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5G とは

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5G とはだい 5 世代せだいのモバイルネットワークのことで、帯域たいいきはばとレイテンシーのアップグレードにより、きゅう世代せだいのネットワークでは不可能ふかのうだったサービスが可能かのうになります。既存きそんの 4G LTE モバイル通信つうしんネットワークは 5G により強化きょうかされ、やがて全面ぜんめんてきえられていきます。モバイルネットワークはどの世代せだいも、使用しようされるテクノロジー、信号しんごう送受信そうじゅしんにかかる時間じかん (レイテンシー)、接続せつぞくされたデバイスへのネットワークのデータ転送てんそう速度そくどなど、いくつかの要素ようそ定義ていぎされています。 5G ネットワークはギガビット速度そくどわれる、最大さいだい 10 Gbps のデータ転送てんそう速度そくど実現じつげんします。5G サービスによってレイテンシーも大幅おおはば減少げんしょうし、リモートエリアの対応たいおう範囲はんい拡大かくだいできます。 

しかし、2021 ねん時点じてんでは、基盤きばんとなるインフラストラクチャが少数しょうすうのエリアに限定げんていされているため、5G はいまだブループリントの性格せいかくつよ状態じょうたいです。とはいえ、この状況じょうきょう急速きゅうそく変化へんかする可能かのうせいがあります。韓国かんこくではすでに全国ぜんこくてきに 5G を展開てんかいしており、日本にっぽんはオリンピックの開幕かいまくまえ統合とうごう完了かんりょうさせようと計画けいかくしています。米国べいこく連邦れんぽう通信つうしん委員いいんかい (FCC) や、オーストラリア、中国ちゅうごく欧州おうしゅうをはじめとする各地かくちでは、現地げんちのサービスプロバイダーとの協力きょうりょくのもと、5G のサービス範囲はんい拡大かくだいつとめています。

4G が混雑こんざつしているからです。そして、高速こうそくのニーズはかつてないほどたかまっています。

需要じゅよう急増きゅうぞうは、必然ひつぜんてきに、消費しょうひしゃ企業きぎょう政府せいふなど、だれにとっても問題もんだいになります。レイテンシーが増加ぞうかし、ダウンロードがおそくなり、全体ぜんたいてきなパフォーマンスが低下ていかします。また、接続せつぞくされたデバイスがユビキタスになるほど、消費しょうひしゃ企業きぎょう不便ふべんかんじるのはあきらかです。モバイルデータに依存いぞんして機能きのうするサービス (金融きんゆう緊急きんきゅうサービス、データセキュリティ) では、データの送受信そうじゅしんにおける遅延ちえん障害しょうがい増大ぞうだいします。

5G は、高周波こうしゅうは電波でんぱ、ビームフォーミング、ネットワーク・スライシングなど、連携れんけいして動作どうさする複数ふくすうことなるテクノロジーを活用かつようして、これらの問題もんだい解決かいけつするものとされています。5G は、4G の最大さいだい 10 ばいまでダウンロード速度そくど向上こうじょうさせ、わずか 1 ミリびょうにまでレイテンシーを削減さくげんすることができます。さらに、信頼しんらいせい向上こうじょうさせるために、5G ネットワークのスライスを重要じゅうようなサービスにとくさせることができます。

すべてのビジネスは、通信つうしん業界ぎょうかいかいしてインターネットを利用りようしています。5G は、とくにネットワーク・スライシングをつうじておおくのビジネスに利点りてんをもたらします (これについては以下いか詳述しょうじゅつします)。エンターテイメントと通信つうしん使用しようされるデータはネットワークのスライスを取得しゅとくし、重要じゅうようなデータは個別こべつ専用せんようスライスを取得しゅとくします。現在げんざいのインフラストラクチャにたいしてこの更新こうしん実現じつげんするために、通信つうしん業界ぎょうかいは 5G への移行いこう注力ちゅうりょくしています。現在げんざい進行しんこうちゅうの 5G ネットワークの変革へんかくは、おおくの場合ばあい無線むせんアクセスネットワーク (vRAN) の仮想かそう依存いぞんしており、その未来みらいコンテナをベースとした、クラウドネイティブなものであることがますます想定そうていされます。通信つうしん事業じぎょうしゃにとって、RAN にはおおくのネットワークコストがかかり複雑ふくざつ処理しょりともなうものの、顧客こきゃくのエッジや 5G のユースケースがえるにつれ、需要じゅよう急速きゅうそく増加ぞうかしています。

