ローカル 5G ネットワークは、インダストリー 4.0 とスマートファクトリー、発電所、および未来の建物の触媒です。民間企業向けの 5G 展開オプションのリストが増えるにつれて、正確で効率的な 5G ネットワークテストの重要性も増しています。VIAVI は、ネットワークライフサイクル全体のローカル 5G テストと保証に最適な、直感的で費用効果の高い包括的な 5G ネットワークテストポートフォリオを開発しました。
設計から導入、アクティベーションまで、プライベートネットワーク全体をテストおよび監視するシステムを導入することによってのみ、SLA を満たすことができます。
5G プライベートネットワークを導入する理由
多面的な港湾、空港、何千ものデバイスが接続された高密度の工場フロアは、プライベート 5G（P5G）ネットワークの信頼できる常時接続サービスの恩恵を受けるユーザーのほんの一部です。ゼロからカスタマイズ可能なプライベートネットワークは、高度なセキュリティと柔軟性を備えた設計になっています。さらに、高度なサービスの柔軟性と、ネットワークスライシングなどの基本的な 5G 機能を実現できます。これは、それぞれが異なる特性と SLA を持つ複数のビジネスが行われる大きな港など、複数の運用環境では極めて重要になる可能性があります。
業種別の機会
プライベート 5G を使用すると、各ネットワークの特性を業種別の特定要件に合わせてカスタマイズすることができます。ヘルスケアや公安などのユースケースでは、レイテンシと信頼性に関してパフォーマンスを最適化しようとしますが、ゲームやモバイルブロードバンドなどの他の分野では、帯域幅とモビリティが重視されます。
システムインテグレーターの課題
プライベート 5G ネットワークの構築は魅力的ですが、ネットワークのライフサイクル全体に複雑さをもたらす可能性もあります。システムインテグレーターは、さまざまな企業向けのプライベートネットワークテンプレートを開発することで、プライベート 5G エコシステム内で重要な機能を果たします。多くはサービスとしてのネットワーク（NaaS）も提供しており、プライベート 5G ネットワークがアクティベートされると、顧客はネットワークの管理、運用、保守をアウトソーシングできます。
プライベート 5G ネットワークの設計
プライベート 5G ネットワークは、費用対効果の高い方法で開発し、商用ネットワークと同じ高品質の運用を保証する必要があります。プライベートネットワークのユースケースは多様です。つまり、ネットワークは、それぞれ異なる要件を持つあらゆる種類の端末をサポートする必要があります。例として、自動化されたスマートファクトリではセンサ、M2M データ交換、自律型ロボット、V2X などがある一方、大学のキャンパスではサポートする必要がある IoT タイプのデバイスは少なくなりますが、デバイスで通話したり、テキストメッセージを送信したり、TikTok に投稿したりする多数の加入者をサポートする必要があります。
導入を確実に成功させるために、ラボで費用対効果の高いテストアプローチを採用することで、潜在的な問題を特定し、エンジニアが実世界シナリオで問題が発生する前にトラブルシューティングを行って対処できるようになります。展開前のテストにより、プライベート 5G ネットワークがこれらの多様なユースケースの要件を満たすことができ、かつネットワークがセキュリティの脅威に対して堅牢であることを保証するための知見が得られます。
プライベートネットワークは、URLLC アプリケーションをサポートするために必要な低レイテンシ要件を満たすことができるか？ 不良トラフィックでフラッディングした場合、ネットワークはどの程度深刻な影響を受けるか？
プライベート 5G ネットワークの計画と設計を行うシステムインテグレーターとして、一歩先んじて次のようなテストベッドの前提条件を考慮する必要があります：
- エンドユーザー（すなわち、ショッピングセンターの場合）または端末（コネクテッドファクトリーの場合など）の動作、トラフィック、およびモビリティプロファイルをシミュレートするソリューション
- キャパシティを評価するために、セルまたはキャリアごとに多数の UE をサポートするオプション
- 5G SA コアネットワークをエミュレートして、本番前にプライベート 5G ネットワークをコアネットワークに接続した場合の効果をテストできる製品
- ネットワークセキュリティプロトコルを徹底的にテストするための実際のステートフルトラフィックと脅威およびマルウェアの組み合わせ
テストは、企業と通信事業者の両方が十分な ROI を得られるように、費用対効果の高い方法で、ネットワーク展開の相当前に行う必要があります。設計段階で適切なテスト会社と提携することにより、プライベートネットワークは、ロールアウトの相当前に、複数の多様なシナリオをサポートし、極めて安全であることを確認できます。
TeraVM 仮想化ソリューションを含む VIAVI 5G および O-RAN ラボポートフォリオをご覧ください。
プライベート 5G ネットワークの展開、アクティベート、および管理
プライベート 5G ネットワークは、多くの場合、ミッションクリティカルなサービスと高価値コンテンツを確実に配信する任務を負っています。これにより、システムインテグレーターと通信事業者は、次のような技術的な課題に先を見越して対処するようプレッシャーをかけられます。
