4Gでは十分ではないですか?なぜ5Gが必要なのでしょうか?

スウェーデンの通信事業者TeliaSoneraが2009年に世界初のLTEネットワークを正式に開始して以来、4Gは多くの通信事業者やメディアの注目を集める人気の技術となっています。国内3大通信事業者の4G構築が本格化する中、5Gが再び注目を集めている。中国移動やボーダフォンなどの通信事業者であれ、ファーウェイやZTEなどの機器メーカーであれ、5Gに対する意欲は以前から明らかだった。さまざまなメディアが5Gを非常に誇張した形で表現しており、あたかも5G時代には、これまでにないインターネット体験を楽しめるかのように伝えています。しかし、これは本当にそうなのでしょうか? 5Gの知られざる秘密とは？

1. 5G は移動中に動画を視聴する際の問題を解決できるでしょうか?

5G が実際に解決できる問題は、移動中に動画を視聴するという問題だけであるという見方があります。単一の標準によってもたらされるグローバル ローミングや簡素化された端末設計などのその他の利点は、グローバル周波数帯域が統一されなくなり、プログラム可能なフィルターを実装できないため、実現できません。

残念ながら、この見解は正しくありません。モバイル通信技術は世代ごとに重点が異なるため、技術ごとに本質的な違いがあります。 1G および 2G の時代、技術研究者は人々の最も基本的なニーズである「音声」に焦点を当てていました。 3G および 4G 時代では、インターネット、特にモバイル インターネットの急速な発展により、いつでもどこでもインターネットにアクセスしたいという人々の需要がますます高まっています。 3G と 4G の最大の特徴は、非常に高い無線伝送速度を提供できることです。よく広告で見かける100Mbps、150Mbpsなどがセールスポイントです。スマートフォンの普及により、4G ネットワークを通じていつでもどこでもビデオを視聴することが現実のものとなりました。 4Gのアップグレードである5Gでは、いつでもどこでも動画を視聴することがさらに簡単になります。

5G を単なる高速モバイル ネットワークと考えるのは大きな間違いです。真の 5G 端末は 4G 規格と互換性があるだけでなく、端末コストを削減し、真のグローバル ローミングを提供することもできます。 4Gの普及、特にVoLTEの推進により、将来的には4Gネットワ​​ークが2Gや3Gネットワ​​ークに取って代わり、世界中の通信事業者の主流になるでしょう。 5Gが商用化される2020年までに、2Gと3Gのネットワークは世界中で段階的に廃止され、4Gが世界の主要通信規格となるでしょう。現在、フル規格の統合チップは、マルチ規格およびマルチ周波数のグローバルローミングの問題を技術的にすでに解決しています（iPhone 6など）。 2G および 3G ネットワークが廃止された場合、モバイル端末の設計では 4G および 5G ネットワークのみをサポートする必要があります。このタイプの携帯電話は、低コストであるだけでなく、国際ローミングも容易になります。 5G時代は、移動中に動画を視聴する問題を解決するだけでなく、グローバルローミングの問題も完全に解決すると言えます。

2. 5G は周波数利用率の向上を意味しますか?

また、新世代の通信技術が前世代の通信技術に置き換わることにより、周波数利用効率がますます高まるとの見方もある。このため、5G で必要なのは、4G のスペクトル利用率を向上させることだけです。

残念ながら、状況はそれほど単純ではありません。 4Gライセンスが発行されるずっと前から、China Unicomは多くの都市でピーク速度42MbpsのWCDMAネットワークを立ち上げていました。さまざまな高度な変調技術を活用することで、WCDMA のアップグレード バージョンは、わずか 5MHz の帯域幅を使用して 42Mbps のピーク速度を達成できます。 4G時代では、ピーク速度が最も速いFDD-LTEでも、20MHzの帯域幅では最大150Mbpsのピーク速度しか達成できません。比較すると、帯域幅 5MHz の FDD-LTE のピーク速度はわずか 37.5Mbps であり、そのスペクトル利用率は 3G ネットワークよりもさらに低くなります。 TD-LTE はもちろん、FDD-LTE でも同じです。周波数利用率だけを見ると、4Gネットワ​​ークは3Gネットワ​​ークに比べて大きな利点がなく、周波数利用率の向上がボトルネックになっていると言えます。

