WiFi - Ericsson

エリクソンのキャリアクラス
WiFiソリューション
世界のモバイルトラフィックの実績推定値
モバイルデータが急速に増加、
2011年Q1から2012年Q1にか
けて、データトラフィックが約2倍。
2011年Q4から2012年Q1に
19%の増加
アジア太平洋地域、中東、アフ
リカの新規加入により、音声トラ
フィックも着実に増加
世界の全地域の主要事業者の
実トラフィックを観測の上、全体
のトラフィックを推定
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世界のモバイルトラフィック量の予測
現状モバイルPCのトラフィック
量がスマートフォンより大きい
が、トラフィック増加率はス
マートフォンの方が大きい。今
後、モバイルPCとスマートフォ
ンがトラフィックを二分
モバイルデータトラフィックは
年率60%程度で増加、2017
年に2011年の15倍と予測
スマートフォンのトラフィックは
2017年に20倍と予測
音声トラフィックの割合は
2017年には相対的に非常に
小さくなる
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WiFi オフロード
技術進化、改善
今日:
 WiFiネットワークはセ
ルラーネットワークと独
立に運用
 端末がＷｉＦｉへの接続
を制御
な
要
必 量
容
現
状
の
容
量
高密度化
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追加
今日のＷｉＦｉ接続の実態
Data rate
[Mbps]
WiFi
Cellular
実際の接続
Cellular
Today
WiFi
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セルラーネットワークとWiFiの統合
技術進化、改善
目標:
な
要
必 量
容
現
状
の
容
量
高密度化
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ネットワーク主導でのア
クセス選択:
- ポリシー
- アプリケーション
- 加入条件
- 移動速度
- 無線特性
要求条件:
•コア統合
•スケーラビリティ
•ユーザ体感改善
追加
ＷｉＦｉ接続のあるべき姿
Data rate
[Mbps]
WiFi
Cellular
期待される接続
Cellular
Wanted
WiFi
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キャリアクラスWiFiとは？
› キャリアクラスWiFiとは
– 携帯電話インフラの代替ではない
– 企業向けのWiFi技術ではない
› キャリアクラスWiFiは
– 通信事業者のヘテロジーニアスネットワーク構成の一部
– インドア及びアウトドアのネットワークにおける小セル技術
– モバイルブロードバンドのユーザ体験の改善と、新たなビジネスモデルの
サポート
– 世界で共通な枠組み
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ヘテロジーニアスネットワーク向け小セル製品
AP6000
(WiFi)
mRRUS12
pRBS
mRBS
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Indoor Pico
Gateway
ピコ基地局 – インドア及び小セル対応
› pRBS
– 2 x 1WでMIMO対応
– WiFi機能も組込み
– LTE及び3Gに対応
– 組込み型アンテナ
– アクセス回線はVDSL2、WiFiなど
› Indoor Pico Gateway
– 屋内向けの基地局ゲートウェイ
– 光/電気EthernetやVDSL2によりpRBS接続
– マクロ・レイヤーとフルに連携
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Indoor Pico
Gateway
エリクソンのＷｉＦｉポートフォリオ
アクセスポイント
コントローラ
管理ソフトウェア
WiFi Controller
(WIC8000)
WiFi Manager
BelAir100NEシリーズ
屋外高パフォーマンスAP
CATVケーブル掛け / 壁掛け / ポール
/ 地下街
セルラーとの併設
積み重ね可能、プール化
WiFi Analyzer
BelAir 20E/ 20EO /
Ericsson AP5100シリーズ
コスト効率の良い屋内/屋外ホットスポット
スケーラブルな事業者向けBelAirOS
信頼性、安全性の面で実績
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GISベース、リアルタイム
事業者向けFCAPS
Service Delivery Management
事業者向けの斬新な設計
クライアントの詳細な分析と
最適化を実現
