楽天モバイルのOpen RANへの取り組み

2022年11月11日

楽天モバイル株式会社
品質保証プラットフォーム本部 QAマルチアクセス部⾧

朽津 光広

アジェンダ
1: 仮想化Open RANの取り組みの経緯
2: Open RANのインテグレーション
3: インテグレーション支援プログラム

仮想化Open RANの取り組みの経緯

世界のRANの現状と当時の当社状況
世界のRANの現状と課題

参考:5G基地局の市場占有率＜これまでの通信事業者の課題＞ 国内ベンダー（金額ベース）❶大手ベンダーの専用ハードウェアに依存 (右記参照)
多くの事業者が、安価で高品質なRANに └高額なコスト、および国や戦争によるリスク変更したい。しかし、既存ベンダーは寡占 ❷基地局建設等の設備投資/運用コストが膨大な状況下の為、既存からの変更が難しく、 ❸5G/6G等への移行に時間がかかる

シェアは1.5%程度 Vendor E
11.1%

Vendor D
11.6%
Vendor C
18.6%

Open RANへの期待が高い

2018年時の当社状況
全く新規で通信設備を早期に立ち上げる必要があり、4Gだけでなく、5Gへの移行も同時に検討。低コストも考慮する必要があり、新しい手法の検討が必要だった

MME
Bare Metal MME

Bare Metal SAEGW

Bare Metal BBU

EMS
Vendor Server

Vendor B
23.8%

SAE-GW

DU/CU

OSS/BSS

Vendor A
31.9%

IMS

5G Core

MEC
COTS

Vendor Server

Bare Metal IMS

COTS

出典:総務省「令和4年版
情報通信白書」

世界初 完全仮想化クラウドネイティブモバイルネットワーク
2019年10月、楽天モバイルはいち早く 商用化を実現

無線アクセス設備(RAN)

コア
ネットワーク

4G/5G基地局

完全仮想化・クラウドネイティブ※世界初:大規模商用モバイルネットワークとして（2019年10月1日時点）/ステアアソシエ調べ

インターネット完全仮想化とOpen RANのメリット
仮想化によりハードウェア部、Open RANにより基地局ベンダーに縛られない
完全仮想化クラウドネイティブモバイルネットワーク
ソフトソフト

ソフト

4G

5G

Next

仮想化レイヤー（クラウド化ソフトウェア）

ハードとソフトを分離

汎用ハード• 汎用ハードウェアが利用可能（マルチベンダー）• 次世代方式への移行がスピーディ• 設備投資／運用コストを大幅に削減

5G Open RAN構成
Open

マルチベンダーに対応

Open
O-RANに準拠

オープンインターフェース

Open vDU

マルチベンダーに対応

Kubernetes
効率化

クラウド上で稼働する
COTSハード300,000以上の製品が導入された世界最大規模の仮想化Open RANネットワーク（2022年9月時点）
最短サイト間距離:新宿で130m

都市部エリア

郊外エリア

多様な導入ユースケースに対応するOpen RAN製品群

Nokia

KMW

AirspanAirspanAltiostar

Sercomm

Sercomm

AirspanAirspanNEC

Qucell

マクロ

マクロ

ミニマクロ

スモールセルvRAN SW

企業向け
スモールセル

フェムトセル

5G mmW
マクロ＋インドア

5G mmW
スモールセル

5G Sub6
マクロ＋インドア

5G Sub6
スモールセル33,205

1,890

3,510

62,957

69,94416,08379,845

7

導入済みの 102,563
製品数

Open RANのインテグレーション

Open RANにおけるインテグレーション
従来以上に相互接続性を確認すべき装置間インターフェースが増加

従来

従来のインテグレーション
Open RANのインテグレーション

同一ベンダーBBU

RRH

Core NW

多様なベンダーOpen RAN
4G/5G RU

vDU

vCU

Core NW

Open RAN 検証設備
エンドツーエンドだけでなく、単体および個別装置間の検証が必要

gNB RF
Conformance

RU
simulatorCUsimulatorUE
simulator

O-RU

DU
simulator (CU)O-RAN
MidhaulO-RAN
Fronthaul
UE

RIC

O-DU
DU
simulator (RF)

BackhaulO-CU

RIC simulator

5G RAN / gNB

Core simulator

Core

O-RAN ALLIANCEの仕様に準拠
5G Core / EPC

楽天クラウドイノベーションラボ
UE, Open RAN, Fronthaul, Coreまで各種Simulatorを使って検証

CU, Other app COTS based HW

O-RU

DU COTS based HWO-DU/CU simulator

Security Tester
UE simulator

Spectrum Analyzer
Signal Generator

Core simulator
Channel Emulator

Network tester

Open RAN における試験について
マルチベンダー構成だから、DUTに応じて使用する測定器を使い分けて、E2Eの試験の前に品質保証を行う

RIC
gNB RF
conformanceCore Simulator

DUT
O-RAN
Fronthaul

UE

O-RU

O-CU

O-DU
DU Simulator(RF)

Backhaul

O-RAN
Midhaul

DU Simulator

DUTCoreO-RAN Fronthaul E2E test
UE とCore simulatorを組み合わせ、Fronthaul Latencyも考慮
RICCoresimulator遅延発生

