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【NTT Com】国内初 ローカル5GにおけるRANスライシング技術によるエンド・ツー・エンド QoS制御
[23/03/30]
提供元：@Press
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NTTコミュニケーションズ株式会社(以下 NTT Com)は、ローカル5Gにおいて国内初となる無線区間（以下 RAN(※1)）でのスライシング技術(※2)（以下 RANスライシング技術）の検証に成功しました。またRANを含む5Gネットワーク（以下、5G NW）〜WANまでのエンド・ツー・エンド(以下 E2E)スライシング検証を実施し、異なるNW要件が必要なIoT端末を複数台接続し、QoS制御(※3)が可能な事を確認しました。
画像1: https://www.atpress.ne.jp/releases/350974/img_350974_1.png
1. 背景
産業界においては、画像/映像や位置情報等様々なセンシング情報をWi-Fiなど無線NWを用いてMEC(※4)やクラウドに転送、各種データを連携、AI解析するなどし、サービスや生産の効率/品質を向上させる等の取組みが積極的に進められています。しかしながら、遅延の少なさや高速大容量通信など各種機器が求めるNW要件はそれぞれ異なっており、各種機器それぞれのNW要件を満たす無線NWの提供が課題となっています。
NTT Comは、上記課題の解決に向け、モバイル技術を自営無線NWとして利用できるローカル5Gを用い、RANスライシング技術を適用するシステムの開発/検証を行ってきました。この度、RANでのスライシングやQoS制御技術を確立するとともに、5G NWとWANとのスライス/QoS連携制御させることにも成功しました。
2. ローカル5GにおけるRANスライシング技術
RANスライシング技術（以下 本技術）は、論理分割とQoS制御の2つの技術要素から構成されます。本技術を使用しない場合、同一無線エリアに在圏する端末ですべての無線リソースをシェアするため、本来優先させるべき映像伝送等の通信が他の通信に圧迫され、遅延やデータ欠落が発生する場合があります。
この様な課題に対し、本技術を適用することで、論理的に通信特性毎に無線リソースを分割することで通信品質を確保し、更にはその分割された無線リソース内でQoS制御を行うことにより、細やかな制御が可能となります。
画像2: https://www.atpress.ne.jp/releases/350974/img_350974_2.png
３. RANスライシング技術によるE2E QoS制御検証
RANにおいて通信品質を制御が可能となったとしても、実際の通信が最終的にMEC等まで伝送されていく過程で遅延やデータ欠落が発生しては意味がありません。NTT Comではこれまでに5GネットワークにおいてRAN以外(5Gコア、WAN)のスライシング技術に対しても検証してきました。この度、RANスライシングが実現できたことで、NTT Comが得意とするWANにおけるトラフィック制御と連携し、E2EスライシングとQoS制御が可能となりました。
画像3: https://www.atpress.ne.jp/releases/350974/img_350974_3.png
４. 今後の取り組み
本技術の検証環境を共創環境として提供、パートナー企業との具体的なアプリケーション検証、実用性の評価を実施します。
更に、これらQoS制御をオーケストレータにより、IoT端末の利用状況に応じて、動的にコントロールする事で、ネットワークリソースを効果的に活用する技術開発も進めていきます。
(※１): RANとは、Radio Access Networkの略で、無線レイヤーの制御を行う基地局などで構成されるネットワークです。
(※２): スライシング技術とは、高速大容量・高信頼低遅延・多数同時接続などの様々な用途に応じてネットワークを分割し、それぞれの要件を満たすサービスを提供する技術です。
(※３): QoS制御とは、Quality of Service制御の略で、通信品質を制御するためにパケットの優先転送などを行う技術です。
(※４): MECとは、Multi-access Edge Computingの略で、端末(ユーザー)により近い位置にサーバー等を設置し低遅延でサービスの提供が可能です。
(※5): NSSAIとは、Network Slice Selection Assistance Informationの略で、ネットワークスライシングを実現するためのスライス識別子です。
(※６): UPFとは、User Plane Functionの略で、ユーザーデータのパケット転送等を行う5Gコアネットワーク機能の1つです。
(※７): DSCPとは、Differentiated Services Code Pointの略で、IPパケットで優先制御を行う際にパケットの優先度を示す値です。
(※８): 5QIとは、5G QoS Identifierの略で、5Gネットワークで使用される品質識別子です。
■関連リンク
・NTT Com ローカル5G公式ページ
https://www.ntt.com/about-us/5g.html
・ローカル5G導入から運用まで支援するサービスを提供開始
https://www.ntt.com/about-us/press-releases/news/article/2021/0330_2.html