事業者向けに設計され、即応
性とスケーラビリティの面から
最適化された、高信頼のプラッ
トフォーム及びツール
エンド・ツー・エンドWiFiソリューション
Internet
モバイルパケット
コア
Broadband
GW (SSR)
ネットワーク管理
SAPC/ IPWorks
HLR
PDN-GW (EPG)
GTP (S2a)
Wn, L2overL3
無線
アクセス
ネットワーク
Wa
Wa
Wn
WiFi Manager
8000 Data Center Controller
8000 Venue Controller
Access Network
オペレーティング
システム
Venue LAN
BelAirOS
アプリケーション
パフォーマンス分析
セルサイト併設 / 下回り
ホットゾーン (Mesh)
ホットゾーン (HFC)
大規模サイト
小規模サイト
ユーザ
WiFi Analyzer
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Belair OS
キャリアクラスのアクセスポイント用オペレーティングシステム
›
›
›
›
›
›
全てのエリクソンWiFi APに共通のOS
全プラットフォームの全世代に亘って共通のソフトウェア
キャリアクラスの性能と信頼性
明瞭で一貫したアーキテクチャにより迅速な開発が可能
SSIDの仮想化によるサービス機能の柔軟性
リアルタイムレポートにより的確な運用
性能
（高速/低遅延）
セキュリティ
（拡張性、キャリアと
のインタフェース）
Carrier-Grade
WiFi
オンデマンド
（リアルタイム、高信頼）
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測定可能
（システムレベル及
びクライアント毎）
Belair 20E/20EO / Ericsson AP 5100シリーズ
高コスト効率のインドア・アウトドア無線アクセスポイント
› BelAir 20E/20EO、AP5100製品に共通の無線プラットフォーム
– BelAir 20E （屋内用、LAN+1GbpsWAN）
– BelAir 20EO A/B/C/D （2GbpsWAN）
CPU
WAN
› 5 GHz IEEE 802.11 a/n 認定済み
1/2 Gbps Ether
› 2.4 GHz IEEE 802.11 b/g/n 認定済み
LAN
› 2.4GHzと5GHzの両帯域同時並行動作
4 Gbps Ether
– Ericsson AP 5114 （競技場用）
802.11an
5 GHz
2x2:2
802.11bgn
2.4 GHz
2x2:2
› 各帯域で2ストリームに対して2x2 MIMOをフルサポート
20E
› ストリーム辺り最大150Mbps、1帯域辺り300Mbps
› AP辺り最大600Mbpsのスループット
› IEEE 802.11n-2009標準ベースのビームフォーミング
› シームレスで確実なローミングのためのPasspoint (Hotspot 2.0) と
802.11uのサポート
› 受信感度改善のためのSpace Time Block Coding (STBC)
› 端末側性能向上のための改良型Maximum Ratio Combining (MRC）
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20EO
AP5114
Belair 100NEシリーズ
高性能アウトドア無線アクセスポイント
CPU
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WAN
2.4GHzと5GHzの両帯域同時並行動作
各帯域で3ストリームに対して3x3MIMOをフルサポート
AP辺り最大900Mbpsのスループット
WiFi Allianceの802.11a/b/g/n認定済み
IEEE 802.11n-2009標準ベースのビームフォーミング
-101 dBmの受信感度
36 dBm EIRP送信電力
受信感度改善のためのSpace Time Block Coding (STBC)
業界最高の受信感度実現のための改良型Maximum Ratio
Combining (MRC）
› シームレスで確実なローミングのためのPasspoint (Hotspot 2.0)
と802.11uのサポート
› 正確な位置検知のための組込みGPS
› 近傍のセルラー基地局との干渉回避
1 Gigabit Ethernet
›
›
›
›
›
›
›
›
›
802.11an
5 GHz
3x3:3
802.11bgn
2.4 GHz
3x3:3
WiFi Controller 8000 (WIC8000)
フィーチャと利点
フィーチャ
管理
モビリティ
集約
利点
WiFi Manager とAP間の管理プロキシ
スケーラビリティ向上
配下のAPからのデータ収集
ネットワーク全体の性能監視と最適化を実現
APとの間のCAPWAPプロトコル
