コンテンツ

• 5Gとは何ですか？それから何を期待できますか？
• 5G非スタンドアロンとスタンドアロン
• 5Gは消費者にとって何を意味しますか？
• 5G vs 4G –主な違い
• 世界中の5Gネットワ​​ーク
• 米国5Gロールアウト
• ヨーロッパがリーダーを追いかける
• 野心的なアジア
• 5Gスマートフォンはどうですか？
• 5G周波数帯域
• 関連する

2019年7月22日

2019年7月22日

5Gとは何ですか？それから何を期待できますか？

5Gは、データの送受信に使用されるスペクトルの量を大幅に増やします。

以下は、知っておく必要のある5Gテクノロジーの主要用語の内訳です。

• mmWave – 17〜100GHzの非常に高い周波数と高速データ用の高帯域幅。ほとんどの通信事業者は18〜24 GHzの範囲での使用をターゲットにしています。人口密集地域で使用される合理的に短距離の技術。
• サブ6GHz – 3〜6GHzのWiFiのような周波数で動作します。既存の4G LTEのように中距離をカバーするために、屋内で使用するスモールセルハブまたはより強力な屋外基地局に展開できます。ほとんどの5Gスペクトルはここにあります。
• 低帯域 – 800MHz未満の非常に低い周波数。非常に長い距離をカバーし、全方向性であり、包括的なバックボーンカバレッジを提供します。
• ビームフォーミング – mmWaveおよびサブ6GHz基地局で使用され、建物からの波の跳ね返りなどの消費者向けデバイスに波形を向けます。高周波波形の範囲と方向の制限を克服するための重要な技術。
• Massive MIMO –基地局の複数のアンテナは、一度に複数のエンドユーザーデバイスに対応します。高周波ネットワークをより効率的にするように設計されており、ビームフォーミングと組み合わせることができます。

多くの通信事業者はmmWaveテクノロジーの高度な進歩について語りたがりますが、5Gネットワ​​ークは実際にはすべての組み合わせになります。さまざまな技術は3つの層で考えることができます。Huaweiは、多くの論文でこのことをきちんと説明しています。

ラジオとテレビから再利用できる低帯域は、サブ2GHzで「カバレッジレイヤー」を構成します。これにより、広範囲かつ深い屋内カバレッジが提供され、ネットワークのバックボーンが形成されます。非常に高いデータレートまたは人口カバレッジを必要とする地域に適したmmWaveと呼ばれる高周波スペクトルで構成される「スーパーデータレイヤー」があります。次に、「カバレッジとキャパシティレイヤー」は2〜6 GHzに位置し、両者のバランスがとれています。

一言で言えば、5Gを使用すると、消費者はこの幅広いスペクトルの利点に接続して活用し、より高速で信頼性の高いカバレッジを実現できます。

5G非スタンドアロンとスタンドアロン

5G NSAとSAの違いを理解する鍵は、ネットワークバックエンドにあります。 NSA標準に基づく最初の5Gネットワ​​ークは、既存の4G LTEインフラストラクチャを使用してコントロールプレーンを処理します。コントロールプレーンは、信号トラフィックを処理し、ユーザーデバイスがベースステーションに接続する方法を管理し、サブスクリプションをチェックします。一方、データプレーンは、データを送受信するために実際に使用するものです。

ある意味で、5G NSAは、既存の4G LTEインフラストラクチャに接続された余分な高速データパイプを持っていると考えることができます。 5Gスタンドアロン（SA）仕様の採用により、コントロールプレーンが5Gコアに移行し、ネットワークの運用方法が大幅に変更されます。

5Gスタンドアロンは、5Gコアとコントロールプレーンを実装します。

5G無線技術を介したコントロールプレーンの導入に加えて、スタンドアロンは、より柔軟なネットワークスライシングとサブキャリアエンコーディングをサポートします。

ネットワークスライスは、仮想ネットワークアーキテクチャの一種であり、バックエンドネットワークの一部を一緒にパーティション化、共有、およびリンクするための柔軟性を高めます。これにより、ネットワーク事業者はより柔軟なトラフィック、アプリケーション、およびサービスを顧客に提供できます。このアイデアは、自動運転車やスマートシティなどのアイデアを実現するための鍵と見なされています。

サブキャリアの変更は、説明するのが少し難しいです。これに含まれる技術には、スケーラブルOFDMおよびサブキャリア間隔、ウィンドウOFDM、柔軟な数秘術、およびスケーラブルな送信時間間隔が含まれます。簡単に言えば、高効率でより高いスループットが必要な場合、データを伝送するフレームはより大きく、より高速になります。または、リアルタイムアプリケーションのレイテンシを大幅に低くするために、これらのフレームを小さくすることができます。

