2007年3月7日
NTTDoCoMo
NW開発部 輿水 敬
3GPP
3GPP
AIPN/SAE
AIPN/SAE
技術と
技術と
標準
標準
化
化
移動通信ワークショップ
移動通信ワークショップ
IEICE
IEICE
移動通信ワークショップ
移動通信ワークショップ
日時：3/7（水） 15:00～18:00 場所：ＹＲＰホール 題目：NGNとAll IP Networkの現状と将来 内容：近年、次世代モバイルネットワークとして、セルラーだけでなく、WLANや WiMAX など種々のモバイル端末を収容するためのAll-IP Network (AIPN)の標準化の検討が3GPPをはじめとして精力的に行われている。 一方、FMCをも取り込んだ次世代ネットワーク(NGN)の標準化がITU-Tを中心に活発 に行われている。今回、NGNとAIPNに関わる専門家が集まり、 NGN,AIPNの標準化動向について現状を整理するとともに、AIPNやNGNの導入に より、どのような新しい付加サービスが期待できるのか、また、AIPNとNGNは何がど のように違うのか、今後推進するにあたり、どのような課題があるかなどについて議 論する。 千葉大大学院 阪田 NGNとAll IP Networkの現状と将来 ドコモ（輿水） 3GPP AIPN/SAE技術と標準化 ＫＤＤＩ研（山田） ＮＧＮサービス関連 ＮＥＣ（本吉） ＡＩＰＮ，ＮＧＮの連携 日本エリクソン（小田） ３ＧＰＰ，ＮＧＮでのＩＭＳ関係 モトローラ（宇野） ITU-T NGN CSF並びにSAE/LTEについて 形式： モデレータ10分、パネラ2０分間のプレゼン 35分間パネル討論を行う。Table of Contents
Table of Contents
3GPPにおけるSAE/AIPNの経緯
AIPN/SAEの要求条件概要
GTP拡張型とIP拡張型移動制御方式における
NW展開思想の違い
IPプロトコル移動制御方式
3GPPにおけるSAEの議論状況概要
AIPN/SAE
S1における検討経緯
z
TR22.978
: All-IP Network (AIPN) Feasibility Study
•
2004
年
6
月
10
日 第
0
版発行、
FS
検討が開始される
•
2005
年
3
月
@SA#26
会合で、
V7.0.0
の承認
z
TS22.258
:
Service Requirement for AIPN
•
2005
年
4
月
4
日、第
0
版発行、
TS
検討が開始される
•
2005
年
12
月
@SA#30
で、
V7.0.0
の承認
•
2006
年
3
月
@SA#31
で、
V8.0.0
の承認
z
TS22.278
:
Service Requirements for evolution of the
3GPP system
•
2006
年
6
月、第
0
版発行、
TS
の検討が開始される
•
2007
年
1
月、
S1#35
会合で
V2.0.0
の合意
•
2007
年
4
月会合で、
V8.0.0
の予定
3G
3G
PP
PP
-
-
AIPN/SAE
AIPN/SAE
要求条件の経緯
要求条件の経緯
移動通信WS, 2007Mar07 Page 6
AIPN
AIPN
の定義と目的
の定義と目的
All-IP Network (AIPN)の定義
A collection of entities that provide a set of capabilities for the provision of IP
services to users based on IP technology where various access systems can
be connected.
ハイレベルオブジェクティブ
Introduction of the AIPN are to realise: universal seamless access, improved
user experience, reduction of cost (for AIPN operators), and flexibility of
deployment. WLAN Other Access Systems (broadband fixed and wireless) Common IP-based network Support of a variety of different access systems High performance mobility management Session management
Advanced services High network performance
Efficient handling and optimal routing
of IP traffic Security and
Privacy QoS
Terminal and User identification Future 3GPP Access Systems Existing 3GPP Access systems Session mobility
AIPN
External IP Networks e.g. Internet Terminal mobility PSTN End to End QoS Guaranteed Connection主な要求条件
主な要求条件
様々なアクセスの収容
z The AIPN/SAE shall be capable of accommodating a variety of different access systems thus providing a multi-access system environment to the user.
異なるアクセス間のモビリティ機能の提供
z The AIPN/SAE shall provide mobility mechanisms to support frequent
handovers within and across 3GPP access systems and non 3GPP access systems in order to avoid service degradation.