O-RAN
Fronthaul

UEUE
simulator

O-RU

Backhaul

O-RAN
Midhaul

O-DU

O-CU

DUTCore仮想化RAN（vRAN） RU/DU Performance test
1つのサーバは1つのvDUをインストールするとは限らないので、サーバに入れている全vDUにUEとCore simulatorから負荷をかけて、仮想化としての検証
O-RAN
Fronthaul

UE
UE Simulator

O-CU

O-DU:
O-RAN
MidhaulBackhaul

vDU

vCU

vDU

vCU

Core
…
vDU

…

DUT

Core Simulatorインテグレーション支援プログラム

O-RAN ALLIANCEの目標
OpenなInterfaceで仮想化ネットワーク上で限りなくリアルタイムに無線リソースを自律的に制御をする

RIC(Radio Intelligent controller)

仮想化

参照:O-RAN.WG1.O-RAN-Architecture-Description-v05.00.docx

Open RANBeyond 5G ネットワークの基本構成要素（方向性）
総務省が掲げるBeyond 5G時代に求められるネットワークの基本構成要素でもRICを含むOpenRANやMECも考慮

参照: https://www.soumu.go.jp/main_content/000822641.pdf

Beyond 5G - 楽天モバイルのフォーカスエリア
O-RAN ALLIANCEや総務省様の掲げる将来NW構成を加味して楽天モバイルNWは構成。産学官連携含め、幅広い研究開発を実施中

Beyond 5G/6G
拡張性/衛星による
超カバレッジ

自律ネットワーク

超低消費電力E2E Automation & Orchestration
RICvRAN (ORAN)

Edge DC

Core Network

DWDM
超低遅延
MBH

DWDM
MBH

Fronthaul
Midhaul

基地局高度化

MEC

Regional DC

Central DCInternet

Fully Virtualized & Cloud Native
Local 5G/6G
拡張性（設備共用）

超高速・大容量

超安全・信頼性国内普及とグローバル展開支援
Open RANベースのクラウドネイティブモバイルネットワークの研究開発拠点としてインドにラボを新設。更に国内ラボも楽天モバイルの共創の取り組みを拡張し、パートナー支援プラグラムを提供

楽天シンフォニー
グローバルイノベーションラボ

楽天モバイルオープンイノベーションラボ

オープンイノベーションラボプログラムによる産官学連携パートナーの実証内容に応じて、リモートによる試験だけでなく、パートナー環境に楽天モバイルのO-RANと関係設備を設置してBeyond5G見据えた共同研究開発
Beyond 5Gエッジクラウド
コンピューティング共同研究開発
低軌道衛星共同研究開発
ｘ

O-RAN インテグ支援※本成果の一部は、国立研究開発法人情報通信研究機構 (NICT) のBeyond 5G研究開発促進事業（#00101）の一環として行われたものです。

エッジクラウドコンピューティングの実証例（環境）vRANだけでなく、より効果的な低遅延を実現するために、仮想化されたCore Simulatorを使って、5GCの配置も変更

仮想化 Core Simulator(UPF)

楽天クラウドイノベーションラボ
仮想化 Core Simulator(UPF)

4G/5G RUvDUvCU

現地でBeyond5G時代のアプリの効果検証可能
遠隔からも実証実験可能

Core NW

エッジクラウドコンピューティングの実証例（アプリケーション）
vRANを提供した5G向けのアプリケーションの実証も支援
スマートシティ向けアプリの実証

AR Navi アプリ

①

②

③

①東工大キャンパス3Dマップ②Navi画面および立ち入り禁止表示③予定ルート状況変化によるルート変更④緊急車両通過アラート

④

①

②

①スマートシティシンボル
②人流検知移動バス停③掲示板③

スペースモバイルの例
vRAN構成のスペースモバイルの実証の場合、無線環境を提供
研究テーマに応じて、パートナー環境の増強予定
楽天クラウドイノベーションラボ

RRH

vDU

vCU

Core NW

衛星固有の遅延含めた無線環境をエミュレート

O-RANインテグレーションの例
被試験機を持ち込めば、E2E試験含めて、リモートで様々の種類のO-RAN試験を支援
O-RANインテグレーション支援環境
UE simulator

楽天クラウドイノベーションラボ

Core Simulator
CUの接続先のCoreは弊社
Lab環境の Coreも可

4G/5G RUvDUvCU
各種Open RAN Simulator
各種Core NW

パネルセッション

久保田 啓一 (kubota.k.aj@m.titech.ac.jp)
東京工業大学 工学院電気電子系

阪口研究室

研究員

 株式会社 ISL Networks

代表取締役社長
 5G Integration Service等 Technology Transfer サービスを提供

 株式会社 Node-A

代表取締役社長
 5G, B5G 標準化、技術コンサルティング事業

 20年以上携帯通信の研究開発に従事

Nokia, Renesas Mobile Europe, Broadcom, Qualcomm の標準化要員として3GPP RAN2会合に10年以上参加。特にQualcomm では、CR&DでのRAN2 5G leadとして5G標準化に貢献
標準関連特許100件以上取得、うち15%はSEP
阪口研究室では、B5G研究に従事

朽津 光広

南里 将彦

小池 悠一

品質保証プラットフォーム本部
QAマルチアクセス部 部⾧

無線アクセスネットワーク本部
RAN技術開発部 部⾧

クラウドプラットフォーム本部
クラウド技術部 部⾧