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。
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 の対象は？
パブリック 5G サービスが拡大および改善されているため、5G の世界におけるプライベートネットワークの背後にあるロジックは不明確に見えるかもしれません。ローカル 5G スペクトラムのライセンス供与、複雑なネットワークインフラの購入と導入、ネットワークの問題とKPIの監視は、複雑で時間がかかる場合があります。
ローカル 5G から最も恩恵を受ける立場にある組織は、共通の特徴を共有しています。これらには、高度なセキュリティないしプライバシー要件、独自のサービス提供、5G 展開予定の加速、またはそれらのいくつかの組み合わせが含まれます。新しい 5G 機能が明らかになり続けるのに伴って、多くの組織の立場は、単に将来の運用上の優位性を確保することです。
- 製造業は、ローカル 5G の大きな可能性を認識しています。低遅延、広帯域幅の通信は、画期的なロボット工学、マテリアルハンドリング、および予知保全といったイノベーションのための理想的な中枢神経系を形成します。
- インダストリー 4.0 は、精度と効率がかつてないほど向上した、既存の自動化とコンピューター制御の上に積み重ねられた 5G 革命を記述するために使用される用語です。スマートファクトリーでローカルネットワーク 5G を使用すれば、有線接続を最小限に抑えてデータの収集と分析を合理化し、工場内の人間の安全性を向上させることができます。
- ヘルスケア、教育、公共交通機関など伝統的な企業も、ローカル 5G 展開の恩恵を受けることができます。これらの業界では、ローカルネットワークの 5G を使用して、ロジスティクス、カバレッジ、セキュリティを強化できます。超大型データ侵害は、クライアントのプライバシーと安全を保護することの重要性を浮き彫りにしました。
ローカル 5G のアプリケーション
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遅延の接続を求める民間アプリケーションは、一見無限にあるように思えます。限られたスペース内での跳ね返り信号や反射信号が、必要となる冗長性を増やし、使用するチャネル容量を増やすことになるため、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）伝送と特に相性が良いようです。
スタジアムとモールは、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。
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。
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。
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アーキテクチャ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）
ローカル 5G の O-RAN
ローカル 5G の 3GPP 規格により、企業は独自のワイヤレスネットワークを定義および構築できます。これにより、専用 RAN からオープン RAN（O- RAN ）アーキテクチャに移行する絶好の機会が生まれます。オープン RAN は、複数のローカル 5G ベンダー製のクラス最高の RAN 要素を組み合わせることができるミックスアンドマッチアプローチを支持しています。オペレーターは、O- RAN がもたらす固有の競争と革新により恩恵を受けます。
5G ローカルネットワークにおけるスモールセルの役割
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。
- 低いサービス展開コスト
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。 - ライセンス免除バンド
スモールセルミリ波ノードで構築されたローカル 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。
ローカル 5G のセキュリティ
プライベートネットワークオプションは、多くの場合、セキュリティの向上に関連していいますが、常にそうであるとは限りません。IoT の展開は、潜在的な悪意のある攻撃者の攻撃対象領域を増やす可能性があります。マルチベンダーのオープン RAN ソリューションは、標準の解釈と相互運用性に関連した脆弱性の原因になる可能性があります。ローカル 5G 企業の運用と資産は、プライベートネットワークのパフォーマンスと深く関わっています。このため、高付加価値セキュリティサービスが必須となります。
VIAVI TeraVM アプリケーションエミュレーションおよびセキュリティパフォーマンスソリューションは、ローカル 5G のネットワークセキュリティのプロアクティブなオプションです。TeraVM プラットフォームには、最新の共通脆弱性識別子（CVE）リポジトリに基づいた実世界の脅威エミュレーションが含まれています。潜在的な脆弱性は、高度な脅威分析を使って特定され、セキュアアクセステクノロジーの信頼性を検証できます。
ローカル 5G ネットワークのテストの課題
