) 1. 分析レポートのSubscription リクエストをを送信 エリアAが混雑してき たら、通知が欲しい AF NEF 5GS エリアA 分析種別:RAN混雑度 分析対象エリア:エリアA 混雑レベル閾値:High 3. Step 1のレスポンスを送信 N33 4. エリアAの混雑度のモニタリング開始 NWDAF 2. リクエストを検証 分析対象エリア:エリアA 混雑レベル閾値:High 5. エリアAの混雑度がHighになったことを検知 NWDAF 6. 分析レポートを送信 分析対象エリア:エリアA 混雑レベル閾値:High 6. 分析レポートのNotificationを送信 7. Step 1のレスポンスを送信 8. イベントハンドリング(トラフィックの迂回等)
  82. © 2020 KDDI 72 Analytics Exposure API (NWパフォーマンス情報取得) 1. 分析レポートのSubscription

    リクエストをを送信 エリアAの今夜10-11時のgNBの パフォーマンス情報を取得したい。 AF NEF 5GS エリアA 分析種別:NWパフォーマンス 分析時間:22:00-23:00 エリア:エリアA 分析内容:アクティブなgNBの割合 3. Step 1のレスポンスを送信 N33 4. エリアAのNWパフォーマンスのモニタリング開始 NWDAF 2. リクエストを検証 分析対象エリア:エリアA 分析時間:22:00-23:00 エリア:エリアA アクティブなgNBの割合:90% 信頼度:80% 6. 分析レポートを送信 6. 分析レポートのNotificationを送信 7. Step 1のレスポンスを送信 8. イベントハンドリング(トラフィックの迂回等) 分析対象エリア:エリアA 分析時間:22:00-23:00 エリア:エリアA アクティブなgNBの割合:90% 信頼度:80% 分析を未来の時間に設定した場合は、想定ベースのレポートが出力 される。このためNWDAFではレポート信頼度をレポートに含める。
  83. © 2020 KDDI 73 Analytics Exposure API (リソース構造) analyEventsSubs Analytics

    Exposure analyEvent analyEventFilterSubsc locationArea appIds exptAnaType 分析対象のイベントタイプ(UEモビリティ分析、UEトラフィック分析、 UE異常動作分析、NW混雑分析、QoS分析、NWパフォーマンス分析) HTTP POST method 分析対象イベントのフィルタ条件 excepIds exptUeBehav reptThlds ロケーション アプリケーションID UEの分析種別 exptAnaType に紐づくIDリスト UEの動作 混雑レベルの閾値 snnsai qosReq qosFlowRetThds ranUeThrouThdsl nwPerfReqs extraReportReq TargetUE ネットワーク・スライス選択支援情報 QoS要件 QoS flowの閾値 RAN UEのスループットの閾値 NWパフォーマンス要件 追加の分析要件 分析対象のUE analyRepInfo NEFから送信されるレポート要件 notifUri notifId suppFeat Notification Correlation ID NEF付加機能 Notification送信先のURI 分析イベントのサブスクリプション情報 analyEventsNotif Analytics Exposure 分析対象のイベントタイプ HTTP POST method ueMobilityInfo UE_MOBILITYの分析イベントを表示 notifId analyEvent timeStamp イベントを取得した時刻情報 Notification Correlation ID ueCommInfos UE_COMMの分析イベントを表示 abnormalInfo ABNORMAL BEHAVIORの分析イベントを表示 congestInfo CONGESTIONの分析イベントを表示 qosSustainInfos nwPerftInfos QOS_SUSTAINABILITYの分析イベントを表示 NETWORK_PERFORMANCEの分析イベントを表示 取得した分析イベント情報 expiry 分析情報の有効期限 AFからNEFへのSubscriptionリクエスト NEFからAFへのNotificationリクエスト フィルタ条件を設定して、取得対象のレ ポート要件を細かく設定する事が可能。
  84. 3.Rel-16機能解説 ③ネットワークデータ分析 ~NWDAF: Network Data Analytics Function~

