ディペンダブルな移動無線システム の構築に向けて...
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ディペンダブルな移動無線システムの構築に向けて
ソフトバンクテレコム(株)
弓削 哲也
2011年12月3日
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移動体通信の動向
3
2004 2005 2006 2007 2008 20102009
加入契約数は堅調に増加2G
1.5GHz Band2G
1.5GHz Band
3G2GHzBand
3G2GHzBand
加入契約数
(契約数:百万)
3G 契約数: 2,560万(2011年4月末)
25.6▼
15.2▼
(FY)
加入者数の増加(ソフトバンク)
2011年10月末
全事業者合計: 123,718千契約ソフトバンクモバイル: 27,146千契約
音声とデータのARPUの変化
FY07 FY08
(JPY)
FY10
- ARPUの60% はデータ- 音声からデータへの急速なシフト
FY09
音声からデータへ、PCから携帯端末へ
携帯端末携帯端末 PC音声 データデータ
Smart Phone
2009 2010 2011 2012 2013 2014
0.09
(Ebytes/month)
3.6
2009年の40倍
モバイルデータトラフィックの予測 - 全世界
出典: Cisco社資料より当社作成
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クラウドの進展
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製薬会社
病院 国民医療
クラウド
医療クラウド
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・習熟度別の学習
・情報収集
・ペーパーレス化
教科書クラウド
・最新の教科書・音声/画像・映像・よくある質問・Web情報 など電子教科書
電子教科書クラウド
*画面はハメ込み合成です
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視聴スタイルの変化 - Tablet TV
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通信と放送の融合(IPTVの例)
視聴スタイルの変化 - IPTV
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今後の情報通信のディペンダビリティ:
・ 伝送能力(大容量、低遅延)・ どこでも・ いつでも・ なんでも
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伝送能力(大容量・低遅延)
Vodafone Live Yahoo!ケータイ PCサイトブラウザ、フルブラウザ
2倍
8~10倍
加入者あたりのデータトラヒックの増加
1
動画
ゲーム
動画
音楽
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無線通信量の劇的増加
0
200000000
2005 2010 2015 2020
10年で1,000倍
20年で100万倍
62テラ
60ペタ
2005 2010 2020
※ 当社データ量予測
(年)2015
バイト/日
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どこでも
(ユビキタスネットワーク)
18
ユビキタスネットワーク
出典: NRI
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いつでも使えるネットワーク
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システム間ハンドオーバーや統合認証システムにより、シームレスなFMC環境を提供。
自宅自宅
公衆無線LAN
移動中移動中
オフィスオフィス
BBインターネット
自宅から会社のサーバーにリモートアクセス
シームレスなユビキタス環境の実現
異メディア間サービス連携
システム同期
統合認証システム
Yahoo!ケータイ ワイヤレスアシスタント
3G携帯
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どんな物でも使えるネットワーク
・M2M(Machine to Machine)
・IoT (Internet of Things)
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M2Mの条件は意外に厳しい
(環境条件)・数が多い・電波環境が必ずしも良くない
(要求条件)・絶対に切れてはいけない用途・低遅延時間が要求される用途
(設置条件)・低消費電力
(経済条件)・低コスト
ディペンダビリティが重要
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ディペンダビリティ実現のために
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基地局数の推移(SBMの例)
マクロ、ピコ、フェムトの合計数
多数のピコおよびフェムトセルを建設中
Vodafone Japan
21,000
SoftBank Mobile
122,000
FY
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無線技術の進展(最大速度)
・LTE : 100M
・WiMAX : 40M
・XGP : 20M
・4G : 1G
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データサ―ビス(非リアルタイム)
マクロ局
Femto
マイクロ局
MailWeb
トラフィックのオフローディング
Game Streaming Movie
高機能データサービス(リアルタイム)
Traffic offloading
Wi-Fi
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レガシーネットワークからIPネットワークへ
IP
マイグレーション
レガシーNW
Macro cellMacro cell
ATM
基地局(音声交換・データ)
回線交換網
IP
Micro cell Femto cell
IP NW
Macro cell
基地局(VoIP ・Data)
パケット交換網
IPネットワークへの統合
IPマイグレーションにより90%のコスト削減を目指す
高価 安価
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LTE-Advanced要求条件 ①
Rel-8 LTE LTE-Advanced