・Sub-6帯・スタンドアローン(SA)方式による本格的ローカル5Gの提供に向けた低遅延通信、エンド・ツー・エンドスライシング機能の実証実験を開始（2020年10月13日）
https://www.ntt.com/about-us/press-releases/news/article/2020/1013_2.html
画像1: https://www.atpress.ne.jp/releases/350974/img_350974_1.png
1. 背景
産業界においては、画像/映像や位置情報等様々なセンシング情報をWi-Fiなど無線NWを用いてMEC(※4)やクラウドに転送、各種データを連携、AI解析するなどし、サービスや生産の効率/品質を向上させる等の取組みが積極的に進められています。しかしながら、遅延の少なさや高速大容量通信など各種機器が求めるNW要件はそれぞれ異なっており、各種機器それぞれのNW要件を満たす無線NWの提供が課題となっています。
NTT Comは、上記課題の解決に向け、モバイル技術を自営無線NWとして利用できるローカル5Gを用い、RANスライシング技術を適用するシステムの開発/検証を行ってきました。この度、RANでのスライシングやQoS制御技術を確立するとともに、5G NWとWANとのスライス/QoS連携制御させることにも成功しました。
2. ローカル5GにおけるRANスライシング技術
RANスライシング技術（以下 本技術）は、論理分割とQoS制御の2つの技術要素から構成されます。本技術を使用しない場合、同一無線エリアに在圏する端末ですべての無線リソースをシェアするため、本来優先させるべき映像伝送等の通信が他の通信に圧迫され、遅延やデータ欠落が発生する場合があります。
この様な課題に対し、本技術を適用することで、論理的に通信特性毎に無線リソースを分割することで通信品質を確保し、更にはその分割された無線リソース内でQoS制御を行うことにより、細やかな制御が可能となります。
画像2: https://www.atpress.ne.jp/releases/350974/img_350974_2.png
３. RANスライシング技術によるE2E QoS制御検証
RANにおいて通信品質を制御が可能となったとしても、実際の通信が最終的にMEC等まで伝送されていく過程で遅延やデータ欠落が発生しては意味がありません。NTT Comではこれまでに5GネットワークにおいてRAN以外(5Gコア、WAN)のスライシング技術に対しても検証してきました。この度、RANスライシングが実現できたことで、NTT Comが得意とするWANにおけるトラフィック制御と連携し、E2EスライシングとQoS制御が可能となりました。
画像3: https://www.atpress.ne.jp/releases/350974/img_350974_3.png
４. 今後の取り組み
本技術の検証環境を共創環境として提供、パートナー企業との具体的なアプリケーション検証、実用性の評価を実施します。
更に、これらQoS制御をオーケストレータにより、IoT端末の利用状況に応じて、動的にコントロールする事で、ネットワークリソースを効果的に活用する技術開発も進めていきます。
(※１): RANとは、Radio Access Networkの略で、無線レイヤーの制御を行う基地局などで構成されるネットワークです。
(※２): スライシング技術とは、高速大容量・高信頼低遅延・多数同時接続などの様々な用途に応じてネットワークを分割し、それぞれの要件を満たすサービスを提供する技術です。
(※３): QoS制御とは、Quality of Service制御の略で、通信品質を制御するためにパケットの優先転送などを行う技術です。
(※４): MECとは、Multi-access Edge Computingの略で、端末(ユーザー)により近い位置にサーバー等を設置し低遅延でサービスの提供が可能です。
(※5): NSSAIとは、Network Slice Selection Assistance Informationの略で、ネットワークスライシングを実現するためのスライス識別子です。
(※６): UPFとは、User Plane Functionの略で、ユーザーデータのパケット転送等を行う5Gコアネットワーク機能の1つです。
(※７): DSCPとは、Differentiated Services Code Pointの略で、IPパケットで優先制御を行う際にパケットの優先度を示す値です。
(※８): 5QIとは、5G QoS Identifierの略で、5Gネットワークで使用される品質識別子です。
■関連リンク
・NTT Com ローカル5G公式ページ
https://www.ntt.com/about-us/5g.html
・ローカル5G導入から運用まで支援するサービスを提供開始
https://www.ntt.com/about-us/press-releases/news/article/2021/0330_2.html
・Sub-6帯・スタンドアローン(SA)方式による本格的ローカル5Gの提供に向けた低遅延通信、エンド・ツー・エンドスライシング機能の実証実験を開始（2020年10月13日）
https://www.ntt.com/about-us/press-releases/news/article/2020/1013_2.html
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