  85. © 2020 KDDI 75 NWDAF(Network Data Analytics Function)とは • TS23.501に規定された内容:

     NFおよびAFからのデータ収集  運用管理システムからのデータ収集  NFおよびAFへのNWDAFサービス登 録とメタデータ提供  NFおよびAFへの分析情報のプロビ ジョニング • 詳細はTS23.288に規定 Nnf NWDAF Any NF Nnwdaf Any NF NWDAF Nnf I/Fを介したNFからのデータ収集 Nnwdaf I/Fを介したNFへの分析情報提供 Source: TS 23.288 v16.5.0 4.2章
  86. © 2020 KDDI 76 9つの機能 #項目 扱われる情報 情報提供先 情報入手元 1分析情報の提供

    分析対象の端末、分析情報ID、閾値、分析時間(スタート・ストッ プ)、分析の精度 などを提供する情報に付与して出力 NF、OAM、 AF(NEF経由) ー 2データ収集 NFがもっている端末関連の情報(端末個別あるいは端末グループ の動きのデータ、など) OAM関連: -5GRAN、5G Coreのパフォーマンス測定情報(TS28.552) -5G E2E KPI(TS28.554) -Genericなパフォーマンス保証と障害監視(TS28.532) -パフォーマンス管理(TS28.550) -障害監視(TS28.545) ー AMF、SMF、 PCF、UDM、 AF(NEF経 由)、NRM、 OAM、 3NWデータ分析に 関するスライス負 荷レベル NFに対しスライスインスタンスレベルでの負荷情報を提供。スライス特 有のNWステータス分析情報を提供 • 負荷レベル情報 • S-NSSAI、NSI ID(※スライス関連の識別子) • 負荷レベルの閾値 NF(PCF、 NSSF等) Rel-16対象 外
  87. © 2020 KDDI 77 9つの機能 #項目 扱われる情報 情報提供先 情報入手元 4NWデータ分析に

    関するサービスエク スペリエンス 特定アプリに対するNW品質に関する評価値:MOS(mean opinion score)設定の上、それに対するサービスエクスペリエンス 統計および予測(スライスに登録された全端末、端末グループ単 位)を出力する。下記情報を元に生成: AFからの収集データ:アプリID、IPフィルタ情報、アプリロケーション、 QoE、タイムスタンプ NFからの収集データ:タイムスタンプ、ロケーション、SUPIリスト、 DNN、S-NSSAI、アプリID、IPフィルタ情報、QFI、QoSフローの ビットレート・パケット遅延、パケット送信数・再送数 OAMからの収集データ:タイムスタンプ、RSRP、RSRQ、SINR NF、OAM NF:ネットワー ク関連情報 AF:サービス データ 5NF負荷分析 各NF instanceの負荷情報を統計、予測の形式で提供 各NFの負荷・ステータス・リソース使用状況・リソース設定状況・トラ フィック使用レポートを収集して分析結果を提供 NF、OAM NRF、UPF、 OAM 6NWパフォーマンス 分析 RANのステータス情報、リソース使用率、通信パフォーマンス、モビリ ティパフォーマンスの統計・予測 NF、OAM NRF、AMF、 OAM
  88. © 2020 KDDI 78 9つの機能 #項目 扱われる情報 情報提供先 情報入手元 7端末関連分析

    端末モビリティ分析、端末通信分析、端末の挙動パラメータ、不審 動作 などの端末関連分析を提供。 アプリ単位/スライス単位/DNN単位/特定エリア単位など粒度を指 定可能 NF、OAM AMF、SMF、 OAM、AF 8ユーザーデータ混 雑分析 特定エリアあるいは特定ユーザ単位で、ワンタイムでも継続的でも報 告可能(インプリマター)。分析依頼側(Consumer)が閾値 や対象スライスを指定可能(インプリマター) NF、OAM AMF、OAM 9QoS持続可能性 分析 QoSの変更の分析情報をQoS要件(5QI、QoS特性アトリビュー ト(リソースタイプ、PDB、PERなど)や特定エリア単位、スライス単 位で指定して提供 端末スループット(RLCレベルのペイロードデータ量)、QoSフロー のリテイナビリティなどの情報を収集 NF、OAM OAM
  89. © 2020 KDDI 79 フロー例(機能4:サービスエクスペリエンス) NF (consumer) NWDAF NEF AF

