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5G とは

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5G とは第 5 世代のモバイルネットワークのことで、帯域幅とレイテンシーのアップグレードにより、旧世代のネットワークでは不可能だったサービスが可能になります。既存の 4G LTE モバイル通信ネットワークは 5G により強化され、やがて全面的に置き換えられていきます。モバイルネットワークはどの世代も、使用されるテクノロジー、信号の送受信にかかる時間 (レイテンシー)、接続されたデバイスへのネットワークのデータ転送速度など、いくつかの要素で定義されています。 5G ネットワークはギガビット速度と言われる、最大 10 Gbps のデータ転送速度を実現します。5G サービスによってレイテンシーも大幅に減少し、リモートエリアの対応範囲を拡大できます。 

しかし、2021 年の時点では、基盤となるインフラストラクチャが少数のエリアに限定されているため、5G はいまだブループリントの性格が強い状態です。とはいえ、この状況は急速に変化する可能性があります。韓国ではすでに全国的に 5G を展開しており、日本はオリンピックの開幕前に統合を完了させようと計画しています。米国連邦通信委員会 (FCC) や、オーストラリア、中国、欧州をはじめとする各地では、現地のサービスプロバイダーとの協力のもと、5G のサービス範囲の拡大に努めています。

4G が混雑しているからです。そして、高速化のニーズはかつてないほど高まっています。

需要の急増は、必然的に、消費者、企業、政府など、誰にとっても問題になります。レイテンシーが増加し、ダウンロードが遅くなり、全体的なパフォーマンスが低下します。また、接続されたデバイスがユビキタスになるほど、消費者や企業が不便を感じるのは明らかです。モバイルデータに依存して機能するサービス (金融、緊急サービス、データセキュリティ) では、データの送受信における遅延と障害が増大します。

5G は、高周波電波、ビームフォーミング、ネットワーク・スライシングなど、連携して動作する複数の異なるテクノロジーを活用して、これらの問題を解決するものとされています。5G は、4G の最大 10 倍までダウンロード速度を向上させ、わずか 1 ミリ秒にまでレイテンシーを削減することができます。さらに、信頼性を向上させるために、5G ネットワークのスライスを重要なサービスに特化させることができます。

すべてのビジネスは、通信業界を介してインターネットを利用しています。5G は、特にネットワーク・スライシングを通じて多くのビジネスに利点をもたらします (これについては以下で詳述します)。エンターテイメントと通信に使用されるデータはネットワークのスライスを取得し、重要なデータは個別の専用スライスを取得します。現在のインフラストラクチャに対してこの更新を実現するために、通信業界は 5G への移行に注力しています。現在進行中の 5G ネットワークの変革は、多くの場合、無線アクセスネットワーク (vRAN) の仮想化に依存しており、その未来は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されます。通信事業者にとって、RAN には多くのネットワークコストがかかり複雑な処理を伴うものの、顧客のエッジや 5G のユースケースが増えるにつれ、需要が急速に増加しています。

しかし、ネットワーク機能の仮想化を通じて、通信事業者と ISP は、増加し続けるデバイスや帯域幅を必要とするアプリケーションに対応しながらネットワーク運用を単純化し、柔軟性、可用性、効率性を向上させることができます。これは、ISP に依存する業界にとっては、より高速で柔軟性が高いことを意味します。

5G ネットワークは複雑なテクノロジーによって支えられています。現在のネットワークは、長距離にわたって低周波 (6 GHz 未満) 信号を送信するために、大型の高出力基地局を使用しています。問題は、低周波では 5G サービスに期待されるスピードでデータを送信できないことです。 

コネクテッドデバイスが増加していることもあり、速度はさらに低下します。このため、新しいテクノロジーを導入する必要性が生じてきます。

ミリ波 (mmWave)

信号を驚異的な速度で転送できる、超高周波帯 (20 - 100 GHz) の電波です。しかし、ハイバンドの高周波は長距離や建物などを回り込んでの伝送は苦手とし、障害物をうまく通過できません。このような障害物を通過するためには、一般にはミッドバンドやローバンドの周波数が使用されます。しかし、mmWave ノードを LOS (視認範囲) 内に設置すると、高周波数の波はポイントからポイントへとジャンプして、レイテンシーを下げながら 5G のワイヤレスサービス範囲を最大にできます。

ビームフォーミング

モバイル通信の基地局は信号をあらゆる方向に送信するため、多くの干渉を引き起こす可能性があります。ビームフォーミングは、特定の時間に特定のユーザーの単一のデータストリームに集中するように基地局の信号を調整することで、いわばデータ通信の交通信号機のように機能します。データ転送が完了すると、信号は移動して、別のユーザーの要求に対応します。このように個人向けに信号を送信できると、基地局間での干渉が大幅に削減され、データ伝送がより高速かつ効率的になります。

ネットワークスライシング

5G の特徴的な機能だと見なす人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の用途に応じて、ネットワークを仮想的に「スライス」することを可能にします。たとえば、エンターテインメント、通信、インターネットに使用されるデータは、ネットワークのスライスを 1 つ取得するのに対し、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) のデータ送信は独自の分離したスライスを使用します。自動運転車、緊急サービス、その他の重要なインフラストラクチャに必要とされるデータなどの重要データには、他のサービスからは使用できない、専用の 5G アクセスが割り当てられます。

5G を最大限に活用する

Red Hat OpenShift

エンタープライズ対応の Kubernetes コンテナ・プラットフォームで、ハイブリッドクラウドやマルチクラウドのデプロイメントを管理するフルスタックの自動運用機能を備えています。

Red Hat Openstack Platform

ハードウェアを仮想化し、リソースをクラウドにまとめるプラットフォーム。

あらゆる種類のハードウェアで軽量なデプロイができるように最適化されたエンタープライズ・ソフトウェアにより、適切な量のコンピューティング能力を適切な場所に配置することができます。