5G エンタープライズローカルネットワークのユースケースは多様であるため、ネットワークテストは困難であるものの不可欠なものになっています。自動ファクトリネットワークには、センサ、M2M データ交換、ロボット工学、およびその他の低遅延アプリケーションが含まれる場合があります。大学のキャンパスには、はるかに少ない IoT デバイスしかないかもしれませんが、高帯域幅サービスを実行するより多くの加入者をサポートする場合があります。
ローカル 5G ネットワークを展開するために必要な投資は多額になる可能性があるため、すべてのモビリティシナリオを検証するために、稼働に先だって費用効果の高いテストを行う必要があります。施設所有者とプライベートネットワークの設計者は、業界の専門家の専門知識を活用して、ネットワークのパフォーマンスを確保し、ROI を最大化できます。
- スモールセルの展開は、カバレッジとパフォーマンス（スループット）を確保するためのセル配置の最適化から始めて、特に困難となる可能性があります。機器の故障は QoS に大きな影響を与える可能性があるため、信頼性は極めて重要です。徹底的なネットワークテストとカバレッジマッピングが、スモールセルのパフォーマンスを確保するための推奨プラクティスです。
- 5G SA コアテストは、特にインダストリー 4.0 やその他の産業規模のユースケースでは、プライベートネットワークの信頼性を確保するために不可欠です。TeraVM 5G コアテストは、シミュレートされた実世界の条件下で 5G コアと SBA を検証するための効果的な方法を提供します。5G コアエミュレーションを利用して、ネットワークインフラのストレステストを行い、KPI が満たされていることを保証することもできます。
ローカル 5G をテストする方法
商用の 5G 展開に比べて規模は小さいものの、ローカル 5G ネットワークテストは、ネットワークライフサイクル全体で同レベルの厳密さを採用する必要があります。これは、厳密なコアテストと、ネットワークのカバレッジと機能の検証/妥当性確認から始まります。アクティブ化後に QoS を検証するには、ネットワーク監視ソフトウェアを使用することができます。ローカル 5G テストの実践は、以下の点の確立に焦点を当てる必要があります。
- セキュリティ
ローカル 5G 市場では、クリティカルな資産、データ、および制御システムが前例のないレベルでばく露されることになります。これにより、サイバーセキュリティのリスク許容度が低下します。ローカル 5G ネットワークエコシステムを保護するには、プロアクティブなセキュリティシステムと堅牢な監視および対応計画が必要です。 - 信頼性
ローカル LTE 5G ネットワークは、遠隔地向けの便利な通信サービスから、経済性および安全性に多大な影響を与えるクリティカルなデータ伝送経路へと進化しました。予測可能なすべての条件下で信頼性を確保するには、初期のネットワークテストと継続的な監視が適切である必要があります。 - スループット
5G ローカルネットワークのパフォーマンスは、スモールセルのレイアウト、ネットワークのタイミング/同期、コアの設計、干渉、ファイバーの清潔度などの要因によって影響を受ける可能性があります。ネットワークスループットを検証して継続的に監視することで、全体的なパフォーマンスの高レベルのバロメーターが提供されます。
ローカル 5G ライフサイクル
- ローカル 5G の開発
ローカル 5G とオープン RAN により、企業は独自の 5G ネットワークを自由に設計、構築、運用できます。ただし、それを単独で実行するために必要な専門知識を社内に備えている組織はほとんどありません。通信事業者、ローカル 5G ネットワークプロバイダー、およびネットワークテストの専門家と提携することにより、ラボでのシミュレーションテストを含む、ネットワーク開発へのより費用効果の高いアプローチをとることができます。
VIAVI TM500 ネットワークテスターは、さまざまなローカル 5G ユースケースのトラフィックとエンドユーザーの動作をシミュレートするための効果的なツールです。容量を評価するために、セルあたりに多数の UE をシミュレートできます。
- ローカル 5G の導入
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。
- ローカル 5G の保証
5G ローカルネットワークは、ビジネスクリティカルなサービス、スループット、およびセキュリティを継続的なネットワークパフォーマンスに結び付けます。可視性を確立し、異常をシームレスに修正するには、高レベルの保証が必要です。5G の複雑さは、このタスクをより困難にします。
VIAVI NITRO ソリューションは、End-to-End のネットワークの可視性を提供するリアルタイムのインテリジェントな保証および最適化プラットフォームです。機械学習（ML）と人工知能（AI）を組み込むことにより、NITRO は、5G ローカルネットワーク保証への的を絞ったアプローチに、サブスクライバー、サービス、およびネットワークパフォーマンスに関する継続的な知見を提供します。
VIAVI がローカル 5G をサポートする方法
あらゆる規模とタイプの企業が、ローカル 5G の価値を認識しつつあります。
VIAVI は、これらの新しい 5G ネットワークが展開の前後に最適な価値とパフォーマンスを提供していることを保証するための高度なテストソリューションと専門知識を備えています。簡素化され直感的なワークフローにより、テストの複雑さと市場投入までの時間が短縮されます。VIAVI ネットワークテストおよび保証ソリューションは、ターンキーハードウェアの展開から SLA に基づくネットワークスライシング、さらには増加するその間のハイブリッドモデルの組み合わせまで、あらゆるシナリオをサポートします。