セキュアで標準準拠
Proxy Mobile IP、L2VPN、GRE
northbound モビリティトンネル終端
広域に亘るモビリティを実現
配下のAP間でのユーザの移動
アクセスネットワークでの効率的移動処理
配下のAPのトラフィック集約
ポリシー適用
セキュリティ
アプリケーション
ポリシーマネージャからの認証情報のキ
ャッシュ
ビデオ最適化サポート
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提供コンテンツの最適化
WiFi Manager
ネットワーク管理システム
›
›
›
›
多段アーキテクチャにより10万APまで対応できる拡張性
GISに基づくグラフィックインタフェースでタイルベースのマッピング
リアルタイムでのクライアント端末の位置及びシステム状態の収集
トレンド分析とトラブル・シューティングのための複数のパラメータをベ
ースにノードを色分け
Ericsson WiFi Manager
Controller
DC
Controller
DC
Controller
DC
Controller
ControllerDC
DC
Data
Collectors
Data
Collectors
Data
Collectors
Data
DataCollectors
Collectors
BelAir Access Points
(up to 100,000 per instance)
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障害
構成
課金
性能
セキュリティ
WiFi Manager
ネットワーク管理システム
›
›
›
›
›
›
›
›
›
›
›
次世代の統合GIS及びNMSシステム
タイルベースの実時間地図
地図上での自動ノード描画
CLI（コマンド）及びWeb GUI
高速画像応答
多層描画
色分け
統計処理
プロット
アラーム
SNMP
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WiFi Analyzer
サービスレベルでの性能モニター
› Webベースで利用可能なダッシュボード
› WiFi利用トラフィック向けに最適なビジネス分析
› WiFi Managerからのユーザ情報データの収集に利用
–
–
–
–
バイト数、セッション数、分数、ユーザ数
1日 / 7日 / 30日 / 90日の統計データ表示
アクセス数最大のAP – リストと地図
SSID辺り及びネットワーク全体のトラフィック
› 利用度数の多い位置の特定とユーザの振舞いのトレンド
› Googleベースの直感的表示
› 最適なROIに向けた投資の促進
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障害
構成
課金
性能
セキュリティ
VHCI環境
Very High Capacity & Interference
WiFiにとっ
て最悪の
環境
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VHCIフィーチャの重要項目
DROP
useless packets
› 不要な報知パケットの
フィルタリング
› DHCP/ARP制御
› ホームプロトコル遮断
Share
bandwidth
› より高位の変調を優先
› バックホールトラフィック制限
› VLAN / ユーザベースQoS
MANAGE
Ignore
RADIo Resource
Weak Clients
› 送信電力管理
› 高頻度RTS-CTS
› CTS-to-self制御
› 衝突制御
› RSSIパケットフィルター
› クライアントRSSIしきい値
› 変調レート制御
BALANC
Client loading
› 利用バンド誘導
› 利用ユーザ数制御
› 接続ユーザ数均等化
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Reject
interference
› 弱小信号無視
› 携帯電話信号フィルター
競技場での大規模ＷｉＦｉネットワーク導入例
›3チャネル繰返し利用
›指向性アンテナ（ビーム幅
20°）
›カバレッジ内最前列方向に
チルト角設定
WiFi AP
Channel 1
Channel 6
Channel 11
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世界最大のモバイルWiFiネットワーク
› Philadelphia、New York、
Connecticut、New Jersey、
Long Island
› 3000+平方km
› 世界一成功している商用WiFi
ネットワーク
› 世界最大のWiFiネットワーク
› IP及びセッションモビリティを
フルにサポート
› 仮想APの利用による複数サ
ービス
› エリクソンがサポート
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WiFiコントローラ
