【shownet.conf_】ローカル5Gを活用したウォーキングツアーの体感向上

SPEAKER

ShowNet NOCチームメンバー
岡田 和也（トヨタ自動車）
ShowNet NOCチームメンバー
宮﨑 祐哉（NTTドコモ ）

Transcript

1. ローカル5Gを活用した ウォーキングツアーの体感向上 ShowNet NOCチームメンバ 宮﨑祐哉，岡田和也
2. ローカル5Gとは
3. ローカル5G ➢企業や地方自治体が自者・他者の土地にて構築・利用でき る5Gネットワークのこと ✓通信事業者が提供する5Gを「キャリア5G」と呼ぶ ➢4.5GHz帯と28GHz帯の周波数が割り当てられている ローカル5G ① NTTドコモ 100MHz ↑↓ 4.5GHz帯 (Sub6) 28GHz帯（ミリ波） 4600 4900 [MHz] 4500 楽天モバイル 400MHz ↑↓ NTTドコモ 400MHz ↑↓ KDDI/沖縄セルラー 400MHz ↑↓ ソフトバンク 400MHz ↑↓ ローカル5G ② 28.2 29.1 [GHz] 29.5 27.8 27.4 27.0 3
4. キャリア5G / ローカル5G / Wi-Fiの違い 比較項目 キャリア5G ローカル5G Wi-Fi 運用主体 移動体通信事業者 (MNO) 自組織 自組織 無線免許 必要 必要 不要 周波数帯 Sub6 / ミリ波 Sub6 / ミリ波 2.4GHz帯/5GHz帯 /60GHz帯 干渉 無 無 有 通信帯域 〜4.2Gbps (Sub6 CA) 1Gbps程度（下り） 100-200Mbps程度 （上り） 〜9.6Gbps (802.11ax) セキュリティ SIM認証 SIM認証 WP2/WPA3 基地局/APの通信範囲 数十〜数百m 数十〜数百m 数十m 4
5. キャリア5G / ローカル5G / Wi-Fiの違い 比較項目 キャリア5G ローカル5G Wi-Fi 運用主体 移動体通信事業者 (MNO) 自組織 自組織 無線免許 必要 必要 不要 周波数帯 Sub6 / ミリ波 Sub6 / ミリ波 2.4GHz帯/5GHz帯 /60GHz帯 干渉 無 無 有 通信帯域 〜4.2Gbps (Sub6 CA) 1Gbps程度（下り） 100-200Mbps程度 （上り） 〜9.6Gbps (802.11ax) セキュリティ SIM認証 SIM認証 WP2/WPA3 基地局/APの通信範囲 数十〜数百m 数十〜数百m 数十m 5
6. ローカル5Gは何が嬉しい？ ➢電波を専有するため通信を安定させやすい！ ✓高スループット ✓ゆらぎが少ない ✓低遅延 ✓免許人に合わせて基地局の設計を最適化 (((◦))) (((◦))) (((◦))) 広範囲 不特定多数 ハンドオーバ要 キャリア5G (((◦))) (((◦))) (((◦))) 局地的 限定ユーザ ローカル5G ハンドオーバ 不要 6
7. ローカル5Gの想定用途 ➢様々なユースケースを想定 ✓スタジアムでの低遅延映像配信 ✓工場内のロボット制御 ✓鉱山等での掘削機械の遠隔操作 ✓大規模農場の自動監視 ✓展示会場でのオペレーション用NW ✓… 7
8. ShowNetでの取り組み 8
9. ShowNetにおけるローカル5Gの歩み ➢2022年 ✓多様なローカル5Gシステムの実証 • 合計7つの独立したシステムを構築 • シールドテント/ボックスを活用し相互接続検証・デモを実施 ➢2023年 ✓Sub6 x3 実験試験局 (NTTCom/Cisco/NEC) を使ったサービス提供 • 低遅延な映像・音声中継，エッジと連携したカメラ監視システム，スラ イスの動的な切り替え ➢2024年 ✓各システムの冗長構成による安定動作の実現 (PTP/L5G) ✓ウォーキングツアー/ローカル5Gドロップでの活用 9
10. ローカル5G PTP ローカル5GとMoIP機 器に時刻を提供 トポロジ図上の場所 10
11. ローカル5Gに高精度な時刻同期が必要な理由 ➢基地局からフレーム送信開始タイミングがGNSSからの基準時刻 (UTC) から59872 Ts (Ts = 1/(15000*2048)) 経過したタイミングと規定 ✓1.9489ミリ秒であり，そのズレが1.5マイクロ秒以下と定められている 11 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 D D D S U U D D D D D D D S U U D D D D フレーム構成 スロット番号 フレーム 10ミリ秒（20スロット） スロット 0.5ミリ秒 D D D D D D G G G G U U U U 6シンボル以下 4シンボル以下 U: アップリンク D: ダウンリンク S: スペシャル 基準時刻 フレーム開始時刻 平成31年総務省告示第23号
12. 高精度且つ安定した時刻提供 (PTP) ➢PTPによる時刻同期のため、アンテナとGMを複数設置 ➢SWを含め冗長構成を取り、正確な時刻を安定供給 ※時刻同期に失敗すると電波発射不可に陥る GNSS MoIP ローカル5G SMTE-ST 2059-2 G.8275.1 2系統のアンテナ （屋上） 光・同軸分配器を経由し GMへGNSS信号を提供 Precision Time Protocol (PTP) 12
13. 時刻精度のモニタリング（時の番人） ➢各種GM，PTPスイッチ (BC/TC) を経由した際の時刻精度を 複数の測定を用いて測定 ✓時刻精度の正常性確認，構成による精度差の把握 ✓一部区間については期間中を通して監視