- スペクトラムの共存：各ネットワークノードは、何年にも長引く可能性のある認可プロセスの対象となる可能性があります。認可された帯域と認可されていない帯域の利用のバランスをとり、CBRS などの認可されていない帯域が利用可能な場合は賢明に利用することが不可欠です。
- マルチオペレーターキャリアアクセスネットワーク：プライベート 5G ネットワークが広大な地理的領域をカバーする場合、複数通信事業者と複数 SLA が混在する可能性があります。ネットワークスライシングなどの影響を受けやすい 5G 機能のパフォーマンスは、地域内の他のワイヤレスおよび地上ネットワークと交差するため、慎重に監視する必要があります。
- 施設へのアクセス：プライベート 5G サービスが展開されてアクティベートされると、費用のかかる遅延を回避するために、ハードウェア、施設、およびインフラへのアクセスを明確に定義し制御する必要があります。
- 24 時間年中無休のオンサイトサポート：効率を改善するための完全自動（無人）ネットワーク運用が最近注目されていますが、24 時間のオンサイトサポートは、従来の 2 時間の故障対応時間 SLA を満たすことを求めるプライベート 5G ネットワークにとって非常に重要です。
最もクリティカルな課題の克服
魔法の公式はなく、うまく行くように切り回す必要があります。
複雑なプライベート 5G ネットワークを成功させるには、重要な SLA を一貫して満たしながら、ネットワークがスケジュールどおりに完全に稼働されるように、設計、展開、監視をシームレスに実行する必要があります。
以前に他のサービスを含んでいた帯域がプライベートネットワークに再割り当てられるにつれ、スペクトラムクリアランスが極めて重要になります。
信号解析、タイミングと同期の検証、アンテナアラインメント、ファイバーの認証、カバレッジとパフォーマンスのテストは、高い信頼性とサービス品質（QoS）をサポートするための最も重要な手順です。
テストプロセスの自動化
システムインテグレーターとして、インストールチームが、ネットワークが正しく構築されていることを保証するために、その過程で使用される構築とテストの確かな手順を持っていることを確認する必要があります。自動化によってトレーニングを最小限に抑え、プロセス全体で一貫性と再現性を提供できるため、将来のプロセス改善のための知見を得ることができます。
ネットワークライフサイクル全体でテスト、検証、最適化を自動化する方法
ネットワークの監視、管理、自動化
プライベート 5G ネットワークの展開を検証したら、エクスペリエンスの質と ROI を確実なものにするために、パフォーマンスと容量を監視する必要があります。ネットワークサービスが開始すると、効率的な運営費の必要性とパフォーマンスと信頼性の保証とをバランスさせることは、管理、運用、保守の自動化を促進する必要があることを意味します。
平均修理時間（MTTR）を最適化するための従来の手順の多くを自動化すると同時に、重要評価指標（KPI)、ダッシュボード、およびネットワークの信頼性を評価するために必要な継続的な監視のためのレポートを可視化することにより、ネットワークが確実にその最高の状態で機能するように設定できます。
導入と展開のテスト中に見られる自動化の利点はまた、無線からコアネットワークまでの End-to-End の監視を含む、より効率的なプライベート 5G ネットワークの管理と構成にも及びます。
NITRO Mobility 上に構築された NITRO プライベートネットワーキングインテリジェンス（PNI）ソリューション
本ソリューションは、プライベート 5G 展開の RAN とコアの両側面に保証を提供するだけでなく、セルラー接続されたすべてのデバイスのロケーションインテリジェンスを提供して、各業種に固有の一連の企業ユースケース企業に対応するため、システムインテグレーターのネットワーク管理、運用、およびメンテナンスサービスに統合することができます。複数の地域や国にまたがるフルサービスのプライベート 5G ネットワーク管理が急速に拡大するにつれ、可視性の強化がさらに重要になります。
プライベート 5G への移行過程でのパートナーとしてサービスを提供
複雑さを軽減し、プライベート 5G ネットワークが必要な品質とパフォーマンスを展開前と展開後に確実に提供できるようにするためにインテリジェントなソリューションを必要としているなら、当社がお手伝いできます。
VIAVI は、設計、導入、アクティベーションから管理、監視、自動化まで、ネットワークライフサイクル全体における信頼できるパートナーであり続けます。今も、将来も。
よくある質問
ローカル 5G とは
ローカル 5G は、企業、個人、または政府機関の私的使用専用に構築および運用される 5G セルラーシステムを記述するために使用される用語です。3GPP によって非パブリックネットワーク（NPN）として定義されているプライベートな 5G ネットワークは、通常、組織の特定の信頼性、可用性、およびサービスのニーズを満たすために、比較的小規模でより焦点を絞った展開を利用します。
4G LTE ワイヤレスを備えたレガシープライベートネットワークは、拡張されたカバレッジとカスタマイズオプションを提供します。超高信頼低遅延通信（URLLC）を提供することにより、ローカル 5G ネットワークは、高度な IoT、インダストリー 4.0 、およびミッションクリティカルな公安アプリケーションをサポートすることで大きな変化を生み出します。スペクトラムへのアクセスの改善、ユースケースの専門化、およびネットワークセキュリティの懸念も、ローカル 5G 市場を刺激する要因となっています。
