若手エンジニアが知っておくべき、これからの5Gシステムとは?

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近年、幅広い業界で進歩し続けるITサービスですが、それらが正常かつユーザが安心して利用できているのは、ITインフラ技術の進歩があってこそだと言えるでしょう。

ガラパゴス携帯の時代に使われていた「3Gサービス」は終焉を迎え(各携帯事業者が次々にサービス終了を発表。)現状、最も利用されている「4Gサービス」も「5Gサービス」に移り変わろうとしています。

実際に、携帯会社も5Gサービスを次々にリリースし、とうとう消費者まで5Gの波が届くようになっているのが現在の潮流であるとも言えます。

その一方で、世間的なイメージとしては、高速に通信できるという要素だけが蔓延しており、5Gの本質的な価値やこの技術がもたらす未来像についてイメージできていない人も多いように感じます。

そこで今回は、これからのITインフラになることが期待されている5Gサービスについて、その実態や仕組み、将来性について紹介していきます。

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5Gシステムの仕組み

5Gのシステムはマクロな目線で見ると、「SA方式」と「NSA方式」の大きく二つの構成に分けることができます。

この二つの違いは、大きく言うと「5G専用の設備を使っているか否か」になります。詳しくは、それぞれの方式の構成をみていきましょう。

NSA方式

NSAは”non stand alone”の略で、非スタンドアローン型と呼ばれたりもします。独立しないで立っていると言う直訳から、「5Gシステムが独立して動いていない」と言うイメージを持つと、よりわかりやすいかもしれません。

さらに詳しく説明すると、NSA方式とは、5Gのシステム(次からは基地局という言い方をします。)に加えて、4Gのシステムを組み合わせたサービス方式です。

サービス提供者にとっては、従来使っていた4Gを一部利用できることから参入障壁の低いサービスであり、市場への展開が素早くできることが特徴でした。

5Gは従来、データの送受信を超高速・大容量で行えるサービスであり、それを実現しようとすると「データの搬送」と「データの流れを制御する」という二つの機能がインフラサービスには求められます。

これを一つの5G基地局に集約させるのが高度な技術であるため、データ制御は「従来の4Gシステムに任せて、5G基地局はデータを搬送させることに特化しよう」というのがNSA方式の実態です。

ユーザの目線からすると、5Gサービスに見えているので、実はこの方式を利用していたかもしれません。

最初は、このNSA方式で5Gをサービス化し、開発が追いついてきたらSA方式に切り替えるのが主流になっています。

SA方式

SAは、”stand alone”の略です。

こちらは、5G基地局が独立して動いているためスタンドアローン型と呼ばれています。

データの搬送とデータの制御を一つのシステムでおこなうことに加えて、「ネットワークスライシング」という技術が大きな特徴となります。

ネットワークスライシングは、ユーザの求める要件に従い、インフラ構成を組むことができます。要件としては以下に紹介する三つの要素が主にあげられるので、一つずつ説明していきます。

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5Gサービスに求める三つの要件

主にITの世界では、ネットワークやハードウェア、ソフトウェアなどそれぞれに互換性があるため、大きな枠組みとして、一つの組織が規格を決めるのが一般的です。

5Gサービスもそれぞれの企業がが完全に独立して自由にサービス開発を進められると困ってしまうので、各国の標準化団体によって設立された「3GPP」という標準化団体によって規格が定められています。

3GPPは5Gのサービスを私たちの日常に落とし込んでいくために、5Gに求められる要件の定義、言い換えると5Gサービスに持たせるべき機能を三つの要素に定義しました。

三つの要素は「eMBB/高速大容量」「URLLC/高信頼・低遅延」「mMTC/多数同時接続」と呼ばれており、Phase1として、「eMBB」、Phase2として「URLLC」「mMTC」が実装されていくことが予定されています。

eMBB(高速大容量)

eMBBは、今までより、「容量の大きいデータを速く通信すること」を可能にします。

例えば、高品質な4Kサイズの映像データをリアルタイムで送受信できるようになったり、3次元データのARやVRへの活用が期待されています。

日常的に感じている動画サービスや、Webサイトの表示が遅延するなどの問題は解消されるようになるでしょう。

URLLC(高信頼・低遅延)

URLLCは、「通信の遅延を抑えること」を可能にします。

自動運転や遠隔医療など少しの遅延が重大な事故につながるケースなどで重要な要素で、注目度の高い部分でもあります。

新たなユースケースの開拓と普及に期待が寄せられています。

mMTC(多数同時接続)

mMTCは、「同時に接続できる端末数の制限」を意味しています。

実は無線の場合、通信容量を超えなければ何台でも使えるというわけではなく、予めの仕様で同時に接続できる端末数が制限されています。

例えば、製造業など業界により多数の機械をIoT化させる場合などに求められる要素であり、100台以上の端末が接続できることも十分に期待できます。

将来的には、これらの機能が段階的に実装されることで、おそらく皆さんが期待しているようなIT社会が実現されていくでしょう。

その時に備えて紹介してきた三つの要素は是非、押さえてみてください。以下の総務省が公表しているこれからの5G動向もチェックしておくとよりイメージしやすいかと思います。

https://www.soumu.go.jp/main_content/000716749.pdf

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まとめ

今回は、IT業界や最近はニュースでも注目されることの多い5Gの実態と機能、それらがもたらす将来性について紹介してきました。

まだ、5Gの導入計画は始まったばかりなので、実装されていない機能も多いですが、計画通り進めばIT社会が訪れることは予測できます。

そうなった時に必ずエンジニアの需要は大きくなり、ユーザでもITリテラシーが求められる時代になってくるので、今回興味を持った方は是非、5Gなどの最新技術に関しても調べてみることをお勧めまします。

ITの波に出遅れないようにしっかり準備していきましょう。

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