COLUMN
次世代通信規格「5G」の特長と技術的課題
まもなくサービス開始予定の次世代通信規格「5G」ですが、言葉は耳にしたことがあっても、具体的にどのような特徴があるのか分からないという方も多いのではないでしょうか。
5Gは携帯電話以外にも、遠隔医療や自動運転などの分野に利用されることが期待されています。
そんな「5G」をここでは簡単にご紹介したいと思います。
超高速・超低遅延・多数同時接続
5Gネットワークは、現在主流の4Gネットワークの特徴である「高速通信」をさらに発展させた「超高速」に加えて、「超低遅延」、「多数同時接続」といった新たな機能を持つ次世代の移動通信システムです。
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超高速：最高伝送速度20Gbps（現行LTEの200倍）
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超低遅延：1ミリ秒程度の遅延（現行LTEの1/10）
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多数同時接続：100万台/km²の接続機器数（現行LTEの100倍）
自動運転や遠隔医療への期待
「超低遅延」が何をもたらすか。実は通信において遅延が少なくなると、これまで実現できていなかった分野において活用が可能になります。
例えば自動運転や遠隔医療。これらは人の命に関わるものです。自動運転はコンピュータの遠隔制御によって自動車を運転操作する技術。遠隔医療は手術中の映像を見ながら医療用ロボットの操作を行い、またその手術映像も細部まで確認ができる高精細な映像である必要があります。
どちらのケースもリアルタイム性が必須であり、わずかな通信遅延による判断の遅れが命取りになってしまうことがお分かりだと思います。
「超高速」もさることながら、LTEに比べて10分の1という「超低遅延」の実現により、さまざまな分野への応用が期待されています。
実現への技術的課題
夢のような話を現実化してくれそうな「5G」ですが、ある日突然5Gに切り替わるわけでは有りません。「超高速」・「超低遅延」・「多数同時接続」を実現するには、無線インタフェースだけではなく、有線側・基地局側の進化も必要になります。
以下に主なポイントを示します。
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無線アンテナ部（RRH）とベースバンド部（BBU）間の通信
現在、RRHとBBU間の通信はCPRIが使用されていますが、最新仕様でありEthernetをベースとしたeCPRIやRoEの採用が検討されています。eCPRI/RoEはEthernetによる伝送効率の向上はもちろんのこと、現在市場に多く流通している25GbEや100GbEなどが使用でき、基地局のコスト削減が可能になります。 -
「低遅延」の実現
無線区間での遅延時間が1ms以下が求められる5Gでは、有線区間での片方向の遅延が100μs以下に規定されており、更に99.999パーセントの信頼性も求められます。これらを実現するため、URLLC（Ultra-Reliable and Low Latency Communications）やモバイルエッジコンピューティングなどさまざまな技術をくみあわせる必要があります。 -
時刻同期の重要性
これまで主流であったGPSを用いた時刻同期では、建物や地下など設置場所に制限があります。さまざまな場所に基地局が展開される5GではPTPに時刻同期が必要となり、低遅延や高信頼性を実現するには時刻同期の重要性が更に求められます。
いかがでしたでしょうか。「5G」が実現することにより、さまざまなサービスが登場し未来の暮らしを変えてくれそうです。その一方で、実現には多くの課題や技術革新が必要になってきます。
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