ローカル 5G の要件とは
ローカル 5G ネットワークは、予期しない出来事が発生した場合でも動作可能な状態を維持する必要があるクリティカルな通信チャネルをサポートできます。アプリケーションによっては、プライベートネットワークの 5G の可用性、信頼性、インターワーキング、およびサービス品質（QoS）の要件が、商用ネットワークの標準よりも厳しい場合があります。
- セル中心のアーキテクチャからビーム中心のアーキテクチャへの移行。静的および動的なビームフォーミングが、パフォーマンス、最適化、およびロケーションインテリジェンスにおいて中心的な役割を果たします。
- サービスベースのコアネットワークアーキテクチャの実装（SBA）
- 主要な 5G ユースケースのためのネットワークスライシングと自動サービス提供をサポートする仮想ソフトウェア定義ネットワーク（SDN）：拡張モバイルブロードバンド（eMBB）、大規模マシンタイプ通信（mMTC）、および超高信頼低遅延通信（uRLLC）
プライベート 5G に適したアプリケーションには他にどのようなものがありますか？
インダストリー 4.0 は、自律型ロボット、輸送システム、およびマシンツーマシン（M2M）通信を工場、発電所、および配送センターにもたらしています。信頼性の高い高速で低レイテンシの接続性を必要とする民間アプリケーションは、一見したところ無限にあるようです。
石油とガス精製所は、プライベートネットワークの価値を長い間認識しており、その多くは商用ワイヤレスネットワーク範囲外です。これらの施設は、より広い地理的領域を網羅し、多くのクリティカルなマシン、センサー、および安全機能を備えています。産業用 IoT 向けのローカル 5G ネットワークを導入すると、これらの広大で相互接続されたネットワークをリアルタイムで安全に監視および保守できるようになります。
狭い空間内での跳ね返り信号や反射信号は、冗長性を高め、チャネル容量を増やすため、屋内会場は、5G スモールセルテクノロジーおよび時分割全二重（TDD）伝送に適しています。
スタジアムやモールは、運用のピーク時に高い接続需要を経験する大規模な会場の 1 つです。5G の登場により、ストリーミングコンテンツ、拡張現実、およびその他の広帯域幅アプリケーションに対する需要が負荷に追加されます。5G のローカルネットワークはこれらの課題に対処でき、大規模会場を拡大容量を備えた「スマート施設」に変換することができます。IoT とビームフォーミングテクノロジーにより、施設の運用とサービスの提供を合理化できます。
スマートシティは、5G 対応の未来のユートピア的なビジョンを表しています。スマート輸送システムは、低遅延の V2X（Vehicle-to-Everything）テクノロジーを使用して、同じようにスマートなショッピング、エンターテインメント、職場の間で乗客を効率的に輸送します。この理想化された都市は、独立したスモールセルネットワーク、商用 5G ネットワークプロバイダーによって管理されるプライベートネットワーク、および包括的なパブリック 5G ネットワークの組み合わせを採用する可能性が高いです。
プライベート 5G の展開にはどのようなオプションがありますか？
プライバシー、QoS、スペクトラム使用率（認可済み対未認可）、マルチサイトカバレッジ、および RAN のカスタマイズに関する企業の好みに応じて、ローカル 5G 展開のためのいくつかの実行可能なオプションが考えられます。
- スタンドアロン5G ローカルネットワークは、外部のモバイルネットワークオペレーター（MNO）から完全に独立しており、自己完結型のコアネットワークと RAN を維持します。
- 共有 RANネットワーク、別名ハイブリッドネットワークは、企業内で独立したサービスを確立しますが、パブリックネットワークの RAN とスペクトラムを活用します。このオプションは、ユーザーとネットワークの制御の一部を MNO に譲り渡します。
- ネットワークスライシングオプションは、MNO のネットワークの個別の仮想部分を私的使用に利用することに基づいています。カスタマイズされたネットワークスライスは、企業による私的使用専用に分離されます。
スモールセルはプライベートネットワークでどのような役割を果たしますか？
名前が示すように、スモールセルテクノロジーは、小規模で短距離の配信ノードを利用して、費用効果の高い屋内または屋外の 5G ワイヤレスグリッドを構築します。スモールセルネットワークの卓越したモビリティ、安定性、およびカバレッジは、ショッピングモール、オフィスビル、大学、製造工場、および 5G 世界の他の多くのプライベートネットワークで活用できます。
- 低展開コスト - スモールセルハードウェアは、複雑さを軽減するように設計されています。多くのスモールセルトランシーバーは、壁、ポール、およびその他のありふれた物に簡単に装着することができます。バックホールオプションも柔軟で、ファイバー、ケーブル、マイクロ波をすべて利用できます。マイクロセルは、広いカバレッジエリアで多数のユーザーの容量要求を一貫して満たすことができます。
- ライセンス免除帯域 - スモールセルミリ波ノードで構築されたプライベート 5G ネットワークは、57〜71GHz の無認可周波数帯を利用できます。この 14GHz の無料の連続スペクトラムは、ローカルネットワーク 5G に費用効果の高い広帯域幅サービスへの道を提供します。
5G が 72 か国の1,947 都市で利用可能に
