5Gネットワークが世界中で急速に導入される中、5Gネットワークの高帯域幅と低遅延に依存する遠隔医療や自動運転などの追加アプリケーションをサポートするために、5G技術標準はまだ進化を続けています。この記事では、ADI、村田製作所、モレックス、オンセミコンダクターなどのベンダーによる5Gネットワークとソリューションの最新の開発状況を紹介します。
高いデータレートと低遅延を実現する5Gネットワーク
5Gの完全な説明は「5番目 「第3世代モバイルネットワーク」は、3GPP組織によって定義された最新世代のモバイル通信技術です。5Gは4G (LTE-A、WiMAX-A、LTE) システムのその後の進化形であり、高いデータ レート、遅延の短縮、エネルギー節約、コスト削減、システム容量の増加、大規模なデバイス接続の実現を目指しています。
15年に導入された5G規格は、番目 3GPP仕様リリース（2018年第2四半期）は、現在最新の17に進化しています。番目 仕様リリース（2022年第3四半期）。初期の5GテクノロジーはeMBB、URLLC、mMTCアプリケーションに重点を置いていましたが、現在の5Gテクノロジーには、RedCap、NR lite、NTN衛星、航空機アプリケーションなど、多様で実用的なアプリケーションがあります。3GPP組織は、2025年頃に18番目の3GPP仕様リリース (5G - 高度) をリリースする予定であり、5Gテクノロジーは20Gbpsのダウンリンク データ レートと10Gbpsのアップリンク データ レートを実現すると予想されています。
以前の世代の通信技術と同様に、5Gネットワークは、地理的な位置に応じて5Gサービス エリアをより小さなセルに分割するセルラー ネットワークに属します。セル内の5Gワイヤレス デバイスは、セル内のローカル アンテナを介して無線波を使用してインターネットや電話ネットワークに接続します。
5Gは、携帯電話やタブレットがインターネットに接続するためのより広い帯域幅を提供することに加えて、スマートホーム、スマートシティ、スマートファクトリーなどのサービスの推進を背景に、既存のユーザー指向のワイヤレスネットワークアーキテクチャを統合し、膨大な数の測定機器やさまざまな補助センサーが5Gを介してインターネットに接続できるようにします。
さまざまなアプリケーションのニーズを満たす新しい標準とテクノロジー
現在の5Gネットワーク開発には、eMBB、URLLC、mMTC、NTN、RedCapなど、非常に重要な技術アプリケーションがいくつか含まれています。eMBBは「Enhanced Mobile Broadband」の略で、ユーザー密度が高くモビリティ需要が低いエリアに重点を置いていますが、その一方で非常に大量のデータ転送量を必要とするため、eMBBのユーザーは広域カバレッジのユーザーよりも高いデータ転送速度を享受できます。
URLLCは、「超信頼性低遅延通信」の略で、非常に厳しいデータ転送、遅延、信頼性の要件を備えた5Gアプリケーションです。例えば、産業オートメーション製造や生産プロセスの無線制御、遠隔医療手術、スマートグリッド配電自動化、輸送安全、無人運転などのアプリケーションでは、高い信頼性（エラー率が10未満）の通信アプリケーションが必要です。 -5) と低レイテンシ (1ミリ秒未満) を実現します。
mMTCは「Massive Machine Type Communications」の略で、1平方キロメートルあたり約100万台のデバイス間の通信要件を持つ膨大な数のアセンブリ デバイスを接続することを特徴とするアプリケーションです。mMTCでは、送信されるデータ量が少なく、データ送信の遅延に対する要求も低くなります。さらに、組み立てデバイスは製造コストが極めて低く、バッテリー寿命が長くなければなりません。
NTNは「非地上ネットワーク」の略で、5Gが、オフショアおよび非地上セルラー ネットワークでカバーされている遠隔地などの非地上エリアでユビキタス接続とネットワーク カバレッジの両方を提供できるように、衛星アクセス機能をサポートします。これは、グローバル資産追跡 (セルラー ネットワーク カバレッジ外のオフショア コンテナや端末など) を含む重要なユース ケースのネットワーク カバレッジを拡大することを目的としています。
5G R17の3GPPの新しい技術標準であるRedCap (Reduced Capability) は、以前は軽量5GネットワークであるNR light (NR lite) として知られていました。RedCapは、ウェアラブル、産業用センサー、ビデオ監視という3つの主要なビジネス シナリオをサポートしています。RedCapモジュールは現在の5Gモジュールよりもはるかに安価になると予想されていますが、NB-IoTモジュールよりも高価です。
完全な5Gアプリケーション製品と完全な5G専門知識を顧客に提供
