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5GNR 3GPP 5G標準化 Non-Standalone NSA Standalone EPC

2018年06月23日 22時09分32秒 | 5G

5G NR標準仕様の初版策定が完了 3GPP






5G NRの標準仕様(Release15)を策定した3GPP 2017年12月21日  出典 3GPP 

 2017年12月21日、「3GPP TSG RAN Plenary」は、5G NR標準仕様の初版の策定が完了し、技術仕様を公表した。
 今回策定されたのは、5G NRの機能のうち、LTEとの連携を行うNSA(Non-StandAlone)と呼ばれる機能を規定した。
 3GPPは、5Gの全機能の仕様を始めて規定するRelease15の完成に向けて、引き続き仕様策定の作業を進めていく予定である。
 3GPPは、「Third Generation Partnership Project, Technical Specification Group, Radio Access Network Plenary」の略称で、3GPP(移動通信システムの規格策定を行う標準化団体)における無線方式の仕様を規定する技術会合である。
「5G NR」は「5G New Radio」の略称で、3GPPが規定する5Gの無線方式である。

 12月21日の3GPP会合で策定された5GNRの仕様は、既存の4G(LTE)ネットワークのエリアの中に5Gのエリアを構築して、通信制御は4G(LTE)側のコントロールチャンネルで行うNSA(Non-Standalone)と呼ばれるネットワーク構成を前提としたものだ。
 新たな無線方式の5GNRを高度化した4G(LTE)と連携させ、一体的に動作させることで5Gサービスを実現させた。
 超高速通信、超低遅延、同時多接続が可能なミリ波等の高周波数を利用して、スモールセルで5Gユーザー・データを送受信を行い、カバレッジの広いマクロセルを使用して制御信号を4G(LTE)側でコントロールするという構成である。スモールセルのカバーエリアではない場所では、4G(LTE)がユーザー・データの送受信も担う。
 NSA方式の特徴はC-plane(ユーザー・データ)とU-plane(制御信号)を分離させたことである。これによって、移動体向けのサービスなども安定的に実現するすることが可能になった。
 5GNAで使用する周波数帯は、6GHz以下や6GHz以上のミリ波などの幅広い周波数帯への導入を想定している。
 早期導入の目指している日本や欧州など多くの国はこのNSA方式を採用するとしている。

 今回、3GPPでは5GNRを5Gネットワークと4Gネットネットワークの双方を利用してサービスを行うNSA(Non-Standalone)方式と5Gネットワーク単独でサービスを行うSA(Standalone)方式の2種類に分け、さらにユーザー・データを送信するコアネットワークや通信制御チャンネルを5GNRと4G(LTE)のどちらを用いるかによって、4種類のオプションを想定している。
 NSA(Non-Standalone)方式と5G単独で運用するSA(Standalone)方式の5GNRの最終仕様は、2018年6月の3GPPの会合で策定される予定である。

 これを受けて、同日、世界の主要5G移動通信キャリヤー各社は、早ければ2019年に開始を予定している5Gサービスの大規模トライアルや商用展開に向けて、5G NRの開発を本格的に開始すると共同発表を行った。
 共同発表に名を連ねたのは、AT&T、BT、チャイナモバイル、チャイナテレコム、チャイナユニコム、ドイツテレコム、エリクソン、富士通、ファーウェイ、インテル、KT、LGエレクトロニクス、LG Uplus、メディアテック、NEC、ノキア、NTTドコモ、オレンジ、クアルコム、サムスン電子、SKテレコム、ソニーモバイルコミュニケーションズ、スプリント、TIM、テレフォニカ、テリア、T-Mobile USA、ベライゾン、ボーダフォン、ZTE、世界各国の主要企業が名を連ねている。


出典 新時代モバイル通信システム委員会技術検討作業班資料

 今回、策定された5GNRは、高度化させた4Gコアネットワークの中に、EPC(Evolved Packet Core)を実装し、ユーザー・データ(U-Plane)は5GNAと4G(LTE)で連携して送受信を実施し、通信制御情報(C-Plame)は4G(LTE)側がコントロールするNSA(NonStand-alone)と呼ばれる方式である。
 NSAは、既存のLTEネットワーク設備を利用して5Gサービスを実現させるので、低コストで、早期に5Gネットワークが構築可能な現実的なスキームだ。しかし、既存設備を利用するため通信速度や低遅延、同時接続可能数は限定的で、本来の5Gの要求水準を満たしていない。3GPPでは、NSA方式は暫定的なもので、SA((Stand-alone)方式に移行させていく方式と位置付けている。