高いモビリティ制御能力の提供
z Mobility functionality shall be optimized meaning that it offers minimal
signalling overhead, minimal handover interruption time, secure handover procedure and local breakout.
Non-3GPP網とのインターワーク能力
z The AIPN/SAE shall provide capabilities to inter-work with a variety of broadband networks based on IP technologies including those not specified by 3GPP.
サービス継続性の提供
z The AIPN/SAE shall support service continuity between 3GPP access
systems and also between 3GPP access systems and non 3GPP access systems whether the UE supports simultaneous radio transmission or not.
主な要求条件
主な要求条件
続き
続き
QoS能力の提供
z The system shall have the ability to provide a quality of service equal to or
better than the QoS requirements specified for GSM and UMTS.
プライバシー保護
z It shall be possible to provide no disclosure, at any level of granularity, of location, location-related information, e.g. geographic and routing information, or information from which a user’s location can be determined, to unauthorised parties, including another party on a communication.
様々なIPトラフィックの収容
z The system shall support both IPv4 and IPv6 connectivity. Interworking between IPv4 and IPv6 terminals, servers and access systems shall be possible. Mobility between access systems supporting different IP versions shall be supported.
セキュリティの提供
z The system shall provide a high level of security, equivalent or better than Rel-7 3GPP systems.
z The evolved 3GPP system should provide protection against threats and
GTP
GTP
拡張型と
拡張型と
IP
IP
拡張型移動制御方式に
拡張型移動制御方式に
おける
IMS, Corporate NW Etc. SGi PCRF HSS WLAN Access Network Evolved RAN SGSN UTRAN S3 (GPRS) ePDG S2b Serv-SAE PDN-SAE Non 3GPP IP Access S2a S6 S7a S7b S5
SAE Architecture
GPRSベースプロトコル
の適応
GTPベースプロトコル
IPベースプロトコル
IPベースプロトコルの適応
GTP
GTP
拡張型、
拡張型、
IP
IP
拡張型
拡張型
NW
NW
の論点
の論点
既存網を尊重GTPベース制御、
能力の発展は最小限
non-3GPPとの統合は補足的位
置づけ
ホストベースのIPモビリティ（切替）
WLAN LTE 3G GPRS GPRS Architecture A WLAN LTE 3G GPRS GPRS Architecture A LTE 3G 4G WLAN Seamless Ａｌｌ-ＩＰ NW GPRS Ａｌｌ-ＩＰ NW 3GPP2 NW NGN Architecture B GPRS＋ WiMAX LTE 3G 4G WLAN Seamless Ａｌｌ-ＩＰ NW GPRS Ａｌｌ-ＩＰ NW 3GPP2 NW NGN Architecture B GPRS＋ WiMAX
IPベース制御方式、IPプロトコルを
コアNWへの適用
異種アクセスを統合的に制御
他IPベース網との整合も考慮
3GPP-SAEでは、双方の考え方を尊重し、使用するプロトコルは、
IP
IP
プロトコル移動制御方式
プロトコル移動制御方式
PMIP
IP based Mobility Protocol
IP based Mobility Protocol
2つの方向性が議論されてきた (
Host Based
v.s.
NW Based
)
z
Host Based Mobility
• 端末の移動に伴うネットワーク内の経路変更の指示を端末自身が行う
• プロトコル例：Mobile IPv4/6
• アプリケーション用IPとデータ転送用IPを利用する (e.g. HoA, CoA)
• 特徴概要
• ネットワーク側への能力追加が少ない（HAの導入のみ）
• ユーザデータ/シグナリングのオーバヘッドによる無線リソースの消費
• ネットワーク内ノード情報の公開が前提（HAアドレスは端末に通知）, etc
z
Network Based Mobility
• 端末はリンクレイヤ（L2）のみを意識し，移動してもネットワーク内の経路変更
を行わない
• NWのEdge装置がリンクレイヤの変更を契機に，網内経路を切り替える
• プロトコル例：Proxy Mobile IPv6
• 特徴概要
• ネットワーク側への機能追加がHost Based Mobilityよりも多い（Edge装置の導
入が必要）
• 移動制御のためのオーバヘッドが発生しない（ユーザデータ，シグナリングとも）
Host based MM
Host based MM
v
v
.