5G技術の応用に関しては、多くの電子機器サプライヤーがそれに応じてさまざまな製品を発売しています。ADIを例に挙げると、ADIは、高度な統合性を提供しながら消費電力、帯域幅、パフォーマンスを最適化することで、狭帯域ベンダー モデルに逆らって24 GHz ～ 48.2 GHzをサポートする5Gミリ波RFフロントエンドICを発表しました。さらに、ADIのRF業界に関する深い専門知識と幅広いRF製品群により、お客様はワイヤレス スペクトル全体を活用でき、非常に低遅延の通信が可能になります。
一方、ADIはRadioVerseテクノロジーと設計エコシステム、統合トランシーバー テクノロジー、信頼性の高い開発環境、市場固有の技術的専門知識も導入しています。これらは、新しいRFコンセプトを迅速に実現することに貢献します。ADIの5Gソリューションにさらにご興味がおありの場合は、次のWebサイトをご覧ください。 https://www.analog.com/en/applications/technology/5g.html。
村田製作所は、5Gエコシステムをターゲットに、ミリ波、熱管理、デバイスサイズの最適化、バッテリー寿命の延長のためのコンポーネントの展開も拡大しています。これらのコンポーネントには、セラミック コンデンサ (RF回路設計における低ESR用)、コンパクトな設計のための小型インダクタ、複雑なEMIアプリケーション用のフェライト ビーズ ソリューション、衛星アプリケーションの新しい無線帯域に適用可能なSAWフィルタが含まれます。
村田製作所は、小型化、低遅延、バッテリー寿命、温度管理、モビリティ、5Gエリアネットワーク、ミッションクリティカルシステム、大規模IoT、eMBB、5Gアプリケーション向けコンポーネント技術に特化したソリューションも提供しています。5Gソリューションの詳細については、村田製作所のWebサイトをご覧ください。 https://article.murata.com/en-us/series/5g-technology。
製品知識とRF製造知識がシステム開発を加速
Molexは、モバイル デバイス、ネットワーク インフラストラクチャ、自動車接続、RF、その他の市場をリードする企業との連携において長年の経験を有しており、お客様が5Gの機会を捉え、障壁を克服できるよう支援します。Molexは、設計者が大量生産に適した5G製品を作成できるようにする製品およびRFシステム製造の専門知識を提供します。5G機能をデバイスに設計するには、最も適した5Gコンポーネントを選択するだけでなく、高感度RFアンテナとコネクタを巧みに正しく統合することが必要です。
MolexのRFチームは、新しい設計、最先端の製造設備と技術の活用、さらに製造を促進するための新しい高周波RFテスト ルームの使用に重点を置いて、5Gの研究開発に多額の投資を行ってきました。Molexは、デバイス メーカーと協力して、5Gアンテナと関連コンポーネントを次世代製品に統合するサポートを行っています。Molexの5Gソリューションの詳細については、次のWebサイトをご覧ください。 https://www.molex.com/molex/industry/5g_technology/5g。
5Gは、世界がさまざまな新しい方法でつながり、新しい体験を共有することを可能にします。オンセミコンダクターは、お客様がソリューションを見つけ、設計開発を推進できるよう、幅広い製品ラインナップと革新的なテクノロジーを提供しています。オンセミコンダクターの幅広い製品には、電源管理用のDC-DCまたはAC-DCコンバーター、MOSFET、ゲート ドライブ、整流器、低ドロップ レギュレーター (LDO)、ワイヤレス接続用のWiFiソリューション、ワイヤレスRFトランシーバー、EEPROMメモリなどがあり、5G製品設計におけるお客様のさまざまなニーズを満たします。
さらに、オンセミコンダクターは、強力な4Kストリーミング、10MP画像キャプチャ、世界中の監視など、5G eMBBアプリケーションに最適なAR1335などのCMOSイメージ センサーのさまざまな仕様も提供しています。onsemiの製品の詳細については、次のURLをご覧ください: https://www.onsemi.com/products/5g-enterprise。
結論
5Gネットワークは、IoT、インダストリー4.0、自動運転、その他のアプリケーションの推進における重要な技術推進力です。世界中で5Gネットワークが積極的に展開されるにつれて、企業や個人は5Gアプリケーション関連のソリューションやサービスにますます興味を持つようになり、5G市場の発展の可能性は極めて驚くべきものとなっています。この記事では、いくつかの5Gソリューション プロバイダーが提供する製品の概要のみを説明します。これらの製品についてさらに詳しく知りたい場合は、メーカーのWebサイトにアクセスするか、Arrow Electronicsに直接連絡して、包括的なサービスをご利用ください。