5Gの準備はできていますか？

新時代のネットワーク技術は、通信技術の発展を求めている。モノとネットワークの相互接続に大きく貢献する新世代の無線移動通信ネットワーク、すなわち5Gが期待されている。5G技術は2019年または2020年に大規模に導入されると見込まれており、あなたが学ぶべきことが数多く存在する。

なぜ5Gなのか？

第5世代を意味する5Gは、人口の増加と、人々の通信速度および機能に対する要求のいっそうの高まりにより、強く期待されている。4Gの段階では、モバイル決済、スマートフォン、ドローン、ロボットなどの応用により、人々の生活は大きく豊かになった。しかし、人々はそれ以上を求めている。

これまでに、5G は3つの段階を経てきた。第1段階は、5G 技術の本質を把握するために、十分かつ深い研究を行うことを目的としている。第2段階は、第1段階に対する標準を策定することである。第3段階は、第2段階の第2の開発段階であり、標準的な 5G の完全版を最終的に確定するものである。さらに、ネットワークの進展に合わせて、事業者の開発ペースに応じた実行可能な提案を行うことができる。

5Gは、あらゆるものがインターネットにつながる時代に向けて不可欠な存在になると期待されており、その純粋な技術と互換性が中核と見なされている。5G技術は、より多くの技術を導入し、あらゆるもののインターネット化に対する要求を満たすことが可能である。アクセスポートは再配分され、利用可能な周波数は最大限に活用されるべきである。

従来の世代と比較した5Gの利点

5G技術の明らかな利点は、従来の世代が担ってきた音声およびデータ通信を維持するだけでなく、他の多様なビジネス形態をも支援できる機能にあります。その結果、5Gはあらゆるビジネスと深く融合し、数多くのアプリケーションの出現に寄与することができます。現在までに、5G技術はeMBB、URLLC、mMTCという3つの主要なアプリケーションシナリオを定義しており、これらはすべて、現在の生活におけるほとんどのシナリオを網羅しています。

5G のあらゆる特性は、システム設計のあらゆる側面に確実に影響を及ぼす。たとえば、eMBB をサポートする場合には、周波数ごとに異なる特性を慎重に考慮する必要がある。低周波数帯では、スペクトル効率を十分に考慮しなければならない。一方、高周波数帯に関しては、すべての静的信号と通信チャネル、さらに動的な処理がビーム内で行われるため、ビームがシステム全体の要となる。その結果として、高周波数通信においては、ビーム管理が極めて重要な役割を果たす。

5Gの特徴

5Gネットワークは、4G技術の欠点を補うための技術的アップグレードに基づいて構築されたものである。現在までのところ、5G技術は将来において最も期待される無線ネットワークとみなされている。世界的な情報発展の背景の下で、ビッグデータの時代が到来した。その結果、無線通信ネットワークは「万物のインターネット」を実現するための突破口となっている。したがって、5Gネットワークを構築するにあたっては、モバイル通信情報の伝送速度を大幅に向上させるだけでなく、5Gと複数のモバイル端末との接続を最適化する必要がある。知能化技術と無線ネットワーク技術はいずれもIoT（モノのインターネット）構築の基盤技術であるため、5Gネットワークが複数のモバイル端末と良好に接続されていなければ、「万物のインターネット」は成功裏には実現されない。このような理論に基づき、ユーザーにより最適なサービスを提供するための無線ネットワーク端末の構築は、将来の5G発展における重要な特徴となっている。さらに、5Gネットワークは、無線リソース効率の高度な最適化に寄与し、低効率に関する問題を一層解決できるものでなければならない。

5Gの応用シナリオ

第5世代の移動通信ネットワークは、パーソナライズされたサービスを提供できるという期待から生じるアプリケーションシナリオに基づいて分類される。各アプリケーションシナリオは、周波数、スペクトル効率、ピーク値など、異なる要件を持つネットワークを必要とする。4Gから5Gへの移行段階において、主要な課題は、装備されたレート需要を満たすことができるかどうかという問題にある。

5Gのアプリケーションシナリオは、拡張モバイルブロードバンドシナリオ、大量デバイス通信シナリオ、超高信頼・低遅延通信シナリオ、モバイルインターネットおよびモバイルインターネットシナリオ、低遅延・高信頼シナリオ、低消費電力・大規模接続シナリオなど、さまざまな基準に基づいて分類することができる。

5Gのその他の技術

5Gネットワークには、SON技術、D2D技術、UDN技術、SDN技術など、多くの先進的な技術も含まれています。

• D2D

D2D は Device-to-Device の略称です。これは、端末デバイスがコミュニティリソースを再利用して 5G のリソース利用効率とネットワーク容量を向上させ、モバイル周波数資源の活用効果をさらに高め、ネットワークインフラのロバスト性を改善することを可能にします。また、D2D は 5G ネットワークの重要な発展動向と見なされており、IoT や IoV（Internet of Vehicles：車両インターネット）により良く応用することができます。

・サン

SON（Self-organizing Network）は、ネットワークの自動最適化、自動修復、ネットワークパラメータの自動再調整など、5Gネットワークの展開および運用の自動化を実現することができます。その結果、ネットワークの性能と品質が向上し、運用効率も大幅に改善されます。さらに、SONはネットワークへの人手による介入を減らすことができ、5Gネットワークの運用効率は一層向上します。

・UDN

UDN（Ultra Dense Network：超高密度ネットワーク）の出現は、コミュニティ密度が劇的に増大する背景の下で、コミュニティ半径がますます縮小していくという問題を克服することを目的としている。UDN により、より多くのモバイルインテリジェントデバイスやユーザーがインターネットにアクセスできるようになり、ワイヤレスネットワークトラフィックも増加する。その結果、数十億のユーザーのアクセスに関する要求を効果的に満たすことが可能となり、多様性に大きく貢献する。

• SDN

SDN（Software Defined Network）は、5Gモバイルネットワークの仮想化を実現できる新しい高度なネットワーク構造である。中核技術であるOpenFlowを活用することで、5Gネットワークはネットワーク機器の制御プレーンとデータプレーンを分離し、ネットワークトラフィックを柔軟に制御することができる。その結果、5Gネットワークはよりインテリジェントなチャネルへと進化し、5Gコアネットワークおよびアプリケーションイノベーションのための高性能な制御プラットフォームを提供できる。

5Gの発展動向

将来、5G の主な発展動向は、より大容量かつ広帯域化と、よりインテリジェントな通信ネットワークという二つの方向に進む。

5Gモバイル通信では、DBA（動的帯域幅割り当て）、タイムシェアグルーピングコール、通信周波数分割多重化などの、より多くの重要技術が導入され、5Gモバイル通信技術のユーザー収容能力が向上します。

テクノロジーがどれほど進化しようとも、最終的な端末は依然として電子機器に依存しています。世界的な電子機器製造サービス（EMS）プロバイダーであるPCBCartは、カスタムの高品質な製造サービスを提供することで5Gを受け入れる準備を整え、新たな時代において電子製品が5Gに対応して活躍できるようリードしています。