14. ローカル5G免許 ➢実用局2局，実験試験局1局（合計3局） ➢実用局免許では様々な端末を接続可能 ライン名 免許人 周波数 区分 NTT-A NTTコミュニケーションズ 4600MHz - 4699MHz 実用局 NEC NEC 4700MHz - 4799MHz 実用局 NTT-B NTTコミュニケーションズ 4800MHz - 4899MHz 実験試験局 NTT-A基地局 (Celona) NEC基地局 (NEC) NTT-B基地局 (Airspan) STMルームトラス 4ホールキャットウォーク北・南 14
15. 無線エリア ➢基地局を4個所に設置して4, 5ホールを広くカバー 15 NTT-A (NTTCom): 4600-4700 NEC: 4700-4800 NTT-B (NTTCom/NTT): 4800-4900 5ホール 4ホール
16. NECライン ➢オールオンプレ構成のローカル5GパックをShowNetに構築 ➢ShowNetでは機器3種によるスピード構築を実現 ✓基地局・オンプレ5Gコア・コントローラ RV1200 オンプレ 5Gコア 映像サーバ （MoIP） ShowNet backbone RV1200 コントローラ the Internet ptp tc GUIによる設定画面 16
17. NTT-Aライン ➢日本初上陸のCelonaローカル5GをShowNetに構築 ➢GUIとDHCPを用いて各機器のNW設計/構築を簡易に実現 Celona AP (RU/DU/CU) クラウド管理画面 Celona Edge 映像サーバ （MoIP） ShowNet backbone the Internet DHCPサーバ 17
18. NTT-Bライン ➢クラウド5Gコア/オンプレUPF/伝送をE2Eで一括コンフィグ ➢キャリアを想定したマルチベンダ/性能検証とサービス提供 映像サーバ （MoIP） ShowNet backbone the Internet UPF on EKS-Anywhere (Admin/Master/Worker) DPU offloaded dUPF FDN-Bridge FDN-Bridge Airspan 5GConAWS AWS GCP Qmonus AWS Outposts 18
19. SIMセキュリティ ➢各ローカル5Gラインの接続状況をSIM単位で同時に監視 ➢不正端末モニタリングやSIMの無効化による切断を実施可能 19
20. 電波状況のモニタリング ➢構築前後の電波状況を継続的に調査し周辺への電波干渉、 ホール外への漏洩有無を確認 ✓6ホールは既設実験試験局1局，3ホールでは出展者の実験試験局2 局との干渉が無いことを確認 2, 3ホール 4, 5, 6ホール 20
21. ローカル5Gによる課題解決 ➢混雑する会場でも快適なウォーキングツアーを実現 ✓人が多い/後方でもラックや解説者の様子がしっかり見える ✓スライド挿入による内容理解の補助 ➢朝・夕2回（合計6回）のウォーキングツアーで実施 ✓毎回即完売 映像サーバー (MoIP) スライド合成/切り替え ツアー参加者端末 撮影カメラ ShowNet バックボーン ローカル5G 例）NOCの説明している機材を拡大 21
22. ツアーの様子 配信画面 スライド合成 22
23. 実際の配信映像 23
24. キャリア5G/Wi-Fiでの実現性 ➢Wi-Fi（アンライセンスバンド） ✓イベント会場では2.4GHz/5GHz帯だと干渉が多すぎる ✓Wi-Fi6E（6GHz帯）は現状では対応端末が少ないため安定してい るが，時間の問題 ➢キャリア5G（ライセンスバンド） ✓キャリア網を経由して配信サーバへ接続するため，ローカル5G と比較して遅延が長くなる →イベント会場のような環境で低遅延で安定した中継配信に はローカル5Gの利用が最適 24
25. ウォーキングツアー映像評価 ➢端末の映像を取得し、平均オピニオン評点（MOS値）を算 出することで映像の品質を定量的に評価比較 ➢通信環境・端末性能の違いによる影響を把握 0 1 2 3 4 5 1.005 10.002 19.006 28.009 37.007 46.006 55.005 64.004 73.019 82.004 91.002 100.025 109.008 118.017 127.008 136.023 145.018 154.012 163.000 172.015 181.001 190.014 199.013 208.009 217.020 226.020 235.007 244.015 253.005 262.021 271.016 280.000 289.001 298.016 307.016 316.014 325.020 334.019 343.012 352.020 361.003 370.025 379.014 388.021 397.010 406.014 415.011 424.000 433.014 442.004 451.001 460.024 469.019 478.003 487.013 496.001 505.001 514.010 523.002 532.021 541.021 550.010 559.000 568.006 577.014 586.005 595.007 MOS MOS and Video Freezing / Buffering Channel 1 MOS Buffering Freezing 25
26. まとめ 26
27. まとめ ➢時刻同期ネットワークの冗長化による信頼性向上 ✓ローカル5G/MoIPへの安定した高精度時刻提供が必要不可欠 ➢ShowNetウォーキングツアーでのローカル5G活用 ✓Wi-Fi/キャリア5Gでは代替できない用途 ✓遅延の削減にはカメラ，エンコーダ/デコーダ部分の低遅延化が 必要 27
28. ローカル5G 協力企業一覧（50音順） 28