出典 新時代モバイル通信システム委員会技術検討作業班資料


出典 ギガビットLTEから5G   アンリツ株式会社

▼ オプション3/オプション7 
 オプション3は、高度化させた4Gコアネットワークの中に、EPC(Evolved Packet Core)を実装し、ユーザー・データ(U-Plane)と通信制御情報(C-Plame)は4G(LTE)で、4G(LTE)側でオペレーションを行うNSA(NonStand-alone)と呼ばれる方式である。
 このオプション3の方式が、今回、策定された。
 これに対し、オプション7では、ユーザー・データ(U-Plane)は5GNAで行い、通信制御チャンネルはオプション3と同様に4G(LTE)を使用方式で、いわゆるN/C分離方式で通信環境の向上を狙う。
 5GNAの設備があるエリアでは、高速・多接続の5Gサービスを行い、4G(LTE)の設備しかないエリアでは、4G(LTE)を使用する限定的な5Gサービスを行うデュアル接続方式である。
 5GNAの設備整備が部分的に留まる初期の段階で、5Gサービスを早期に開始する最も現実的な方式である。


出典 新時代モバイル通信システム委員会技術検討作業班資料

▼ オプション4
オプション3/オプション7が、通信制御チャンネルを4G(LTE)を使用するのに対し、オプション4では、5GNAと使用する。
ユーザー・データの送受信を行うコアネットワークは、オプション3/オプション7と同様に5GNRと4G(LTE)でデュアル接続を行う。

▼ オプション2
 コアネットワーク(データ通信)と通信制御ネットワークの双方を5GNR単独で行う。SA(Standalone)方式の 5Gの要求水準を満たすサービスが、オプション2で初めて実現する。しかし、新たに5GNA設備を新たに建設しなければならないので、経費負担が大きく、かつ整備に時間が必要となる。

 3GPPでは、オプション7/オプション4/オプション2を2018年6月には策定を終えるとしている。



 5G NRの周波数帯の仕様については、日本で5G用として割り当てが検討されている3.8GHz帯や4.5GHz帯といった6GHz以下の周波数帯を対象とする「FR(Frequency Range)1」と、日・米・韓で利用が計画されている28GHz帯など6GHz以上の周波数帯向けの「FR2」の2つに分けて規定されている。
 日本では、5Gで使用する周波数帯は、3.7GHz帯(3.6~4.2GHz)と4.5GHz帯(4.4~4.9GHz)と28GHZ帯が検討されている。
 3.7GHz帯と4.5GHz帯については最大で500MHz幅、28GHZ帯では最大で2GHz幅の帯域幅の確保を目指すとしている。
 日本では情報通信審議会新世代モバイル通信システム委員会技術検討作業班は、これまでNB-IoTやLTE-Mの技術条件の検討などを進めてきたが、12月22日に開かれた第4回会合から、「5G New Radio」の「フェーズⅠ」の策定を受けて、5Gの技術条件の検討を本格化させた。
 同作業班は今年5月に取りまとめる報告書をもとに夏頃までに技術的条件を策定し、これに基づいて総務省は焦点の5G向けの新周波数を2018年度末までに割り当てる方針である。
 2018年は、2020年の5G商用サービス実現に向けて重要な年となる。


5G割り当て周波数は世界各国で異なりまとまらない  出典 新時代モバイル通信システム委員会技術検討作業班資料




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国際メディアサービスシステム研究所 International Media Service System Research Institute(IMSSR)




2018年4月18日
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廣谷  徹
Toru Hiroya
国際メディアサービスシステム研究所
代表
International Media Service System Research Institute
(IMSSR)
President
E-mail thiroya@r03.itscom.net  /  imssr@a09.itscom.net
URL http://blog.goo.ne.jp/imssr_media_2015
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ジャンル:
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