スマホがネットにつながる仕組み
埋め込みコード (iframe)
スマホがネットにつながる仕組み のスクリプト
- スマホがネットにつながる仕組み
- 生活に欠かせないモバイル通信
- 話すこと
- モバイル回線のイメージ インターネット、電話 携帯会社の装置？ アンテナ(基地局)？ 電波 でんぱ denpa スマホ
- LTEのおおまかな全体像 インターネット、音声通話システム等 終端装置 (P-GW) 中継装置 制御装置 (S-GW) (MME) 基地局 (eNodeB) 端末 (UE)
- 電源ONからネットにつながるまで
- 0. 端末の電源を入れる前 C社 認知情報と呼ばれる信号を B社 基地局 定期的に送信 基地局 • 事業者の識別番号 • バンド（周波数） • 基地局の識別番号 • 緊急地震速報 A社 基地局 zzz… SIM 端末
- 1. 端末の電源ON B社 C社 基地局 基地局 A社 基地局 1. 周辺の基地局からの認知情報を受 信し、基地局をリストアップ SIM 2. SIMカードに記録されている事業 者の番号をチェック 3. 接続する基地局をえらぶ 端末
- 2. 基地局との接続 端末 基地局 Random Access Preamble Random Access Response RRC connection request RRC connection setup RRC connection complete
- 3. SIMの認証と接続の暗号化 MME (制御装置) HSS 加入者情報を 端末 基地局 管理している 1. アタッチ要求 2. SIMの認証 3. 暗号化の要求と応答 4. 端末～MME、端末～基地局の暗号化が完了 5. 端末の位置登録
- 4. 終端装置までの通信路の確立 HSS MME (制御装置) S-GW P-GW 他ISP/IX 端末 基地局 (中継装置) (終端装置) など 1. アタッチ要求（再掲） 6. セッション 作成要求 7. ベアラ設定 8. セッション 9. アタッチ受け入れ 作成応答 10. P-GWまでの通信路が確立 インター ネット
- MVNOについて MVNO
- MVNO: Mobile Virtual Network Operator
- MVNOとMNOの関係 MNOの設備 HSS MVNOの パターン1 (加入者情報管理) 設備 MME (制御装置) 顧客情報 S-GW P-GW (中継装置) (終端装置) SIM ルーター インター 基地局 設備 ネット MNOの設備 HSS MVNOの設備 パターン2 (加入者情報管理) 2009年頃 MME 開始 (制御装置) 顧客情報 P-GW (中継装置) (終端装置) SIM ルーター インター 基地局 設備 ネット
- MVNOとMNOの関係 HSS MVNOの設備 パターン3 (加入者情報管理) 顧客情報 2018年頃 開始 “フルMVNO” MNOの設備 MME (制御装置) インター S-GW P-GW ルーター ネット (中継装置) (終端装置) SIM 基地局 パターン1: レイヤ3接続 パターン2: レイヤ2接続、柔軟な料金体制などができるように パターン3: レイヤ2接続+SIMカード/HSS、さらに幅広いサービス 他にも様々な形態のMVNOがあります MVNOについては、IIJ社の記事・資料が大変参考になります
- LTEから5Gへ
- Non-Stand Alone方式とStand Alone方式 インター docomo/ Softbank ネット等 SoftBank/KDDI インター ‘21年10月～ ’20年3月～ ネット等 docomo 楽天 ‘21年12月～ ’20年9月～ KDDI 5Gの LTEの ‘22年2月～ コアネットワーク コアネットワーク ※一般消費者の スマホ向けは まだです LTE用 5G用 5G用 基地局 基地局 基地局 端末 端末 NSA方式 SA方式
- LTEと5Gのアーキテクチャ比較 ※LTE, 5Gともに 省略した機能あり HSS LTE 加入者情報 PCRF MME S-GW P-GW PDN (外部ネットワーク) 端末 基地局 NRF NSSF AUSF UDM PCF 5G AMF SMF DN UPF (外部ネットワーク) 端末 基地局
- なるほど、わからん
- 結局、何が違うのか
- ※LTE, 5Gともに ① 制御とデータの分離 省略した機能あり HHS LTE 加入者情報 PCRF 端末 MME ↑制御 S-GW P-GW ↓データ PDN 5G NRF NSSF AUSF UDM PCF AMF SMF ↑制御 ↓データ UPF DN
- ② 端末管理とセッション管理の分離 HSS PCRF LTE 端末 MME S-GW P-GW 両方管理 セッション(通信路) PDN NRF NSSF AUSF UDM PCF 5G AMF SMF セッション 管理 端末管理 UPF DN セッション(通信路)
- ③ 装置ベースから機能ベースに LTE ノードベースアーキテクチャ HHS PCRF 加入者情報 MME S-GW P-GW PDN
- ③ 装置ベースから機能ベースに サービスベースアーキテクチャ NRF NSSF AUSF UDM PCF 5G REST, HTTP/2 AMF SMF UPF DN
- ③ 装置ベースから機能ベースに サービスベースアーキテクチャ NRF NSSF AUSF UDM PCF 5G REST, HTTP/2 AMF SMF UPF DN
- 5Gのネットワークスライシング *Network Slice NRF NSSF* AUSF UDM PCF Selecting Function AMF スライス1 SMF① 外部ネット UPF① ワーク① スライス2 SMF② UPF② 外部ネット ワーク② スライス3 SMF③ 外部ネット UPF③ ワーク③ セッション管理のSMFと、データ転送のUPFを複数用意することで、仮想的にコア ネットワークを分離。 各端末は複数のネットワークスライスに接続可能
- 5Gのモバイルエッジコンピューティング NRF NSS AUSF UDM PCF AMF SMF① UPF① 外部ネット ワーク① SMF② 外部ネット UPF②-1 UPF②-2 ワーク② エッジサーバー UPFにエッジコンピューティングのための(仮想)サーバーを接続できる UPFは物理的な位置は比較的自由に決められるため、 例えば基地局にかなり近いところにサーバーを置ける
- まとめ
- スマホがネットにつながる仕組み
- スマホがネットにつながる仕組み
- 参考資料 (1) https://www.slideshare.net/IIJ_techlog/iijmio-meeting-16-77895118 https://www.docomo.ne.jp/corporate/technology/rd/technical_journal/bn/vol19_1/in dex.html https://www.ctc-g.co.jp/report/column/5g_system/index.html https://www.docomo.ne.jp/corporate/technology/rd/technical_journal/bn/vol25_3/ https://www.soumu.go.jp/johotsusintokei/whitepaper/ja/r02/index.html https://www.etsi.org/images/files/ETSIWhitePapers/etsi_wp28_mec_in_5G_FINAL.pdf
- 参考資料 (2) https://www.janog.gr.jp/meeting/janog42/application/files/2115/3121/2967/janog42-slice- miyasaka.pdf https://www.docomo.ne.jp/info/news_release/2021/12/13_00.html https://news.kddi.com/kddi/corporate/newsrelease/2022/02/21/5890.html https://www.softbank.jp/corp/news/press/sbkk/2021/20211019_01/ https://corp.rakuten.co.jp/news/press/2020/0930_02.html https://www.itmedia.co.jp/mobile/articles/1603/14/news056.html https://www.iij.ad.jp/news/pressrelease/2018/0315-2.html
