家前向きの考え方 5gロールアウトが近づくにつれて、疑問が残ります

5gロールアウトが近づくにつれて、疑問が残ります

2024

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数週間前、私はNYU Tandon Engineering of EngineeringのBrooklyn 5G Summitに参加しましたが、5Gネットワークの構築に向けた進捗状況と、5Gの一般的な使用法と経済性についてまだ不確実な点がありました。

多くの参加者は、来年のサミットまでに実際に5Gハンドセットを使用するだろうと確信し、ほとんどの人はトラフィックの増加に対応するために新しいネットワークが必要になると確信しました。

5Gは単一のテクノロジーではなく、さまざまなテクノロジーが連携して機能することを思い出してください。低帯域（600MHzなど）からの広範囲のスペクトルをカバーし、長距離を移動できますが、速度は比較的遅くなります。ミッドバンド（2.5または3.5GHzなど）; 非常に高速になる可能性のある高帯域（28または39 GHz、ミリ波やmmWaveなどとも呼ばれます）に、エンジニアは5 Gbps以上の理論速度について話を聞いたことがありますが、それほど遠くまでは行きません。

モバイル標準の大部分は、3GPP標準化団体によって定義されています。3GPP標準化団体は、グローバルモバイルエコシステムの実質的にすべての主要プレーヤーを含み、3G（名前が示すとおり）および4G LTE（当初は長期3G標準の進化）。通常、これらの標準は最終的にはさらに広いITU通信標準化団体によって採用されます。 3GPPは、ほぼ毎年ベースで標準の新しいリリースを発行しており、3つの主要な領域に焦点を当てた5G仕様に向かっています。強化されたモバイルブロードバンド（eMBB）、超高信頼低遅延通信（URLLC）、および大規模なマシンタイプ通信（mMTC）。

これらのうち、最初のものは私たちが通常消費者向けアプリケーションと考えるものであり、電話の動作を高速化します。これが、最初の5G展開の大部分に基づいています。他の2つの領域（URLLCとmMTC）は、主に産業用またはビジネス用ですが、消費者向けのアプリケーションを使用できます。私にとってはニッチなアプリケーションのようです。

しかし、5G規格に沿って実際に進化するのは、これらのより産業用および商用のアプリケーションかもしれません。結局のところ、4Gネットワーク上で「ギガビットLTE」を約束する電話がすでに存在し、どのアプリケーションが個々の消費者により多くの速度を必要とするかを想像するのは困難です。それでも、増加するトラフィックを処理するためだけに、5Gが約束する追加の速度とネットワーク設計が必要な場合があります。ユースケースについては、次回の投稿で詳しく説明します。

すぐに使えるネットワーク

AT&T Communicationsのテクノロジー&オペレーションズプレジデントであるMelissa Arnoldiは、アプリケーションに関係なく、より多くのトラフィックをより効率的に処理するネットワークの必要性を指摘しました。彼女によると、同社のモバイルネットワークでは2007年以降、データトラフィックが360, 000％増加しており、「速度低下の兆候はありません」とのことです。現在、ビデオはトラフィックの半分以上を占めており、2020年までに75％に成長すると予想しています。

5Gはこのトラフィックを管理し、拡張現実や仮想現実、自律走行車、ドローンなどのアプリケーションを有効にするために必要であると、Arnoldi氏は述べました。自動運転車には高い信頼性の接続性とほぼリアルタイムの遅延が必要であり、理想的には5ミリ秒。

Arnoldi氏によると、このトラフィックを処理するにはソフトウェア定義のネットワークが必要であり、AT&TがONAP（Open Network Automation Platform）の背後にある主要なドライバーであると指摘しています。彼女は、AT&Tが年末までにソフトウェア定義ネットワーク上のトラフィックの65％を移動させると予想しています。

AT&Tは、今年末までに12都市でモバイル標準5Gを利用できる米国初のキャリアになる予定です。彼女は、同社がテキサス州ウェイコで運営している小売パイロットについて話しました。小売店の何百人ものユーザーがこのような環境でmmWaveがどのように機能するかを実証し、カラマズーとサウスベンドでパイロットが5Gエンドを作成しましたエンドツーエンドのネットワークであり、mmWave信号は、天候や影響を材料に浸透させることによる影響なしに、最大900フィートで1Gbpsの速度を予想以上に提供できることがわかりました。

アーノルディ氏によると、速度は刺激的ですが、レイテンシは大きな変化です。彼女は次に、マネキンの代わりに没入型の仮想現実および拡張現実とデジタルサイネージを使用した小売などのアプリケーションについて説明しました。健康管理; 製造; 5G固定無線でビデオを提供するATMのようなもので資金を調達します。公安; および輸送。

