移動通信ネットワーク

無線通信技術

装置 †

基地局制御装置 †

• 基地局と交換機の中継装置
• 配下の基地局を統括し，上の階層の交換機と連携する

BSC*1 †

• PDC用の基地局制御装置

RNC*2 †

• 3G用の基地局制御装置

交換機MSC*3 †

• 交換機
  • ここに，加入者情報を管理するHLR*4がつながる

関門交換機 †

• 移動通信ネットワークから，他のネットワークに移るときの関門部分
  • さらに相互接続点POI*5を通して
  • ここに，SCP*6がつながる

HLR †

• 加入者情報を管理する

SCP*7 †

• サービス制御装置
• 付加サービスに利用される

共通線信号線 †

• 制御信号線
• 交換機どうしを接続・連携させる

デジタル携帯電話(2G/2.5G) †

回線交換ネットワーク †

• NTT式のアナログ電話では，中継交換機そのものは変わってなかった(D60)
  • PDC*8では携帯電話の圧縮された音声ビットレートに対応するようにしただけ

• デジタル携帯電話
  • NTTのPDC
  • 欧州規格GSM*9
    • PDC,GSMは，音声通信と9.6kbps回線交換データ通信
  • KDDIのcdmaOne（2.5世代）
    • 14.4kbps回線交換データ通信
    • 当時はPDCよりも早いことをウリにしていた

• 携帯電話の為の仕組みが必要
  • 認証
    • 通信端末が，本当の加入者かどうか
  • 位置登録
    • 端末がどの基地局の配下にいるか
    • ネットワーク側で把握しておく

パケット交換ネットワーク †

PDC-P †

• DoCoMoのDoPa
  • 1997年に携帯電話上でのパケット通信網サービスPDC-Pの提供を開始

• 電話とは別のパケットコアネットワーク
  • ゲートウェイのISP*10の電話番号に接続して，通信を行う
  • 電話のコアネットワーク装置HLRも共用されている

• サービス
  • 28.8kbpsパケット通信
  • 9.6kbpsパケット通信
  • メール
  • ブラウザ
  • アプリケーションダウンロード

GPRS*11 †

• GSMで提供されているパケット交換ネットワーク
  • PDCの28.8kbpsに比べて，100kbpsという高速なパケット通信を可能とする

cdmaOne 64kbpsパケット通信 †

• 第2.5世代携帯電話のパケット通信
  • 第3世代携帯電話へと続くもの

第3世代コアネットワーク †

W-CDMA †

• サービス
  • 回線交換ネットワーク
    • 音声通信
    • 64kbps回線接続通信
    • TV電話

• パケット通信ネットワーク
  • 384kbpsパケット通信
  • メール
  • ブラウザ
  • アプリケーションダウンロード
  • 動画メール

FOMA †

• ATM*12コアネットワーク
  • DoCoMoの提供する3GPP標準のネットワーク
• 非同期転送モードATMを採用
  • 様々なデータをセルと呼ばれる固定長のパケットに変換
  • それぞれの特性に合った回線品質で高速に伝送できる
  • GSMに使われてるGSM-MAPやGPRSの機能をATMコアネットワーク内に含む
    • 電話網：GSM-MAPを通して
    • インターネット：GPRSを通して

• IPネットワーク通信システムへ統合する流れになる
  • ATMはもう古い！？

ボーダフォン †

• 回線交換/パケット分離ネットワーク
  • グローバル戦略
    • 他のGSMネットワークとの接続互換性の確保

• 2種類の無線ネットワーク制御装置
  • GSM携帯電話：BSC（日本では無し）
  • W-CDMA携帯電話：RNC

• 2種類のコアネットワーク
  • 電話網（ISDN）：回線交換ネットワーク
  • インターネット，電話網：GPRSパケット網

CDMA2000 †

• 2種類のコアネットワーク
  • 電話網（ISDN）：IS-41*13/拡張ネットワーク
    • 音声通信
    • 14.4kbps回線接続通信
  • インターネット：データ用のコアネットワーク
    • 64kbpsパケット通信（cdmaOne）
    • 144kbpsパケット通信（CDMA2000 1X）
    • 2.4kbpsパケット通信（CDMA2000 1X EV-DO）
    • メール
    • ブラウザ
    • アプリケーションダウンロード
    • 動画メール