しかし、ネットワーク機能きのう仮想かそうつうじて、通信つうしん事業じぎょうしゃと ISP は、増加ぞうかつづけるデバイスや帯域たいいきはば必要ひつようとするアプリケーションに対応たいおうしながらネットワーク運用うんよう単純たんじゅんし、柔軟じゅうなんせい可用性かようせい効率こうりつせい向上こうじょうさせることができます。これは、ISP に依存いぞんする業界ぎょうかいにとっては、より高速こうそく柔軟じゅうなんせいたかいことを意味いみします。

5G ネットワークは複雑ふくざつなテクノロジーによってささえられています。現在げんざいのネットワークは、長距離ちょうきょりにわたっててい周波しゅうは (6 GHz 未満みまん) 信号しんごう送信そうしんするために、大型おおがたこう出力しゅつりょく基地きちきょく使用しようしています。問題もんだいは、てい周波しゅうはでは 5G サービスに期待きたいされるスピードでデータを送信そうしんできないことです。 

コネクテッドデバイスが増加ぞうかしていることもあり、速度そくどはさらに低下ていかします。このため、あたらしいテクノロジーを導入どうにゅうする必要ひつようせいしょうじてきます。

ミリ (mmWave)

信号しんごう驚異きょういてき速度そくど転送てんそうできる、ちょう高周波こうしゅうはたい (20 - 100 GHz) の電波でんぱです。しかし、ハイバンドの高周波こうしゅうは長距離ちょうきょり建物たてものなどをまわんでの伝送でんそう苦手にがてとし、障害しょうがいぶつをうまく通過つうかできません。このような障害しょうがいぶつ通過つうかするためには、一般いっぱんにはミッドバンドやローバンドの周波数しゅうはすう使用しようされます。しかし、mmWave ノードを LOS (視認しにん範囲はんい) ない設置せっちすると、高周波こうしゅうはすうなみはポイントからポイントへとジャンプして、レイテンシーをげながら 5G のワイヤレスサービス範囲はんい最大さいだいにできます。

ビームフォーミング

モバイル通信つうしん基地きちきょく信号しんごうをあらゆる方向ほうこう送信そうしんするため、おおくの干渉かんしょうこす可能かのうせいがあります。ビームフォーミングは、特定とくてい時間じかん特定とくていのユーザーの単一たんいつのデータストリームに集中しゅうちゅうするように基地きちきょく信号しんごう調整ちょうせいすることで、いわばデータ通信つうしん交通こうつう信号しんごうのように機能きのうします。データ転送てんそう完了かんりょうすると、信号しんごう移動いどうして、べつのユーザーの要求ようきゅう対応たいおうします。このように個人こじんけに信号しんごう送信そうしんできると、基地きちきょくあいだでの干渉かんしょう大幅おおはば削減さくげんされ、データ伝送でんそうがより高速こうそくかつ効率こうりつてきになります。

ネットワークスライシング

5G の特徴とくちょうてき機能きのうだとなすひともいるネットワークスライシングは、プロバイダーが特定とくてい用途ようとおうじて、ネットワークを仮想かそうてきに「スライス」することを可能かのうにします。たとえば、エンターテインメント、通信つうしん、インターネットに使用しようされるデータは、ネットワークのスライスを 1 つ取得しゅとくするのにたいし、マシンツーマシン (モノのインターネット、あるいは IoT のコアコンポーネント) のデータ送信そうしん独自どくじ分離ぶんりしたスライスを使用しようします。自動じどう運転うんてんしゃ緊急きんきゅうサービス、その重要じゅうようなインフラストラクチャに必要ひつようとされるデータなどの重要じゅうようデータには、のサービスからは使用しようできない、専用せんようの 5G アクセスがてられます。

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