Verizonの技術開発および計画担当副社長のBill Stoneは、5Gを、オペレーターが「ソフトウェアを活用し、さまざまなユースケースに合わせてネットワークをスライスする」ことを可能にする多目的ソリューションとして特徴づけました。 Verizonにとって、固定ワイヤレスは最初のネットワークスライスになりますが、これは1つのユースケースに過ぎず、モバイルブロードバンドがすぐに続くとストーンは言いました。

VerizonのVerizon 5G Tech Forumのサポートは3GPPプロセスを加速するのに役立ち、Verizonの最初の製品は完全に標準ベースではありませんが、3GPP標準に非常に迅速に移行することを意図していました。彼は、可能な限り大きなスペクトルチャンクを使用し、小さなセル密度を増やし、mmWave帯域で大規模なMIMO（複数アンテナ）に移行し、他の帯域でアンテナの数を増やすという同社の計画を強調しました。

ストーン氏は、Verizonは5G固定ワイヤレスの最初のものになると予想しており、テストではすでにノードから2, 000フィートの地点で80Gbpsサービスを提供できると述べています。しかし彼は、同社は複数のスライスを備えたネットワークを1つだけ持つことを期待しており、同社の優先事項は「モバイル、モバイル、モバイル」であると述べた。しかし、さらに外を見ると、5G対応のクラウドと「インテリジェントエッジ」、および産業オートメーションアプリケーションが新しいユースケースを推進すると述べています。

NTT Docomoのチーフテクノロジーアーキテクトである尾上誠三は、5Gの展開において、ドコモが自動車、鉄道、建設、ヘルスケアなどの特定の業界とどのように提携しているかについて話しました。オペレーターがビットあたりのコストを改善してデータ容量を増やすことができるという理由だけで、新しいアプリケーションが不確実であっても5Gを導入することについて議論することができます。

尾上は昨年から議論を繰り返しました。つまり、4G LTEの発売前に強化された3G（HSPA +）で起こったように、前世代は次の発売の直前に急成長し、業界は歴史的に大きな成功を収めてきました番号付き世代。しかし、彼は、新しいアプリケーションが開発されるのを見て、業界を超えたコラボレーションがそれを変える可能性があることを示唆しました。

私は、5Gが大きなテクノロジーのブレークスルーになると最終世代になるかもしれないという彼の考えに最も興味がありました。尾上氏は、ある特定の技術が前世代のそれぞれを定義しているが、5Gは実際には技術の組み合わせであるため、新しい技術のブレークスルーを発明できない限り、5が最終的な数字になる可能性があると述べた。それでも、彼は「マーケティングの仕掛け」が将来の数字を目にすることを意味する可能性があり、仕掛けかもしれないが「それは自由だ」と指摘した。

5Gの進化

プレゼンテーションの多くは、テクノロジーと標準に関する詳細と、それらがどのように進化しているかについて説明しました。

HuaweiのフェローであるPeiying Zhuは、3GPPが標準のリリース15を現在どのように承認しているかを説明しました。ネットワーク。彼女は、その標準のスタンドアロン（SA）バージョン（無線とネットワークのコアの両方が5G用に設計されたもの）に向けて作業が急速に進んでおり、リリース16での作業がさらに機能を追加すると述べた。

リリース15は主にモバイル帯域幅（eMBB）の改善をサポートしますが、後のバージョンは「超高信頼低遅延通信、固定ワイヤレスアクセス、大規模マシンタイプ通信」など、幅広いIoT要件に適合します。

リリース15には、さまざまな新機能を備えた「5G New Radio」が含まれており、Zhuはさまざまな変更による影響について話しました。彼女は、3.5GHzスペクトルを使用したテストで、ユーザーエクスペリエンスが10倍向上し、既存のソリューションの1/10のレイテンシと1/10のコストで、5Gがモバイルブロードバンドの拡張に非常に優れていることを示しました。 Zhuは、他のアプリケーションを有効にする仕様のリリース16以降のバージョンに含まれる可能性のある他の詳細について議論しました。

エリクソンリサーチのラジオリサーチディレクターであるミカエルフックも、ITU-2020ビジョンに向けた標準の進化について議論しました。彼は、新しい無線がどのように「超希薄」であるか（使用していないときは干渉を減らし、パワーダウンすることを意味する）について話し、同時に新しい機能を追加できるように前方互換性も提供しました。彼も、複数のアンテナをどのように使用できるかについて言及し、低遅延について語り、広いスペクトル範囲が多くの異なる機能を提供すると述べました。

Höökは、混雑した通りや広場で非常に高速なカバレッジを提供することから、郊外環境で固定ワイヤレスを提供することまで、さまざまなアプリケーションでこれが機能することを強調しました。彼はファクトリーオートメーションについても話しました。