最初の5Gネットワ​​ークは、2021年以降の完全なスタンドアロン仕様に大きな変更が加えられる前に、非スタンドアロン仕様に基づいています。

ネットワークスライスはすでに4Gネットワ​​ークで実行できますが、5Gは柔軟性の範囲を改善し、サポートを標準化することを目指しています。まだ完成していない5Gスタンドアロン（SA）仕様（3GPPリリース16）では、次世代ネットワークを強化するバックエンドテクノロジーの詳細が明らかにされます。

次を読む： キャリアを信じないでください、5G革命はまだ数年先です（SA対NSA）

5Gは消費者にとって何を意味しますか？

「5Gとは」という質問よりも重要なのは、それが実際に消費者にどのように影響するかです。要するに、スピードが必要な場合、5Gは新しいドアを開くのに役立ちます。

IMT-2020 5G無線基地局は、少なくとも20Gbpsのダウンロード速度と10Gbpsのアップロード速度を消費者に提供する必要があります。これは共有リンクを参照するため、実際の速度は低下します。仕様では、個々のユーザーに最低100Mbpsのダウンロード速度と50Mbpsのアップロード速度を表示するように定めています。 LTE-Advancedネットワークで既にこれらの速度を確認できる幸運な人もいるかもしれませんが、これは5Gネットワ​​ーク上のすべてのコンシューマーのベースラインレベルになります。

5G基地局は、静止したユーザーを最大500km / h（310〜マイル）まで走行する車両までカバーする必要があるため、将来的にはデータ接続が途切れることはありません。第5世代ネットワークは、消費者にわずか4ミリ秒の最大遅延を提供する必要があります。超高信頼低遅延通信（URLLC）の1msの遅延についても言及されています。比較のために、ロンドンの私の4G LTE接続のレイテンシは疑わしい82msですが、米国の平均は約61msです。

5Gはまた、数千の低電力モノのインターネット（IoT）デバイスへの同時接続を可能にし、近くのデバイス間の低遅延接続のためのデバイス間（D2D）接続をサポートしたいと考えています。

5G vs 4G –主な違い

4G LTEと比較して、5Gネットワ​​ークは一貫して高速になります。最小ユーザーレートの速度は、10 Mbpsから100 Mbpsに10倍に増加します。遅延は、LTE-Advancedと比較した場合、10ミリ秒から1ミリ秒まで、同様の量だけ低下するように設定されています。帯域幅の大幅な増加は、5Gが1平方キロメートルあたり最大100万台のデバイスを処理できることを意味し、LTE-Aに比べてさらに10倍の増加があり、すべてネットワークエネルギー効率が10倍向上します。

前に説明したように、ネットワークテクノロジーの範囲も大幅に増加しています。 LTEは長年にわたって多くの改善を受けています。 LTE-Aを使用した256QAMおよびキャリアアグリゲーションの導入から、LTE-A Proを使用したLAA、LWA、およびMultefireを介した無許可スペクトルの幅広い使用のサポートまで。これが、今日の4Gネットワ​​ークが何年も前の最初のロールアウト時に構築されたネットワークよりもはるかに高速である理由です。

5Gはさらに一歩前進し、256QAMの使用を義務付け、キャリアアグリゲーションテクノロジーを改善して、ライセンス不要のスペクトル、サブ6GHz、およびmmWave周波数にわたってより柔軟なキャリアバンドをサポートします。 2016年のArmからの以下の画像は、この核となる違いをかなり簡潔に説明しています。

世界中の5Gネットワ​​ーク

ネットワークオペレーターとデバイスメーカーの両方が、5Gの発売に向けて準備を進めています。 4G LTEネットワークの採用と同様に、5Gは段階的なプロセスであり、一部の国では他のネットワークよりもはるかに先にネットワークを開始します。

5Gスマートフォンとネットワークの両方が第1波の消費者に利用可能になるため、2019年半ばが注目すべき日付です。ただし、2020年と2021年までは、世界規模での展開は期待されていません。2023年までに、消費者の50％だけが5Gスマートフォンとネットワーク接続を持つと予想されています。

米国5Gロールアウト

米国は、2019年前半に多くの通信事業者とまともな都市で5Gネットワ​​ークをフリックした最初の国の1つです。米国の通信事業者は、ミリ波技術の最大の支持者です。 Verizonは、固定ワイヤレスアクセスサービスを介したコンシューマー5Gを初めて搭載しましたが、SprintとT-Mobileは2019年半ばにロールアウトを開始しました。