    2a. Naf_EventExposure_Subscribe (Event ID=Service Experience information) 2b. Nnf_EventExposure_Subscribe (Event ID) 1. Nnwdaf_AnalyticsInfo_Request (Analytics ID = Service Experience) 2a. Naf_EventExposure_Notify 2b. Nnf_EventExposure_Notify 3. Nnwdaf_AnalyticsInfo_Request Response (estimated Service Experience) NF (network data provider) 2c. NWDAF derives requested analytics for an Application 1. サービス要求元のNFが NWDAFに対しサービスエクス ペリエンス情報の分析・提供を リクエスト 2. NWDAFからAFやNFにサービ スエクスペリエンス分析のため の情報提供をリクエスト。2aは 相手がAFの場合(NEF経 由)、2bは相手が5GC NFの 場合。2cでNWDAFが分析を 実行 3. 分析結果を返答
  90. © 2020 KDDI 80 フロー例(機能4:サービスエクスペリエンス) NF (consumer) NWDAF NEF AF

    2a. Naf_EventExposure_Subscribe (Event ID=Service Experience information) 2b. Nnf_EventExposure_Subscribe (Event ID) 1. Nnwdaf_AnalyticsInfo_Request (Analytics ID = Service Experience) 2a. Naf_EventExposure_Notify 2b. Nnf_EventExposure_Notify 3. Nnwdaf_AnalyticsInfo_Request Response (estimated Service Experience) NF (network data provider) 2c. NWDAF derives requested analytics for an Application 1. サービス要求元のNFが NWDAFに対しサービスエクス ペリエンス情報の分析・提供を リクエスト 2. NWDAFからAFやNFにサービ スエクスペリエンス分析のため の情報提供をリクエスト。2aは 相手がAFの場合(NEF経 由)、2bは相手が5GC NFの 場合。2cでNWDAFが分析を 実行 3. 分析結果を返答 NEFとNWDAFを組み合わせること で、モバイルネットワークの様々 な情報を、通信事業者以外のプレ イヤーも利活用できる。
  91. 3.Rel-16機能解説 ④Non-Public Network

  92. © 2020 KDDI 82 NPN (1)Stand-alone NPN (SNPN) • ローカル事業者が、独自に設備を構築して

    サービスを提供する方式 (2)Public network integrated NPN (PNI NPN) • ローカル事業者が、既存事業者の設備を用い サービスを提供する方式 NPN(Non-Public Network)では5GシステムをプライベートNWとして利用する仕組み。 (1)Stand-alone NPNと(2)Public network integrated NPNの2種類が3GPPで規定されている • WLANアクセスを5Gコアに接続する技術相当 • 4Gコアとのインターワークはサポート外 • ネットワークスライスを利用可能 • 端末は通信事業者への加入が必要 • Closed Access Group(CAG)機能によりアクセス制御(NPN サービス提供エリアの限定)が可能
  93. © 2020 KDDI 83 【参考】Rel-16で規定された仕様 SNPN PNI-NPN 識別子 PLMN IDとNetwork

