「5G」を知りたいなら理解すべき技術「ミリ波」「MIMO」「RAN」「OFDM」とは

「5G」の基礎には過去の移動体通信システムの進化がある。その技術進化を知り、5Gの特性を理解するために必要な用語を解説する。

公開 2019年10月01日 05時00分

更新 2019年10月01日 10時40分

著者

Michaela Goss

[TechTarget]

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　前編「『5G』を根本から理解するためのキーワード『5G NR』『FWA』『LTE』とは」は、「5G」（第5世代移動体通信システム）を知るために欠かせない基本的な要素を説明した。後編で紹介するのは5Gの土台にある、各種ネットワーク技術だ。

ミリ波

　「ミリ波」は30GHz～300GHzの周波数帯の電波を指す。特徴は高速なデータ伝送を可能にする点だ。5Gが使用する電波の一部は、この周波数帯に含まれる。ミリ波は波長が短く、電波の直進性が高い。ミリ波による通信は「Line of Sight（LOS：視界）通信」と呼ばれることがある。湿度が上昇したり、電波の進む先に壁のような遮蔽（しゃへい）物があったり、視界を遮る状況でパフォーマンスが低下する現象が発生するためだ。

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「5G」時代のネットワークとは

「5G」は何ができる？

MIMO

　MIMO（Multiple Input Multiple Output）は送信側と受信側で複数の通信用アンテナを同時に使う伝送技術で、データ伝送の効率性を最大化するスマートアンテナ技術に位置付けられる。利用できる複数のアンテナを組み合わせることで、データ伝送エラーを減らし、データ伝送速度を最適化する。5GはMIMOの技術を最大化するために、利用するアンテナを大幅に増やす「Massive MIMO」を採用する。これによって大容量のデータ処理に対処できる。

ネットワークスライシング

　「ネットワークスライシング」は5Gが備える代表的な機能の一つで、ネットワークを仮想的にスライスし、分割する技術だ。アプリケーションの違いに応じてスライスした各層でトラフィックを処理できる。スライスした各層はそれぞれ独自のアーキテクチャを持ち、管理方法が異なる。このアーキテクチャでは、ユーザープレーン（ユーザーデータを制御する機能・製品群）とコントロールプレーン（ネットワークを制御する機能・製品群）が分離し、ユーザープレーンはネットワークのエッジ（ネットワークのユーザー側の終端）に近づく。

OFDM

　直交周波数分割多重（OFDM：Orthogonal frequency-division multiplexing）は、データを複数のサブキャリア（搬送波）に分割する方式。1ユーザーのデータストリームを周波数の異なる別々のチャネル（データの送受信に必要な帯域幅）に分割する。こうした分割は、電波干渉の低減に役立つ。

無線アクセスネットワーク（RAN）

　ネットワークのさまざまな要素に無線でデバイスを接続させるのが「無線アクセスネットワーク」（RAN：Radio access network）だ。例えば、最近ではネットワークをユーザープレーンとコントロールプレーンに分割するRANがある。これによって、ネットワークスライシングやMIMOといった5Gを実現する各種技術が適切に動作する。

リアルタイムコミュニケーション

　「リアルタイムコミュニケーション」（RTC：real-time communications）は、ほぼ遅延なしでデータを送受信する通信手段を指す。そのような“ライブ通信”は送信側と受信側で直接的に接続するため、ストレージを必要としない。こうしたリアルタイム性のあるコミュニケーションの利点が5Gで注目されている。

スモールセル

　「スモールセル」は、低消費電力で物理的に小型な移動体通信用の基地局を指す。主に、移動体通信の電波の強さを高めるために設置される。スモールセルは低い周波数帯からミリ波のような高い周波数帯まで、広く電波を伝送することが可能だ。5Gのネットワークを構築する際、スモールセルは電波の強度を局所的に増大させ、接続を安定させることに役立つ。