ローカル
WiFi Controllers ブレークアウト
S1/Iu
b
/Abis
S1/Iub
CAPWAP
- 固定/ケーブル
- 住宅
- WiFi/4G
SSR
GTP (S2a)
EPG
(P-GW)
-2G/3G/4G/WiFi
-ヘテロジーニアスネット
ワーク用に最適化
pRBS
CAPWAP
EVO
WIC8000
L2/L3 + GTP
Legacy
Multivendor
using standards
- 分散配備も可能
AP
CAPWAP: Control and Provisioning of Wireless Access Points
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事業者向けWiFiの進化
アクセス制御からモビリティへ
現在
次期
定型的なWiFi
アクセス制御
半動的なWiFi
アクセス制御
• AP辺りの最大ユー
ザ数
• カバレッジが重複
している3GPP無
線の負荷
• 受信信号電力閾値
• WiFiの負荷
• 加入者毎のポリ
シー
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将来
モビリティ
• 3GPP無線と
の連携
Ericsson Network Integrated WiFi (ENIW)
パーソナル化、モビリティ、相互接続性、デバイスとコスト面から最適化
モバイルサービスとの統合
WiFi利用時もモバイル
端末をパーソナル化
携帯電話ネットワーク
PGW
共通のユーザ管理と
ポリシー適用
PCRF
TTLS SIM
固定ネットワーク
UM
内容に応じたトラフィッ
クルーティング
WiFi
GW
パーソナル化の要件に応じ
て、ローカルブレークアウト
無線ネットワークの緊密な連携によるシームレスなユーザ体験を提供する
ためには、汎用性の高いアクセス非依存な加入者管理が必要
携帯電話に適用される方式をベースに設計
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モバイルブロードバンドとWiFiの統合
SGSN
GGSN
MBB RAN
AAA
AC
WiFi RAN
HLR
PM
Core Network
RNC
WIFI
GW
ENIW
› WiFiアクセスネットワークにはMBBと同様にコアネットワークが必要
–
–
–
–
–
–
加入者認証
セッションの設定と管理
ポリシーの決定と適用
課金とLI (Lawful Interception)
卸し、ローミング契約
既存のパケットコア、加入者データ管理との統合
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ユーザ体験とネットワークのバランス
› 自動で確実なログインによりエンドユー
ザへの利便性実現
– ポータルベースのログインの改善
シームレスアクセス
SIM
UM
PCRF
TTLS
› エンドユーザに対してできるだけ広くサ
ービスを提供
– SIM付き及びSIM無しのWiFiデバイ
スの両方をサポート
Always Best
Connected
ネットワーク
リソースの最
適利用
› ネットワーク状況を把握して、最適なリ
ソース利用とユーザへの「always best
connected」サービスの提供
› 無線ネットワークとモバイルコアの間に
GTPを適用することによりコアへの影響
なしにサービス実現
コアへの影響無し
UM
WiFi
GTP
Network
&
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PCRF
Mobile Packet
Core Network
HotSpot2.0 (HS2.0)
› キャリアクラスWiFiについて一部の機能を標準化する動き
– 通信接続設定のための標準化した仕組み
– セキュアでシームレスなローミング
› 利用し易さがキー – 携帯電話ネットワークと同様な使い勝手
› エリクソンはHS2.0を先導し、強力にサポート
– BelAir OSのソフトウェアのアップデートで対応
– WBAを通して事業者トライアル
› 2012年後半からスマートフォンが順次HS2.0をサポート
携帯 : 電源を入れすぐに通話設定
現状のWiFi利用 : WiFi を起動してその後?
接続マネー
ジャを見つ
ける
SSIDと
の接続
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接続マネー
ジャを起動
SSIDをス
キャン
希望する
SSIDを
選択
?
29
HotSpot2.0とANDSFの統合
› Access Network Discovery and Selection Function (ANDSF)
– UEのWiFi AP検出をサポート – UEに、3GPPに加えてWiFiネットワークへの接
S14
続に関わるルールを提供.