    ID(NID)の組合せ スライスID、CAG ID(オプション) ブロード キャスト情報 5G-RANから、1つ以上のPLMN ID、PLMN毎のNIDリスト、NID毎の可 読なネットワーク名(オプション)、対象外端末のアクセスを防ぐ情報 (オプション)をブロードキャスト CAG基地局から、PLMN毎の1つ以上のCAG ID、可読なネットワーク名(オ プション)をブロードキャスト 端末コンフィグ、 サブスク リプション Subscriber ID(SUPI)でコンフィグ。対象端末はSNPNアクセスモード (SNPNのみにアクセス可)を持つ。アクセスモードがオフの場合、 PLMNを探索。 NPNのCNにより管理(つまり、NPNが独自にDBを持つ。) PLMNに対するサブスクリプションを持つ。CAG IDによるコンフィグ 端末は最後に利用したCAG情報を保持する ネットワーク 選択 SNPNアクセスモードの場合、利用可能なPLMN IDとNIDリストを読込 む。自動選択では利用可能なSNPNへ接続を試み(複数の場合はインプ リ時の優先度に応じて)、手動の場合は可読なネットワーク名を表示す るなどして選択してもらう 自動/手動ネットワーク選択については、TS 23.122を参照 アクセス制御 端末の接続が許可されない場合、AMFが適切なCause codeでReject。 Rejectされた端末は対象のNIDを一時的または恒久的な回避対象リスト に入れる Allowed CAGリストによるモビリティ制限が可能 CAGの許可がない端末からのリクエストの場合は、AMFは適切なCause codeでReject。CAGへの接続のみ許可される端末からの対象外の基地局への リクエストの場合も、AMFは適切なCause codeでReject。端末移動先のNG- RANのCAGが許可されない場合、元のNG-RANはHandoverを行わない 基地局選択 SNPNアクセスモードの場合、対象の基地局のみ選択可能 自動/手動ネットワーク選択については、TS 38.304を参照 NPN経由PLMN へのアクセス SNPNをUntrusted non-3GPPアクセス網として扱う。N3IWFを介して 5GCに接続する構成が可能 - PLMN経由NPN へのアクセス 上記の逆パターン(オペレータ網経由でSNPN接続)も定義 - 緊急サービスサ ポート 非サポート CAG基地局内でサポート
  94. © 2020 KDDI 84 NPNの利用シナリオ 5G-ACIAでは設備の共用度に応じ、4つのNPN利用シナリオに分類 シナリオ1 (基地局/コア専用) シナリオ2 (基地局共用、コア専用)

    シナリオ3 (Uplane専用、それ以外共用) シナリオ4 (基地局/コア共用) Source:5G-ACIA White Paper “5G Non-Public Networks for Industrial Scenarios”  各利用シナリオで、導入の容易さや通信品質設定の柔軟性等の観点でPros/Consあり  各々のユースケース(工場内での生産ラインの制御やセンサによる監視 等)に応じて利用 シナリオの選択が可能 実線はデータ信号 破線は制御信号 加入者DB U-plain C-plain 導入の容易さ 易 難 設定の柔軟性 高 低
  95. © 2020 KDDI 85 【参考】スマートファクトリにおけるシナリオの例 Source:5G-ACIA White Paper “5G for

    Connected Industries and Automation” シナリオ3: U-plain専用、それ以外共用 従業員作業の リモート支援 監視 生産ラインの制御 シナリオ1: 基地局/コア専用 制御には低遅延性が求められるため、 通信品質の設定が柔軟なシナリオ1 シナリオ4: 基地局/コア共用 センサによる監視は高い通信品質を 必要とせず、導入が容易なシナリオ4
  96. © 2020 KDDI 86 利用シナリオに応じたデプロイ デプロイには3つのオプションがあり、事業者のスライス利用も想定されている シナリオ1 (基地局/コア専用) シナリオ2 (基地局共用、コア専用)

    シナリオ3 (Uplane専用、それ以外共用) シナリオ4 (基地局/コア共用)  NPNのデプロイオプションは3つ ① 完全にスタンドアローンで構築される場合(SNPN):シナリオ1 ② 通信事業者によりホストされる場合(PNI-NPN):シナリオ2~4 ③ 通信事業者が用意するスライスとして提供される場合(PNI-NPN):シナリオ3、4 Source:5G-ACIA White Paper “5G Non-Public Networks for Industrial Scenarios” 実線はデータ信号 破線は制御信号 加入者DB U-plain C-plain 専用周波数 MNO周波数 MNO周波数 MNO周波数 NID PLMN ID CAG ID CAG ID CAG ID SUPI ※基地局共用では、5G Multi-Operator Core Network (5G MOCN) のみサポート
  97. © 2020 KDDI 87 • 端末は通信事業者網とローカル事業者網への同 時接続可能 • 端末ポリシーにより通信事業者網 orローカル事