PHS †

PHS回線交換ネットワーク †

• 携帯電話みたいに移動用のネットワークを作るわけじゃない
  • 固定電話ネットワークの機能強化という形
    • ISDNの付加機能として，移動体通信方のサービスを提供する事が目標
  • 加入者交換機に，「PHS接続装置」をつけてPHS基地局と接続

• ネットワーク
  • ISDNに準じたもの
    • 64kbps音声チャネル（Bチャネル）×２
    • 16kbps制御信号チャネル（Dチャネル）
  • 32kbpsで入ってくる音声通信は64kbpsに変換して流れる
    • PHS端末から基地局に届く音声通信は32kbps

• データ通信
  • PIAFS*14
    • 32kbpsのデータ通信
    • 1995年に策定されたPHSデジタル通信伝送制御手順
  • 64kbpsデータ通信
    • 無線区間音声チャネル32kbpsを2チャネル分束ねる

• 問題
  • 当初は，異なる交換機に収容されてる基地局間のハンドオーバが出来なかった
  • 交換機にPHS接続装置を付加しなきゃいけなかったので普及がしにくかった
    • 今では，新しい交換機（新ノード）には標準搭載

• サービス
  • 音声通信
  • 32/64kbps回線交換通信

パケット交換ネットワーク †

• PHSデータ通信サービスの主役
  • 通信キャリアによって，ネットワーク構成が違う

• ウィルコム
  • 基地局で，音声とパケット通信を分離
    • 交換機を通して，ウィルコムのパケットネットワークに受け渡す
    • そこまでは，ISDNのBチャネルパケット伝送回路

• ウィルコムのIP化
  • 2004年から，IP対応交換装置をNTT局舎内に設置する
  • 既存のPHS基地局をIP用コアネットワークに収容
    • 音声とデータ双方を統合できる

• サービス
  • 32/128/256kbpsパケット通信
  • メール
  • ブラウザ

ローミング †

• 他の通信キャリアのネットワークを通じて，発信や着信を可能にする技術
  • 通信キャリア間の協定に依存する
• 特に，海外通信キャリアとのローミングを国際ローミングという

発信 †

• 発信の場合に，他通信キャリアネットワークでの端末の認証を行う

HLR*15方式 †

• 現行のローミングシステムの主力
  • システムの改修が少なくて済む
• 自分の通信キャリアのネットワーク内にあるHLRで認証
  • 発呼のたびに，制御信号網を通じてホームネットワークのHLRにアクセスする

VLR*16方式 †

• 3Gになって発達するであろう方式
• W-CDMAではGLR*17方式とも呼ぶ
  • 交換機の一時的に加入者情報を持たせる装置でVLRというのが既にあるため

• ローミング端末が最初に他通信キャリアのネットアークで位置登録する
  • ホームネットワークのHLRから移動先通信事業者のVLRに一時的に記録することでまかなう

着信 †

• 移動先通信キャリアのネットワーク上でも，加入してる通信キャリアでの電話番号が使える

転送方式（ホームネットワーク経由方式） †

• Mobile IPみたいに，転送するやり方
  • 移動先ネットワークでは仮の電話番号を割り当てる
  • ホームネットワーク内のHLRに端末のルーティング情報がある

• 国際ローミングに使われている
  • ツーカーのボーダフォンへのローミングにも

リダイレクション方式 †

• 転送方式と似てるが，転送するのではなくかけなおす方法
  • ホームネットワークの交換機は，今いる移動先ネットワークの交換機の情報を発信者に通知
  • 発信者は改めて，直接の移動先ネットワーク内交換機にかけなおす

IN方式 †

• リダイレクション方式の進化版で，初めから直接かけ始められる
  • まず，ホームネットワーク内の交換機にもいかず，直接HLRで現在の位置情報を聞く
  • 発信者は位置情報を受け取ったら，そこにかけ始める