Rakuten Mobile, Inc. et le Japon Organisation pour le développement des nouvelles technologies énergétiques et industrielles (NEDO) a annoncé l’achèvement d’un projet de recherche et développement. Cela vise le déploiement commercial d’équipements de réseau radio 5G autonomes (SA) 5G entièrement virtualisés utilisant du matériel à usage général et la technologie cloud, dans le cadre du « Projet de recherche et développement d’infrastructures améliorées pour les systèmes d’information et de communication post-5G » de NEDO.

Dans le cadre du projet de recherche et développement, Rakuten Mobile a utilisé la technologie de virtualisation pour déployer la 5G SA et le découpage du réseau d’accès radio (RAN), ainsi que pour améliorer les performances et étendre les fonctionnalités du réseau. Les résultats du projet de recherche et développement ont également confirmé que les dépenses d’investissement (dépenses en capital) et les dépenses d’exploitation (dépenses opérationnelles) pourraient être réduites de 30 % ou plus par rapport aux réseaux mobiles conventionnels nécessitant du matériel et des logiciels dédiés. Ces efforts contribueront à accélérer le déploiement de réseaux mobiles autonomes 5G utilisant du matériel à usage général.

Rakuten Mobile prévoit d’introduire cette technologie pour les réseaux mobiles 5G autonomes commerciaux à l’avenir, et par l’intermédiaire de sa filiale Rakuten Symphony, la société vise à accélérer davantage le déploiement mondial de plates-formes de réseau mobile autonomes 5G avancées et entièrement virtualisées développées au Japon.

Aperçu du projet de recherche et développement

Avec le développement de la 5G et une société post-5G, la demande de services utilisant des fonctionnalités telles que les réseaux mobiles à très haut débit, la latence ultra-faible et les connexions multiples simultanées devrait augmenter régulièrement. Pour répondre aux exigences d’un réseau mobile de haute qualité, il est nécessaire de développer des équipements de réseau mobile fiables et rentables capables de répondre à l’augmentation et aux fluctuations du trafic réseau.

NEDO vise à construire et à étendre la fabrication de systèmes d’information et de communication post-5G au Japon en développant des technologies qui constitueront un élément central des réseaux post-5G. Pour contribuer à cette mission, Rakuten Mobile a lancé un projet de recherche et développement en juillet 2020 sous le thème « Recherche et développement d’équipements d’accès radio 5G virtualisés ».

Dans le cadre de la recherche, Rakuten Mobile a travaillé sur le développement d’équipements d’accès radio 5G entièrement virtualisés utilisant du matériel à usage général et la technologie cloud pour les réseaux mobiles 5G autonomes. En outre, la société a testé la mise en œuvre du découpage du réseau RAN et des améliorations de performances pour obtenir des connexions multiples ultra-haut débit, ultra-faible et simultanées adaptées au déploiement commercial dans les réseaux mobiles de grande capacité.

En conséquence, Rakuten Mobile a pu confirmer que plus de trois fois le nombre d’appareils connectés pouvait être pris en charge par rapport aux réseaux d’évolution à long terme (LTE) en gérant les frais généraux (augmentation de la charge de traitement) causés par les plates-formes cloud et le traitement logiciel.

Ce résultat a confirmé que les dépenses d’investissement et d’exploitation peuvent être réduites de 30% ou plus par rapport aux réseaux mobiles conventionnels utilisant du matériel et des logiciels dédiés, permettant la création de réseaux autonomes 5G flexibles.

Résultats du projet de recherche et développement

• Développement de la 5G autonome pour les équipements d’accès sans fil – Pour cette recherche, Rakuten Mobile a effectué un test de connexion de bout en bout (terminal cœur à cœur) pour les fonctions de base autonomes 5G utilisant un équipement d’accès sans fil avec technologie de virtualisation. En conséquence, la société a permis la communication sur un réseau autonome 5G entièrement virtualisé, du RAN au réseau central, en utilisant des appareils compatibles 5G autonomes et le réseau autonome 5G de Rakuten Mobile. En outre, afin d’améliorer l’efficacité opérationnelle pendant le déploiement commercial, Rakuten Mobile a développé une plate-forme pour tout automatiser, de la construction RAN aux opérations et à la maintenance.

• Confirmation de l’efficacité du découpage du réseau RAN – Rakuten Mobile, en collaboration avec le projet commandé par NEDO « 5G slicing orchestration advancement technology using AI », a également développé la fonctionnalité de découpage du réseau RAN. Cela aidera à réaliser des réseaux autonomes 5G qui bénéficient d’une communication ultra-haut débit, d’une latence ultra-faible et de connexions multiples simultanées.

Pour tester la fonctionnalité et vérifier les avantages du découpage du réseau RAN, Rakuten Mobile a construit un système reliant un système de détection d’intrusion NEC (FieldAnalyst for Scene Understanding) équipé d’une technologie d’analyse vidéo, à la fonctionnalité de découpage du réseau RAN fonctionnant sur le réseau autonome 5G développé dans ce projet de recherche (Fig. 2). Les résultats ont montré que la fonction de découpage du réseau RAN a étendu la bande passante sans fil 5G en temps réel au moment de la détection d’intrusion, permettant d’effectuer une surveillance vidéo avec une qualité d’image supérieure et une latence inférieure à celle des heures normales, vérifiant ainsi l’efficacité de la fonction de découpage du réseau RAN (Fig. 3).

• Amélioration des performances et extension des fonctionnalités à un usage commercial – Rakuten Mobile a testé et développé diverses méthodes pour obtenir des améliorations de performances et des améliorations fonctionnelles, dans le but de réduire les frais généraux engendrés par les plates-formes cloud et le traitement logiciel qui accompagneront l’introduction future de la technologie de virtualisation.

Pour l’extension de la prise en charge des unités distribuées et des unités radio de la station de base, les ressources cloud ont été réduites avec succès en augmentant le nombre de cellules par unité centrale virtualisée (vCU) jusqu’à 256 cellules, permettant ainsi plus de trois fois le nombre d’appareils connectés par rapport aux réseaux LTE (Fig. 4). De plus, lors des tests de stabilisation TCP (Transmission Control Protocol), en arrangeant le stabilisateur TCP à la position optimale dans un environnement virtualisé, Rakuten Mobile a vérifié la stabilisation du trafic de communication TCP de bout en bout par plusieurs terminaux et l’amélioration du débit global (Fig. 5).

Projets futurs

L’introduction de ces résultats de recherche dans les réseaux mobiles autonomes 5G commerciaux réduira les coûts de développement et d’exploitation et permettra des réponses flexibles aux exigences avancées en matière de qualité du réseau dans divers services utilisant les réseaux 5G. Cela devrait contribuer non seulement aux applications actuelles telles que les appels vocaux et la navigation sur Internet, mais aussi à améliorer le confort de la vie quotidienne et des affaires.

Rakuten Mobile continuera à promouvoir le développement de réseaux 5G à l’aide de matériel polyvalent entièrement virtualisé.

NEDO continuera à développer des technologies qui constituent le cœur des systèmes d’information et de communication compatibles post-5G, y compris des équipements 5G autonomes, dans le but de construire et d’étendre la base de fabrication de systèmes d’information et de communication post-5G au Japon.

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