    業者網経由でコンテンツ配信制御が可能 • 配信前に、ASP-ローカル事業者網-通信事業者 網間で転送ポリシーをネゴシエート (利用シナリオ) • イベント会場に設置されたローカル事業者網で 映像コンテンツを配信 • 事前にイベントの開催時間を端末ポリシーに設 定可能 Rel-17で議論中のソリューション プロ向け映像コンテンツをNPNで取り扱うソリューション 図:通信事業者網経由で配信されるトラフィック 図:ローカル事業者網経由で配信されるトラフィック イベント会場 を想定
  98. 3.Rel-16機能解説 ⑤5GCが実現するセッション管理

  99. © 2020 KDDI 89  UL-CLはUplink Classifierの略。フィルタルールに従いパケットを振り分ける UPFの機能  5Gシステムでは同一セッションで複数のデータネットワークに同時接続可能。

    効率的なサービス提供が可能に UL-CL RAN AMF SMF UPF (UL-CL) データNW2 UPF (PSA1) UPF (PSA2) データNW1 5Gコア 例:サービス提供者 のWebポータル 例:サービス提供者 の映像コンテンツ など アップリンクパケット を振り分け
  100. © 2020 KDDI 90  SSC(Session and Service Continuity)はエリアごとに接続するデータネット ワークが異なる場合、端末の移動に伴い接続先を変更可能にする技術

     SSCには3つのモードが存在 SSC モード IPアドレス継続性 遅延 接続先変更時の瞬断 モード1 (4G同様) ◦ △(場所による) ◦ モード2 × ◦ ×(瞬断あり) モード3 × ◦ ◦
  101. © 2020 KDDI 91  SSCモード1はエリアによらず1か所のネットワークに接続する方式  通常にインターネット接続に用いられる SSCモード1 RAN

    AMF SMF UPF UPF データNW 5Gコア RAN 移動 PDUセッション設定時から アンカーポイント・IPを 継続 IP1
  102. © 2020 KDDI 92 SSCモード2  SSCモード2は端末がエリア1に紐づくデータネットワーク1からエリア2に移動した 場合、それに紐づくデータネットワーク2に再接続する方式  セッションの再接続のため瞬断が発生する

    RAN AMF SMF データNW2 UPF UPF データNW1 5Gコア RAN 移動 IP2 IP1 (1)SMFの指示により PDU セッションを解放 (2)新たにPDUセッションを 確立
  103. © 2020 KDDI 93 SSCモード3  SSCモード3は端末がエリア1に紐づくデータネットワーク1からエリア2に移動 した場合、データネットワーク1への接続を維持したまま、それに紐づくデータ ネットワーク2に再接続するMake Before

    Breakを採用した方式 RAN AMF SMF データNW2 UPF UPF データNW1 5Gコア RAN 移動 IP2 IP1 (1)端末が移動しても PDUセッションを維持 (2)新たにPDUセッションを 確立 (3)古いPDUセッションを 解放
  104. © 2020 KDDI 94 Agenda 1. KDDI 5Gネットワークのいま 2. “いま”の5Gとは?

    3. Rel-16機能解説 ① ネットワーク・スライシング ② ネットワーク情報の外部提供 ③ ネットワークデータ分析 ④ Non-Public Network 4. まとめ
  105. © 2020 KDDI 95 KDDI、頑張って5Gのネットワーク広げてま す! “5G”のいま≒現実 “完成した”5G規格とは?~3GPP最新リリー ス Rel-16新機能~

    まとめ
  106. ご清聴、ありがとうございました。

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