NTTとNokiaが、IOWN APNにより動的に経路の変更が可能なモバイルフロントホールの実証に成功
モバイル/無線 無料将来の柔軟なRANネットワーク運用に向け、IOWN APNを用いた広範囲での基地局運用による電力削減を実現
NTTは1月18日、IOWN Global Forumでアーキテクチャ検討を行っているIOWN オールフォトニクス・ネットワーク（All-Photonics Network、以下、APN）を5G RAN基地局のアンテナ側装置（Radio Unit/RU）と制御側装置（Distributed Unit/DU）と間のモバイルフロントホールに適用できることをNokiaと共同で実証したと発表した。
NTTは「実証実験では、RUとDU間の距離が25kmとなる場合においても、IOWN APNを用いた低遅延伝送によりモバイルフロントホールにおける標準規定を満たし、5GのRUとDUが正常に動作することを確認した。本成果によって、RUとDU間を長距離伝送し広範囲での基地局運用を可能とすることで、DU数の削減および、その電力消費の低減に貢献する」と説明している。
研究の背景
5Gや6Gでは、4Gまでと比べて高い周波数帯を使用することから同じ面積のエリアをカバーするために多くの基地局が必要となり、基地局の数の増加と、それに伴う消費電力の増大が課題となっている。
これまで、基地局のアンテナ側装置と制御側装置（注釈：アンテナ側装置Radio Units/以下RU，制御側装置 Distributed Unit/以下DU）を分け、DUを集約することでこの課題に対処してきた。IOWN Global Forumの調査ではRUとDUの間の距離は7km以下が多いと報告されており、広範囲に存在する多数のRUが一つのDUに十分に集約できていないという実態がある。
従来、RUとDUの間のモバイルフロントホールには1対1で固定的に光ファイバを接続する形態（ダークファイバ）が主流となっていましたが、この場合、RUが特定のDUと1対1に接続される形態となり、障害時には、RUでカバーしているエリアのサービスに影響がある。
NTTは「IOWN APNによって、RUとDU間の経路の動的な変更が可能となる。RUとDU間の障害時においても、IOWN APNであれば障害部分を動的に迂回させることでRUがカバーしているエリアのサービス継続が可能となる。現在モバイルフロントホールには業界標準として遅延時間160μsec以下という厳しい規定があり、5GのRUとDUはこの規定に基づき動作するように作られている。本実証ではIOWN APNを用いることでRUとDUの距離を延長しても5GのRUとDUが正常に動作することを検証した」と説明している。
図1：モバイルフロントホールと遅延要件
実証実験の概要
5GのRUとDU間をIOWN APNによって接続し、長距離伝送においても5GのRUとDUがデータ転送を含めて正常に動作することを検証した。検証においては、IOWN APN機器構成や伝送方式など、IOWN Global Forum のIOWN for mobile networkのProof of Concept（PoC）Referenceに準拠の上実施した。また、様々なAPN機器の導入形態を想定し、長距離伝送を行うAPN機器区間（APN-TとAPN-Gの間、APN-GとAPN-Iの間など）の距離を変えた検証も行った。
実証実験結果
実証実験の結果、様々なIOWN APN機器の導入形態において、伝送距離25kmの環境でRUとDUが正常に動作し、データ転送時の速度やロス率などの通信の品質にも影響がないこと、遅延時間が133μsecであることを確認した。
また、遅延時間が133μsecであることから、最大距離約30kmまで長距離伝送が可能であることも机上にて確認した。
図2：実証検証における構成と結果
実証実験における各社の役割
IOWN APN を適用したモバイルフロントホール実証実験（図2）を以下の分担で行った。
NTT：端末、RU、CU/DUなどの5G モバイル通信で必要な機器と通信の正常性確認と品質測定が可能なテスト環境を提供し実証実験を実施。
Nokia：IOWN APN機器であるFlexible Bridge，APN-T，APN-G，APN-Iを提供し実証実験を実施。
今後の展開
NTTは「今回の実証実験により、IOWN APNを用いることでRUとDUの距離を延長しても5GのRUとDUが正常に動作することを示した。今後は、RUとDU間での障害発生を模擬し、その環境下でもIOWN APNの動的な経路の変更により安定したモバイル通信サービスが継続できるかの実証実験に取り組み、強靭なネットワークの実現をめざす。また、日中と夜間のユーザ数やトラフィック量の変動に応じて、RUが接続するDUをIOWN APNを用いて動的に切り替えることにより、電力効率の高いモバイルネットワークの実証実験にも取り組む」との考えを示している。
