第18回地域間インタークラウドワークショップ (分科会 RICC)
北海道大学, 2022年9月9日

5G時代におけるセルラーと無線LANの連携・コンバージェンス
後藤英昭

東北大学

本活動の一部は国立研究開発法人情報通信研究機構(NICT)の委託研究プログラムの支援を受けています．

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5G & Wi-Fi RAN Convergence 「5GにはWi-Fiも含まれる」

Yes / No ?

 5Gはセルラーだけだろ、何言ってんだ！
 マーケティング目的でWi-Fi業界がねじ込んできただけじゃないのか？
 Wi-Fiはオワコンwww うちはWi-Fiはやらない ( ｰ`дｰ´)ｷﾘｯ 「セルラー網をしっかり作ればオフロードなんて不要」

Yes / No ?
 実際にSub6/ミリ波の5Gを使ってみたことあります？
 世界の Interworking の動向を見ていました？

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5G (Sub6 / ミリ波)

キャリアのセルラーの整備、頑張っているのだけど……

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5G (Sub6, 4.5GHz帯)

基地局一つでは思ったほど飛ばない．

「瞬速」のはずが、離れると大して速くない．

5G-USBドングルがほとんどない．
ノートPC、どうしよう……

 建物の内部に入りにくい．
 リピータには期待 (要免許) 5Gホームルータ (CPE) を窓際に置けばよい😇
↑ SOHOならね．

 広い屋内でも、様々な端末、幅広い利用者に、高速通信を提供したい．手間は減らしたい．
But, how?

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5G時代のWi-Fi RAN Convergenceですよ、Convergence!
(Radio Access Network, RAN)
 セルラー vs Wi-Fi ではない．もはや Radio の違いだけ.
 Interworkingしましょう．

 認証・認可連携, ローミングが鍵 (なのにプレイヤーが少ない)

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5G時代のWi-Fi
 従来型の「オフロード」ではない．
 特性の違いにより、適材適所で整備する (これは従前)．
 Unlicensedで容易なAP設置．容易なエリア拡張．
(我々は自由だ) Wi-Fi 6で、セルラーより高い実効速度を狙う．
(トップスピードでは負けるにしても) Wi-Fi Callingなら通話もできるよ！ (日本にはないけど)(電話網を延長するイメージ)

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SIM認証どうでしょう

キャリアがやっているあのSIM認証、Local 5Gでもできます！

方式は EAP-AKA．Wi-Fiではwlan.mncXXX.mcc440.3gppnetwork.orgのようなレルムが付く．

5GコアのHSS (Home Subscriber Server)やUDM (UnifiedData Management)にRADIUSのインタフェースを付ければ、Wi-Fiローミングに参加できる．

3GPP に登録しないとグローバルには使えない．
国内ならCityroamの認証基盤だけで使うことも可能．

EAP-TTLSやEAP-TLSと比べて、端末設定がラクチン！
(無線LANアカウントの別途配布が不要)※ 自前コアならPLMN-ID要取得、他社コアなら卸元事業者と要調整．

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Ｂｅｙｏｎｄ５Ｇ

https://b5gwr.cityroam.jp/news/2022-02-14

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研究開発項目１
オープンでセキュアなWi-Fiローミングメカニズム※ 他にも開発項目あり．

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Beyond 5G委託研究とCityroam
Cityroamは、複数事業者が参加するセキュア無線LANローミング基盤．
(学術系のeduroamがベースの、市民一般向けのようなものとして開発)Wireless Broadband Alliance (WBA)による
OpenRoamingは、Cityroamが相互接続するローミングフェデレーションの一つ．

CityroamはPasspoint (Hotspot 2.0)に対応．
eduroam同様のWPA2 Enterpriseのみでも利用可能．
IIJと東北大学の共同研究で、SIM認証も一部実現済み．



委託研究では、Cityroamのローミング基盤を テストベッド として活用．
OpenRoamingも含めて、国際的なテストベッド、実証実験環境として利用．

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Cityroamの認証連携
WBA/City Wi-Fi, etc.

govroamJP hubSP
Shopping Mall
Wi-Fi,IdP
Seaport Wi-Fi,
Hotel Wi-Fi, etc.

Cityroam
Cloud IdP

TohokuUniversity

IdP/SP

IdP/SP
IdP/SP

Basic
connections
Optional
connections(bilateral)

eduroam & cityroam SSIDs
with Passpoint enabled

https://cityroam.jp/11WBA OpenRoaming 多数の携帯電話会社，ISP，ローミングフェデレーションなどを相互接続する，世界初のオープンなローミング基盤．
 元は Cisco OpenRoaming (2019)
WBAに移管済み (2020.3～)
 2種類に大別されたモデルと、ポリシー別RCOI Settled: 個別のローミングアグリーメントと仲介業者が必要
 Settlement-free: 簡素なローミング契約．Free Wi-Fi向け．

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Passpointの仕組み
OSU

Online Sign-Up
system (Rel. 2)

Venue URL, UI/UXの改善 (Rel. 3)
etc.

IEEE 802.11u

GAS: Generic Advertisement Service
ANQP: Access Network Query Protocol

IEEE 802.1x

EAP-SIM/AKA, EAP-TLS, EAP-TTLS

端末-AP間でのプロファイルのマッチング.
(NAI realm, OI, MCC/MNCでマッチング)

SSIDの自動選択(SSIDはサービス選択に用いられない)
従来の1X認証と同様，自動接続と個別暗号化

Next Generation Hotspot (NGH):
Passpoint + Roaming (+ something sophisticated)

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Cityroamのサービスエリア
 ホテル，ホール，コワーキングスペースなど，多様なサイトに展開中

勤労者女性会館しなのき (長野)(2021/5)
コワーキングスペースもりおか(2020年 OpenRoaming追加)

旅館こうろ (京都)(2017/8 eduroam導入時より)

京都市10公園内自販機(2020/5)

温泉宿 うるおい館 (長野)(2021/5)14

東京都・西新宿5G搭載スマートポール


西新宿エリアにおけるスマートポールの面的設置，運用及び検証事業
https://www.digitalservice.metro.tokyo.lg.jp/tokyodatahighway/smart_pole.html

Smart City実現に向けて，スマートポールにeduroam, Cityroam (WBAOpenRoaming含む) を追加して，試験運用を行う．
 令和2年度分2基、令和3年度分20基 稼働中

eduroamaccesses:
75.4%

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まとめ


世界は 5G & Wi-Fi RAN Convergence の流れ．

SIM認証とPasspoint/OpenRoamingにより、シームレスなInterworkingを実現．



従来型のオフロードとは違う、適材適所な Wi-Fi 6 の活用．

Local 5GでもWi-FiとSIM認証でサービス&エリア拡張、いかがですか 16