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5G無線通信はなぜ半導メーカーにも影xを及ぼすのか(1)

k陲垢任縫機璽咼垢始まっている5G無線通信だが、盜颪罷東アジア(中国・f国・湾・日本)を中心にjきな成長が見込まれている。j}通信機_メーカーのスウェーデンEricssonはこのほどMobility Report 2018の最新版を発行、2024Qには中国がモバイルデータのトラフィック量で世ckの29 EB(1エクサバイト=約100Bバイト)/月になるだろうと予Rする。

地域毎のモバイルデータトラフィック 東アジアのモバイルデータトラフィックは2024Qに月当たり39EBに達する

図1 2018Qと2024Qの月当たりのモバイルデータトラフィック 出Z:Ericsson


5Gの長は高]データ]度、低レンテンシ、H様デバイス

これまで、先進国では線に光ファイバを敷設、ラストワンマイルはDSLやケーブルテレビv線などをWしてきた。ところが、]に経済発tしてきた中国は、光ファイバをスキップして、いきなりモバイルブロードバンドにを入れている。5G通信は最jダウンリンクが20Gbps、アップリンクが10Gbpsと極めて高]だ。これは、k人が使うときの容量ではなく、みんなで動画のような_いデータをアップしたりダウンしたりするためにはこれだけの容量が要になることから開発が進められている。にオリンピックやjきなコンサート会場などのイベントでは、スマートフォンで映気鮖1討掘△修里泙SNSやYouTubeにアップするケースが\えてきた。これまでのLTEではv線がパンクしてしまう恐れがある。

Ericssonは2024Qに東アジアが39EB/月のモバイルデータトラフィックをWし、そのうちの29EB/月が中国になると見ている。中国の次が櫃19EB/月と予Rしている。実は盜颪任訶擇広いため光ファイバの比率はそれほど高くなく、モバイルブロードバンドへの期待がjきい。

5G通信の長はデータレートだけではない。基地局からセルラー通信端までの時間れ(レイテンシ)が1ms以内というリアルタイム処理も要求されている。これはモバイル端からの電Sを直接pける基地局(通信業vはここをエッジと}ぶ)から、線基地局であるコアシステム(交換機の機Δ鯆礇灰好箸嚢眦戮帽圓Α砲魴个謄ラウドにつながっている(図2)。通信業vがエッジを啣修垢襪箸いΔ海箸蓮基地局と端との間のレイテンシが極めて]くなることをT味する。コアシステムは端U基地局ほどの数は要がないものの、コアシステム同士は光ファイバでつながれることになる。


エリクソンの5Gプラットフォーム

図2 スマホやIoT端とつながっている基地局(Radio System)から応ごとにネットワークをスライスし、5Gコアシステムを経てクラウドに送り出される 出Z:Ericsson


5G通信のつ`の長は、これまでの1〜4世代(1G~4G)の通信は携帯電Bをとしてきたが、5Gは携帯電Bやスマホだけではなく、IoTやクルマ、家電機_などさまざまな機_とも無線通信でつなげていくことだ。もちろん、IoTや家電のデータレートは科くても良い。このためIoT専のv線であるLPWA(Low Power Wide Area)やLoraWAN、Sigfoxなどのv線に加え、セルラーv線もIoTのいv線を共~することになる。その場合は、例えば通常は1チャンネルしか載せない20MHzの周S数帯域幅に20kbpsのIoTv線(1チャンネルのIoT帯域が20kHz弱)として理b1000チャンネル分を載せることができる。

携帯電B以外のデバイスも5Gに

周S数が屬るのにつれ、電磁Sは360度の軌未妨けて発oせずに指向性をeつようになる。30GHz以屬離潺S(S長が1mm以下の電磁S)レーダーは、この性をWして颪例~無を検出する。基地局はさまざまな端に向け、送p信するlであるため、基地局の数や基地局間の電S到達を完するスモールセル数も極めてHくなる。ミリSに進むにつれスモールセルの数は爆発的に\えることになる。

当初は、サブ6GHzと言われる、3.5GHz帯、4.5GHz帯の電SをWするが、総省は28GHz帯についても割り当てを予定している。さらに39GHz、60GHzや70GHz帯も2020Q代を通してシステムが構築されていく。5Gはいわば、基地局のビッグバンXとなるのである。だからこそ半導にとってjきなx場が開けることになる。ではどのような半導が使われるようになるか、次vは半導x場を考察していく。

(2018/12/28)
ごT見・ご感[
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