その後のパネルディスカッションでは、新しい無線がモノのインターネット（IoT）アプリケーションに適しているかどうかについて多くの議論がありました。Höökは、NB-IOTなどの既存の4G標準や、ZhuやNokiaのAnttiなどToskala、より高い帯域幅またはより低い遅延を必要とする可能性のある新しいIoTユースケースについて話します。

産業環境では、パネリストの何人かが、5GがIEEE 802（Wi-Fi）標準と比較する方法についての質問に答えようとしました。これは通常、免許不要のスペクトルで動作します。 Höök氏によると、場合によっては、免許不要のスペクトルで十分ですが、「ファイブナインの信頼性」が必要な場合はそうではありません。 Toskalaは、3GPP認証や通信会社がプロバイダーに提供するサービスなどの機能を指摘しましたが、聴衆の中にはこれを押し戻した人もいました。朱は、5Gと802ベースの標準の両方が同じ場所で機能できるように、5Gが共存のためにどのように設計されているかについて話しました。

AT&TのAT&T Labs Advanced Wireless Technology GroupのディレクターであるAT&TのArun Ghosh氏は、スマートフォンの5Gについて語り、LTEが非常にうまく機能しているため、ビジネスモデルの問題がまだ残っていると述べました。 Ghosh氏は、5Gは、自動運転車など、衝突回避などの分野で役立つ多数の車を接続できる他のビジネスケースについて本当に重要だと述べました。しかし、ほぼすべてのパネリストは、近い将来、5Gと4G LTEの両方、およびmmWaveと従来の（サブ6GHz）スペクトルの両方をサポートする携帯電話を期待することに同意しました。

すべてのパネリストは、ナショナルインスツルメンツのイアンウォンにほぼ同意しました。また、多くの人がZhuに同意しているようです。Zhuは、5Gのグローバルバンドがあればいいと言っており、そのようなバンドの1つとして3.5GHzを提唱しました。

5G以降

5Gは最初の発売に向けて準備が整いつつありますが、研究は次のレベルへの移行を続けています。多くの講演者は標準の次のいくつかのステップについて話しましたが、他の講演者は将来の研究により焦点を合わせました。

国立科学財団のコンピューティングおよびコミュニケーション財団（CCF）部門の副部門長であるThyaga Nandagopalは、大学や国立研究所で行われている重要な研究について話しましたが、これらの機関との間に「死の谷」があると付け加えました。法人。このギャップを埋めるために、NSFはPlatforms for Advanced Wireless Research（PAWR）と呼ばれるプログラムを作成しました。このプログラムでは、業界コンソーシアムとNSFがそれぞれ5, 000万ドルを寄付し、4つの都市規模プラットフォームを作成して次世代のテストを行いますワイヤレスシステム。これらのプラットフォームは、研究者が新しいシステムのアイデアをテストするためのオープンアクセスを提供するように設計されています。

最初の2つのシステムは、ソルトレークシティとニューヨークにあります。ソルトレイクシティでは、ユタ大学とライス大学がPOWDER（オープンワイヤレスデータ駆動型実験研究用プラットフォーム）およびRENEW（次世代エンドツーエンドワイヤレス用の再構成可能なエコシステム）として知られるプロジェクトを作成しています。

ニューヨークでは、このプロジェクトはCOSMOS（都市拡張向けにテストされたクラウド拡張オープンソフトウェア定義モバイルワイヤレステスト）と呼ばれ、NYUワイヤレス、コロンビア、ラトガースによって実行されます。 COSMOSは、複雑な都市環境でさまざまな新技術をテストするために設計されました。さらに2つのプラットフォームが2019年7月までに指定される予定です。

実際、カンファレンスでは、NYU TandonのTed RappaportとNYU Wirelessの創立者であり、mmWaveテクノロジーの採用の速さに感銘を受けました。彼はこのトピックに関する初期の論文をいくつか書いており、2012年にNYU Wirelessを、2014年にBrooklyn 5G会議を設立するのに役立ちました。そして、彼は、mmWaveが機能するかどうかについて懐疑的でした。それはその後受け入れられており、商業化への途上にあります。

ラッパポート氏は、mmWave技術による小細胞の増殖が新たな健康上の懸念になり得るかどうかを尋ねられ、「陰性を証明できない」と述べたが、使用される無線周波数は、その種の電離放射線に必要な周波数よりも6桁低いX線（がんの可能性の増加と相関する）によって作成されます。さらに、彼はスモールセルと指向性アンテナが接触のパワーと発生率の両方を低減することを指摘し、これを裏付ける「Safe for Generations to Generations」というタイトルの共著者である国立衛生研究所の研究を指摘しました。