ただし、この国の通信事業者の1社は、5Gの条件で既に迅速かつ緩やかにプレイしていることに気付いています。 AT＆Tの「5G Evolution」は、いかなる意味でも5Gネットワ​​ークではなく、単に今日のLTE-Advancedネットワークの進化です。

米国の各通信会社が5Gの展開を実施する際に最新の展開の詳細をすべて把握する場合は、以下のリンクをご覧ください。

• T-Mobile 5G
• AT＆T 5G
• スプリント5G
• Verizon 5G

ヨーロッパがリーダーを追いかける

ヨーロッパは米国に遅れをとっており、大陸の最初の5Gネットワ​​ークは、早ければ2019年後半までスイッチを入れることはないでしょう。より広い展開は2020年以降に予定されていますが。

英国は、主要都市で5Gを利用できる最初の企業になりそうです。 EEは今年、16の都市でサービスを開始する予定です。一方、O2、Vodafone、およびThreeは、2020 5Gの発売日がまだ設定されているようです。大陸では、事業者は計画の一部を進めていますが、主要なプレーヤーであるオレンジ、ドイツテレコム、およびテレフォニカは、2020年の打ち上げ期間のみを約束しています。

この遅延の一部は、欧州の通信大臣が2017年末にブロックの5Gロードマップのみを発表したことです。

スペクトル帯域にわたる技術的な調和は2019年まで開始されません。低周波数700MHzの割り当ては2020年に予定されており、可用性は2022年後半に予定されています。

野心的なアジア

日本と韓国は、5G開発サイクル全体でインフラストラクチャテストをリードしており、米国の展開時にはすぐ​​に対応します。

韓国では、2019年の第1四半期ではないにしても、主要なキャリアが前半に商用5Gの展開を開始しました。韓国は最初の発売からわずか69日で100万人の5G加入者に打撃を与えました。全国展開は2022年までに完了する予定です。日本では、2020年のオリンピックが密集した都市部での5Gミリ波トライアルの次の目標であり、ノキアとNTTドコモの合意により、その年の後半に商用サービスが開始されます。

中国は急速に主要な5Gプレイヤーになりつつあり、アジアのライバルを超えて加速し、展開時間をめぐって米国と競争するようになっています。この国には、HuaweiやZTEなどの主要な通信インフラ企業があり、世界中の通信事業者に機器を提供しています。中国はまた、本土のインフラストラクチャに1800億ドルを投資しており、これは日本の投資の4倍です。チャイナモバイルは今年、主要都市でサービスを試用しており、2020年に完全な商用化を計画しています。

5Gスマートフォンはどうですか？

現在、5Gネットワ​​ーク用に構築されたスマートフォンはあまり多くありません。 MotorolaのMoto Z3で使用可能な5G Moto Modは、おそらく最初のものと見なされます。多くのスマートフォンメーカーも、初期のネットワークの発売に合わせて最初の5Gスマートフォンをリリースしました。

現在、内部に5Gモデムが統合されたスマートフォンプロセッサチップはありません。代わりに、電話メーカーは、既存のプロセッサと外部の5Gモデムを、必要な無線アンテナモジュールとともにペアリングする必要があります。したがって、最初の5G携帯電話が4G LTEのライバルよりも強力になるとは考えないでください。実際、余分な5G電力消費に対処するには、より大きなバッテリーが必要になる場合があります。

1つをお探しの場合は、現在市場に出ている5Gスマートフォンのリストをご覧ください。

• Samsung Galaxy S10 5G
• Huawei Mate 20 X 5G
• LG V50 ThinQ
• OnePlus 7 Pro 5G
• Oppo Reno 5G
• Xiaomi Mi Mix 3 5G
• ZTE Axon 10 Pro

もちろん、HTC、Google、その他を含む他の多くの主要メーカーはすべて、5Gの今後の携帯電話用にQualcommのX50モデムで動作することが確認されています。

• これまでに確認されたすべての5G電話について知っておくべきこと
• 次世代SoC内に5Gモデムがない理由

5G周波数帯域

4Gと同様に、ネットワークとスマートフォンはデータ転送用に異なる周波数帯域をサポートします。 5G New Radioは、既存のLTEバンドに加えて、今後のネットワーク用に多数の新しいバンドを標準化します。 5Gは2つの範囲に分割され、最初の範囲は400MHz〜6GHzの周波数用です。範囲2は、24〜53 GHzのmmWave帯域を表します。

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