下り 300Mbps 1Gbps
上り 75Mbps 500Mbps
Rel-8 LTE LTE-Advanced
下り15 bps/Hz
(4 streams)
30 bps/Hz
(8 streams)
上り3.75 bps/Hz
(1 streams)
15 bps/Hz
(4 streams)
IMT-Advanced
15 bps/Hz
(4 streams)
6.75 bps/Hz
(2 streams)
ピークデータレート
ピーク周波数利用効率
出典:高度無線通信研究委員会資料
Rel-8 LTE LTE-Advanced
接続遅延 100msec以下 50msec以下
伝送遅延 5msec以下Rel-8 LTEと同等以
下
IMT-Advanced
100msec以下
10msec以下
遅延
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小セル化
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フェムトセルフェムトセル100m以内
ピコセルピコセル100m以上
マイクロセルマイクロセル数km以下
マクロセルマクロセル数km~数十km以下
・ 中容量の回線容量・ 数W以上の出力
・ 大容量の回線容量・ 数十W以上の出力
・ 中小容量の回線容量・ 数W以下の出力
・ 小容量の回線容量・ 数十~数百mWの出力
2010年代
◆フェムトセルにより、増大したトラフィックを固定網へ吸収◆「1人1NW」を発想とした、よりパーソナルに近づいた 「超高速・大容量NW」を実現
小セル化の進展
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マイクロセル/ピコセル
フェムトセルマクロセル
ピコセルとフェムトセルの急拡大
マイクロセルおよびフェムトセルの導入
爆発的なトラフィック増加への対応 - 小セル化
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• 基本的に移動ユーザー用• 低トラフィックサービス
• ブロードバンドユーザー用
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・競合する目標の実現: 移動性vs伝送容量
階層型セル構造
マクロ層
マイクロ/ピコ層
フェムト層
レイヤ間ハンドオーバー
Browser Mail
Game Movie Live
・フラットなセル構成では限界 ⇒ 階層型セル構造へ
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・膨大な数のピコセルとフェムトセルの最適化
e.g., 自律的な隣接セル検知
・ピコセル層とフェムトセル層における干渉低減
e.g., 自律的な基地局送信電力制御
SON (Self Organizing Network)
ピコセル/フェムトセル層にはSONが必要
階層型セル構造の管理
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今後の無線技術の高度化
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隣接基地局間CoMP
- 隣接基地局間 CoMP (セルエッジでのスループット改善)
- 広域 CoMP (セルの総合スループット改善)
広域 CoMP
BS #1 BS #2
隣接基地局CoMP
隣接基地局CoMP
BS #1 BS #N
送信電力の最適制御送信電力の最適制御隣接基地局から同時送信隣接基地局から同時送信
広域CoMP広域
CoMP
基地局間の協調
*CoMP: Coordinated multipoint transmission/reception
200200 MbpsMbps
W-CDMA 2.1GHz
LTE 700/900MHz
Advanced XGP 2.5GHz
高度な伝送技術の採用で2~5倍の伝送容量を実現
負荷の軽い無線システムを選択し、複数同時使用
W-CDMA 2.1GHz
LTE 700/900MHz
DC-HSPA 1.5GHzAdvanced XGP 2.5GHz
BWA 1.9GHz
WiFi 2.4GHz
スペクトラム共用
ヘテロジーニアスタイプ
2010 2020 2030 2040 2050年
マルチモード端末
ソフトウェア無線端末
コグニティブ無線端末
携帯情報端末携帯端末
複数無線方式対応 - ヘテロジーニアスネットワーク
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災害対策
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マクロセル層
マイクロ/ピコ/フェムトセル層
緊急時無線中継層
基地局への伝送回線断⇒隣接マクロセルからの無線回線によりバックアップ
マクロセル層を使った無線伝送
コア NW
バックホール回線
階層型セルによる災害対応
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まとめ
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■小セル化・小規模基地局(Femto,Light Radio など)・オフローディング・SON
■複数無線方式対応
■IP化
■低消費電力化
ディペンダビリティの確保
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• 小規模基地局
多数の基地局を様々な場所に設置小さく、安価で、低消費電力な基地局を実現
– 例えば、光と無線の複合VLSI
• 複数無線方式対応
複数の無線方式に対応した端末
小さく、安価で、低消費電力な端末を実現– 例えば、マルチバンド/マルチ無線インタフェース対応VLSI
VLSI技術に期待される効果
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将来に向けて
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Real World
Access Network
Cyber World
将来ネットワークのコンセプト
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高度なデバイス高度なデバイス
高速、高機能な高速、高機能な
ネットワークネットワーク
モバイルへの対応モバイルへの対応
(FMC、ユビキタス)(FMC、ユビキタス)
ネットワーク型サービスネットワーク型サービス
(クラウドなど)(クラウドなど)
今後のICT
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End of Presentation,
Thank you.