3GPP最新モバイルネットワークの全体像－ 5G Phase1標準仕様の概要 －

TTC 移動通信網マネジメント専門委員会 委員長

(ソフトバンク株式会社)

横田 大輔

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5G仕様を標準化する3GPPとは？

• 3GPP = Third Generation Partnership Project の略。

• W-CDMA技術ベースの3G移動通信システムの国際仕様策定のために設立された標準化団体(パートナー)間のプロジェクト。2G GSMやIMS仕様策定の吸収、4G LTEや5G仕様策定など、領域を拡大中。

• パートナーの７標準化団体は、TTC(日本の情報通信技術委員会)の他、ARIB(日本の電波産業会)、ATIS(米国)、CCSA(中国)、ETSI(欧州)、TSDSI(インド)、TTA(韓国)。

• 2019年9月4日現在、683社のIM(Individual Member)を抱える。

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3GPPの組織構成

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TSG RAN

Radio Access Network

RAN WG1

Radio Layer 1

RAN WG2

Radio Layer 2

Radio Layer 3 RR

RAN WG3

lub, lur, lu, O&M

RAN WG4

Radio Performance

Protocol aspects

RAN WG5

Mobile Terminal

Conformance Testing

RAN WG6

GSM EDGE

Radio Access Network

TSG SA

Service & Systems Aspects

SA WG1

Services

SA WG2

Architecture

SA WG3

Security

SA WG4

Codec

SA WG5

Telecom Management

SA WG6

Mission-critical applications

TSG CT

Core Network & Terminals

CT WG1

MM/CC/SM (lu)

CT WG3

Interworking with external

networks

CT WG4

MAP/GTP/BCH/SS

CT WG6

Smart Card Application

Aspect

5Gシステムアーキテクチャ仕様を策定

5Gコアネットワークプロトコルを策定

RAN SA CT

5G無線インタフェース仕様を策定

5G標準の段階的リリース

• 3GPP Release 15 (5G Phase 1)• 最初の5G無線＆コアネットワーク仕様

• LTE用コアNWのEPCを用いたNSA(Non Stand Alone)仕様含む

• 3GPP Release 16 (5G Phase 2)• 5G無線：無線効率の向上など

• 5Gコアネットワーク：URLLCやIoTのサポート、機能拡張など

• 3GPP Release 17• 目下、更なる機能拡張に向け、標準化案件を優先順位付け中

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☞

5G標準化スケジュール

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2017 2018 2019

Rel-15Stage 1

Rel-15 Stage 2

Rel-15 Stage 3Rel-15 ASN.1

Rel-16 Stage 1

Rel-16 Stage 2

Rel-16 Stage 3Rel-16ASN.1

3GPP Release-15(5G Phase 1)

3GPP Release-16(5G Phase 2)

Today

2020

Rel-17

5G標準化に当たっての3GPPの期待

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これまでの3GPPシステムは

1つの画一的なシステムで

あらゆるニーズに応えるもの

A ‘one size fits all’ system

これからの5Gシステムは

異なるニーズに同時に応えるために

より最適化された柔軟なものRef. 3GPP TR 22.864 V15.0.0 Section 5.1.1

5Gシステムアーキテクチャの主要な特徴

① サービス・ベース・アーキテクチャの採用

② 制御プレーンとデータ転送プレーンの分離

③ ネットワーク・スライシングの本格サポート

④ エッジ・コンピューティングのサポート

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5Gシステムアーキテクチャ (リファレンスポイント表現)

UE UPF

SMF PCFAMF

NSSF

UDMAUSF

AF

DN

N1

N2

N3N6

N15

N7N11

N10N8N12

N13

N4

N5

Subscriber DataAuthentication

PolicySessionAccess &Mobility

U-planeNetwork Slice

Selection

Figure: Non-Roaming 5G System Architecture in reference point representation

N22

AUSF: Authentication Server FunctionAMF: Access and Mobility Management

FunctionDN: Data NetworkNSSF: Network Slice Selection FunctionPCF: Policy Control FunctionSMF: Session Management FunctionUDM: Unified Data ManagementUPF: User Plane FunctionAF: Application FunctionUE: User Equipment(R)AN: (R)adio Access Network

(R)AN

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① サービス・ベース・アーキテクチャの採用

UE (R)AN UPF

SMF

PCF

AMF

NRF UDM

AUSF

AF

DN

N1 N2

N3 N6

N4

Subscriber Data

Authentication

Policy

SessionAccess & Mobility

U-plane

Slice Selection

Figure: Non-Roaming 5G System Architecture in service-based interface representation

NEFNSSF

NW Exposure NF Repository Application

NEF: Network Exposure FunctionNRF: NF Repository Functionその他の略語は前ページに記載

Nnssf Nnef Nnrf Npcf Nudm Naf

Nausf Namf Nsmf

バス接続汎用プロトコル

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SBA = Service Based Architecture

② 制御プレーンとデータ転送プレーン分離

UE (R)AN UPF

SMF

PCF

AMF

NRF UDM

AUSF

AF

DN

N1 N2

N3 N6

N4

Subscriber Data

Authentication

Policy

SessionAccess & Mobility

U-plane

Slice Selection

NEFNSSF

NW Exposure NF Repository Application

Nnssf Nnef Nnrf Npcf Nudm Naf

Nausf Namf Nsmf

制御プレーン(C-plane)

データ転送プレーン(U-plane)

Figure: Non-Roaming 5G System Architecture in service-based interface representation

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独立にスケール可

③ ネットワーク・スライシングのサポート

UE UPF

SMF PCFAMF

NSSF

UDMAUSF

AF

DN

N1

N2

N3N6

N15

N7N11

N10N8N12

N13

N4

N5

Subscriber DataAuthentication

PolicySessionAccess &Mobility

Slice 1Slice 2

Slice 3

U-planeNetwork Slice

Selection Function

Figure: Network slicing support in 5G System Architecture

N22

(R)AN

論理的に独立したネットワーク機能の提供 ⇒ スライス

④ エッジ・コンピューティングのサポート

UE AN

DN N1 N2 N4 N4

N4

N6

N6 DN

N9

N9

N3 UPF Uplink Classifier

N11 AMF SMF

Local access to the same DN

UPF PDU session

anchor 1

UPF PDU session

anchor 2

Ref. 3GPP TS23.501 V15.1.0 Figure 5.6.4.2-1: User plane Architecture for the Uplink Classifier

遠

近

よりエッジに近いポイントからのブレークアウト

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詳細はこの後に続く各講演にて

• 3GPP リリース15 RAN概要－ 5G Ph1RAN新機能概要、IoT関連機能 －

• 3GPP リリース15 コアネットワーク概要－ Service Based Architecture等 －

• IoTビジネスを支える3GPPの最新技術仕様－ Edge Computing等 －

• 3GPPとoneM2Mとの連携－ ネットワークとサービスの連携による

シームレスなIoTサービスの実現 －

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ご清聴、ありがとうございました。

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