– 様々な機能に関するポリシー
をUEに送付
– 実用化は今後
IP
2/3/4G
GW
› Hotspot 2.0 Phase 2が始動
WiFi
– 事業者によるポリシーのプロビジョニング（含、アクセス選択）
– WiFi Allianceにおける作業を継続（UEでのサポートは要検討）
› 3GPPで新たなWork Item
– ANDSFがHotSpot2.0ソリューション
を取込むことを目論む
端末の動作を明確に規定することが重
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ANDSF
Hotspot2.0の内容
› Phase 1 –SIM付き及びSIM無しデバイス用
–
–
–
–
–
自動ネットワーク通知及び検出
自動ネットワーク選択
認証及びデータ暗号化の実現
多数の事業者間のローミング
2012年に認定プログラム始動
› Phase 2 – SIM無しデバイス用
– 非加入（pay-per-use）ユーザへの一時的アカウントの即時提供
› SIM無しデバイスへの認証情報の安全な配信
– Wi-Fiデバイスへのポリシーの配信
› 選択権をデバイスからネットワークへ移行
› HS2.0はWiFiネットワークの選択を実現
› WiFiと3Gの選択はANDSFと整合化
– 2013年第一四半期に認定プログラム始動
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端末認証 EAP-SIM
› モバイルデバイスに入っているSIMカードを利用
– コンフィギュレーションに非依存な認証
› 対応するHLRへの接続が必要
– モバイル事業者にとってFMCのための自然な選択肢
– AAAでは端末から得られる情報に基づきHLRにアクセス可能かチェック
› HLRにアクセス可能でなければEAP-TTLSを利用
SIM
Access
Intelligent
Proxy
EAP Relay
802.1x
AP
EAP-SIM
EAP PROXY
Endpoint
AAA
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EAP – SS7
Translation
Generate GSM
Triplets
SS7 MAP
MAP Gateway
HLR
デバイスにおける実装状況
EAP及び非EAP認証モード
Device
SIM
TLS/
TTLS
LEAP/
FAST
PEAP
WISPr
App.D
Portal
UAM
iPhone
Y
Y
Y
Y
Y
Y
Blackberry
Y
Y
Y
Y
Y
製造メーカー
依存
Y
Y
Y
Y
Y
Y
Y
Android
Sony
(Symbian)
PC
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Y
Y
Y
Y
Y
iPhone 5の無線アクセスインタフェース
› GSM model A1428
– UMTS/HSPA+/DC-HSDPA (850, 900, 1900, 2100 MHz)
– GSM/EDGE (850, 900, 1800, 1900 MHz)
– LTE (Bands 4 [2100 MHz] and 17 [700 MHz])
› CDMA model A1429
–
–
–
–
CDMA EV-DO Rev. A and Rev. B (800, 1900, 2100 MHz)
UMTS/HSPA+/DC-HSDPA (850, 900, 1900, 2100 MHz)
GSM/EDGE (850, 900, 1800, 1900 MHz)
LTE (Bands 1 [2100 MHz], 3 [1800 MHz], 5 [850 MHz], 13 [700 MHz], 25 [1900
MHz])
› GSM model A1429
– UMTS/HSPA+/DC-HSDPA (850, 900, 1900, 2100 MHz)
– GSM/EDGE (850, 900, 1800, 1900 MHz)
– LTE (Bands 1 [2100 MHz], 3 [1800 MHz], 5 [850 MHz])
› 802.11a/b/g/n WiFi (802.11n 2.4GHz and 5GHz)
› Bluetooth 4.0 wireless technology
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まとめ
› WiFiの位置づけ
– WiFiをヘテロジーニアスネットワークの一部と位置づけ
– 携帯電話ネットワークと無線LANの最適な使い分けを追及
› 無線LAN関連の製品群
–
–
–
–
Belair買収をベースに製品群を提供
インドア及びアウトドア、競技場用の各種アクセスポイント
WiFi Controller、WiFi Manager、WiFi Analyzer
大規模WiFiネットワークにおける実績
› Ericsson Network Integrated WiFi (ENIW)
– 携帯電話網とWiFiネットワークの統合
– 携帯電話無線ネットワークとWiFiネットワーク間のシームレスなアクセス
› 日本での取組み
– 日本の特殊性（駅での無線LAN輻輳）の下、ビジネスの可能性を追求
– フィールドトライアルの可能性
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