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5Gネットワークの未来

Gなどのモバイルネットワークの勉強をしてみると、インターネットのようにTCP/IPプロトコルのような標準で成り立っているネットワークでなく、ベンダー依存の実装が大きいことに気づく。例えば光ファイバーにしてもCommon Public Radio Inteface(CPRI) という標準があるにも関わらず、異なるベンダーのCPRIケーブルを使うと不具合が出ることがあるという。

 

Gでは(特に中国ベンダーの)ベンダー‧ロックインを避けるため通信規格や仕様の細分化とオープン化が進められている。その具体例が open Ran , o-CU, o-DUなどだ。また使用するハードウェアも汎用のものを使用し、機能は標準化されたプロトコルを使用したソフトウェアで実装する。そして製品の生産はFoxcommなどのOEMに委託できるようにすることで、モバイル通信ネットワーク器機の費用を抑える。後発組の楽天などはレガシーインフラが無いため、戦略的に汎用器機を自社インフラに組込むことで費用削減を目指している。

 

では5Gでは何が変わるのか。より早くなり、より多くの器機が接続できる。自分は個人のレベルではあまり変化を感じないのではと考える。なぜなら携帯電話の小さな画面でより高画質になっても変化は感じにくく、また速さは処理が1分から1秒で終わるようになれば効果は大きいが、更に1秒が60分の1秒になっても、人間の感覚にはあまり違がわからない。

 

また3G,4G,Gというがモバイルネットワークの進化は、実はより細かくリリース8,リリース9とほぼ毎1,2年ごとに3GPPという団体により新しい仕様が決まり4Gでも1年目と10年目で内容が大きく違う。

 

なぜ年を追うごとに通信速度が早くなるかというと、リリース1252.6GHz以上、リリース19250GHz以上と使用する電波の周波数帯を高い方に拡張しているから。電波は周波数が高くなるほど光に性質が近くなり、直進性が増し遮断物があればそこで止まってしまう。そのため高い周波数を使う5G はより多くのアンテナ塔を建てなければならず、不動産、土地使用料そして維持費用が跳ね上がる。また個々のアンテナ塔から自社のデータセンターまでネットワークケーブルを引かなければならない(このケーブルをバックフォールと言う)。

 

2021913日にKDDIがイーロンマスク氏の会社Starlinkと提携し、バックフォールを有線でなく、Starlinkとつなぐサテライトアンテナで代替する予定を発表した。Starlinkは高度約550Kmに配置されており、24GHz以上の周波数で運営されるという。これはほぼ5G のミリ波周波数(30GHzから300GHz)だ。高度550Kmなら光、電波の速度(300Mm/s)で1.83ミリセカンドの時間で届く。宇宙は真空なため光通信は、光ケーブルよりも早くなるため、曲線が加わる海底ケールブル網より、宇宙サテライト‧ネットワーク網のほうが遅延は低くなる可能性がある。

 

自分は将来電信会社が5G ,Gへの投資にかまけている間に、衛星携帯が取って代わっていくと予想している(そのためには高機能な埋込み型受信アンテナと高精度なビームフォーミングを装備する衛星が必要と考える)。電信会社が、4G,5G,6Gと高い周波数の利用が進むにつれて、遠くに届かなくなる電波をカバーするため、通信施設の鉄塔を際限なく増やし設備投資負担に苦しむ中、衛星ならば3基、4基で世界中をカバーできるからだ(低高度ならばもっと多くの衛星が必要)。

 

その中で世界で最初にStarlink社との提携を発表したのが日本のKDDIで、またソフトバンクグループが衛星インターネット企業OneWebに投資したのも、将来の通信において衛星網の重要性を見据えているからだろう。宇宙事業に民間企業が参入し、人工衛星打ち上げコストが下がる。量子暗号通信も衛星で行われ、軍事技術にも直結しているため、大国間の競争に促される形で、多額の研究資金が将来渡り投下されるであろう。通信技術の進化は今後宇宙にシフトする。

 

多くの国々で通信会社は巨大インフラ企業として存在するが、宇宙からの技術革新に乗り遅れる通信会社が一気に淘汰される時代が来てもおかしくない。衛星通信機能標準装備の中華携帯や、iPhoneの登場とともに。

 

参考:

https://www.youtube.com/c/3G4G5G

https://www.youtube.com/channel/UCw64Fd-CqTkfBhtXA6ZvrqQ

https://hbol.jp/145041/

https://www.jsatmobile.com/satellite/

https://en.wikipedia.org/wiki/Inmarsat

https://ja.wikipedia.org/wiki/%E3%82%A4%E3%83%B3%E3%83%9E%E3%83%AB%E3%82%B5%E3%83%83%E3%83%88

https://news.kddi.com/kddi/corporate/newsrelease/2021/09/13/5392.html

https://en.wikipedia.org/wiki/Starlink