.
s
s
.
.
Network based MM
Network based MM
○ 移動制御が網内シグナリングにより 実現されるため，安全である ○ PMIPではIPv4/IPv6の端末，コア ネットワークのサポート可能 ○ 位置情報を示す情報要素を通知しない ○ HOにおいて，IPレベルの処理は不要で あり高速な切り替え可能 ○ アクセス非依存のため可能 ○ アクセス非依存のため可能
Network Based
Network Based
Mobility
Mobility
Host Based
Host Based
Mobility
Mobility
モビリティ関連 要求条件 △ 端末－ネットワーク間シグナリングの秘 匿メカニズムが必要．脅威可能性が増大 △ プロトコルによりSolutionが提供される が完全ではない △ 経路最適化により位置情報漏洩 △ HO毎にIPアドレス取得等の手順が必要 ○ アクセス非依存のため可能 ○ アクセス非依存のため可能 高いセキュリティ 能力提供 様々なIPトラフィック 収容 プライバシー保護 高いモビリティ制御 能力の提供 異なるアクセス間のモ ビリティ機能の提供 様々なアクセス収容Network Based Mobilityは前述要求条件
PMIP
PMIP
プロトコル技術概要
プロトコル技術概要
外部網 （e.g. Internet） 外部網 （e.g. Internet） MAG LMA MAG 無線基地局 （S3G, WLAN) アクセス 制御装置 HandoverProxy Binding Update Proxy Binding Ack
Proxy Binding Update
Proxy Binding Ack
リンク確立情報や端末認証情報を用い， ネットワーク内のルーチング経路を作成する制御プロトコル z LMA-MAG間での制御信号交換により端末IPアドレスに対するルーチング経路を作成 • E.g. IP-in-IPトンネリング 端末はネットワーク内で移動によらず同一のIPアドレスを使用可能 z端末はIPレベルでの移動を意識しない IPv4およびIPv6のユーザIPアドレスおよびトランスポートをサポート zIPv4のみユーザの収容やIPｖ4 トランスポート網(MAG～LMA間)にも適用可能
3GPP
S2
S2
における検討経緯
における検討経緯
TR23.882
: System Architecture Evolution TR
•
2005
年
4
月、第
0
版発行、
TR
検討が開始される
TS 23.401
,
TS23.402
: SAE-TS
•
2006
年
12
月
@SA#34
で
SAE
基本アーキテクチャが
合意される
•
TS
初版発行、現在
V0.2.0
に至る
•
2007
年
2
月
SAE
アドホク会合で、
LTE
収容の懸案事項
（アーキ）が解決
TS23.40
TS23.40
1
1
: Non
: Non
-
-
Roaming Architecture
Roaming Architecture
(LTE)
(LTE)
•PDN Termination Point
•Policy Enforcement
•Charging Support
•Lawful Interception
•Local Mobility Anchor point for inter-eNodeB
handover
•Mobility anchoring for inter-3GPP mobility
•Lawful Interception
•NAS signalling
•Inter CN node signalling for mobility between 3GPP access networks
•Idle mode UE Tracking and Reach-ability
•Authentication SGi S4 S3 S1-MME PCRF S7 S6a HSS Operator’s IP Services (e.g. IMS, PSS etc.)
Rx+ S10 UE GERAN UTRAN SGSN “LTE-Uu” EUTRAN MME S11 S5 Serving SAE Gateway PDN SAE Gateway S1-U
TS23.402:
TS23.402:
Non
Non
-
-
Roaming Architecture (non
Roaming Architecture (non
-
-
3G)
3G)
Trusted/Untrusted* Non-3GPP IP Access or 3GPP Access SGi PCRF S7 S6a HSS ePDG S2b Serving SAE Gateway Wn* 3GPP AAA Server Operator’s IP Services
(e.g. IMS, PSS etc.)
Wm* Wx* Untrusted Non-3GPP IP Access Trusted Non-3GPP IP Access Wa* Ta* HPLMN Non-3GPP Networks S1-U S1-MME EUTRAN 2G/3G SGSN S4 S3 S5 S6c Rx+ S2a PDN SAE Gateway MME S11 S10 UE S2c