周波数資源の不足により、無線通信の高速化を実現するためには、変調技術による周波数利用効率の向上に加え、伝送帯域幅の拡大しか残された手段がありません。一般的な例としては WiFi があります。初期の 802.11a/b/g/n から後期の 802.11ac まで、伝送速度は継続的に向上してきました。秘訣はデュアル周波数です。初期の WiFi 規格では、2.4 GHz 周波数帯域がよく使用されていました。ユーザー数が多いため、このチャネルでは干渉が強くなることが多く、実際のユーザー エクスペリエンスに直接影響します。この問題を解決するために、WiFi Alliance は 5.8GHz の新しい周波数帯域を採用しました。このチャネルは周波数が高いですが、干渉は少なくなります。最新の WiFi 規格では、2 つの周波数帯域を組み合わせることで、150Mbps を超えるダウンロード速度を簡単に実現できます。

Wi-Fiを参考にすると、スペクトル利用がボトルネックに達した後、マルチ周波数ハイブリッドネットワーキングが5Gの検討方向になりました。 5G は、異なる周波数帯域の速度を重ね合わせることで、ネットワーク速度の制限という問題を根本的に解決できます。当面は周波数利用率の向上は望めないものの、5Gでは4Gでは実現できない高速化を実現できる。

3. 5G時代では誰もが高速通信を楽しめるのか？

Wi-Fi と同様に、4G でも 5G でも、無線ネットワーク リソースは複数の人々によって共有されます。基地局にアクセスするユーザーが 1 人だけであれば、理論上はピーク速度を享受できます。ただし、他の干渉要因を無視して、10 人のユーザーが同時にこの基地局にアクセスしてデータをダウンロードすると、各ユーザーは最大で 10 分の 1 のダウンロード速度しか享受できません。もちろん、実際の状況はもっと複雑かもしれません。ダウンロード速度は、信号強度、同時にデータをダウンロードするユーザーの数、基地局セクターの数、サーバーの速度など、多くの要因によって影響を受ける可能性があります。現実には、基地局が 1 人のユーザーだけにサービスを提供することは明らかに不可能です。 5G が宣伝する超高速でも、複数人で共有すると速度はそれほど速くなりません (誰かがあなたのインターネット接続を無料で使用している感覚を想像してみてください)。

実際、5G が宣伝する高速性は、一般ユーザーにはあまり影響を及ぼしません。より高速かつ低コストのネットワークを体験したい場合、最も直接的な方法は、有線光ファイバーを使用し、末端で WiFi を使用して小規模な高速カバレッジを提供することです。 5Gを通じて誰もが高速体験を実現できると期待するのは、コスト的に受け入れがたいだけでなく、ユーザー数が増えるにつれて体験も大幅に低下するでしょう。

要約する

5G が登場する理由は、消費者のさまざまな要求があるからではなく、5G の背後にある莫大な利益のためです。将来の通信市場でシェアを獲得するために、通信事業者や機器メーカーは知恵を絞っています。特に、中国電信と中国聯通という苦境に立たされた兄弟企業は、4G時代に独自の知的財産権を支えるための多くの制約にうんざりしており、5G規格を根本的に統一できる技術を切望している。国家による自主的な知的財産権の支持を背景に、中国の技術者が一日も早く完全な5G標準の策定に参加し、国際協力で可能な限り多くの利益を得られることを切に願っています。その時までに、FDD であろうと TDD であろうと、私たちは誇らしげにこう言うことができるでしょう。「これはすべて中国人の知恵です!」

今日頭条の青雲計画と百家曼の百+計画の受賞者、2019年百度デジタル著者オブザイヤー、百家曼テクノロジー分野最人気著者、2019年捜狗テクノロジー文化著者、2021年百家曼季刊影響力のあるクリエイターとして、2013年捜狐最優秀業界メディア人、2015年中国ニューメディア起業家コンテスト北京3位、2015年光芒体験賞、2015年中国ニューメディア起業家コンテスト決勝3位、2018年百度ダイナミック年間有力セレブなど、多数の賞を受賞しています。