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5G とは

5G は第 5 世代の携帯電話技術です。無線通信の高速化、低遅延、柔軟性向上を図るために設計されています。4G のピーク速度はわずか 1 Gbps ですが、5G では理論上のピーク速度が 20 Gbps です。

5G が実現する低遅延により、ビジネスアプリケーションや他のデジタル体験(オンラインゲーム、ビデオ会議、自動運転車など)の分野でパフォーマンスが改善します。 

5G 技術とは

旧世代の無線通信(4G LTE など)は接続性の確保に重点を置いていましたが、5G ではクライアントの接続をクラウドから提供することで、次世代の接続環境を実現します。5G ネットワークは、クラウド技術を活用したソフトウェア定義型の仮想ネットワークです。

5G ネットワークでは、携帯電話と Wi-Fi アクセス間のシームレスなオープンローミング機能により、モビリティの簡素化を可能にします。モバイルユーザは、手動での切り替え操作や再認証の必要もなく、屋外の携帯通信と屋内のワイヤレスネットワークの間でシームレスに接続を切り替えられるようになります。 

新しい Wi-Fi 6 ワイヤレス規格(別名 802.11ax)は、パフォーマンスの向上などの点で 5G と似ています。Wi-Fi 6 のアクセスポイントは、接続範囲を広げる必要がある場所に低コストで設置できます。Wi-Fi 6 アクセスポイントの基盤となっているのは、高度な自動化機能を備えたソフトウェアベースのネットワークです。

十分なサービスが提供されていない地方の地域や、4G 回線の需要が逼迫している都市部では、5G 技術による接続性の向上が期待されています。新しい 5G ネットワークでは高密度の分散型アクセスアーキテクチャが採用され、データ処理がエッジ(つまりユーザ)により近い場所で行われるため、データ処理が高速化されます。


5G の仕組み

5G 技術は、ネットワークアーキテクチャ全体を大きく進歩させるものです。前世代から進化した 5G 無線技術の世界標準「5G New Radio」では、4G で使用されていない帯域をカバーしています。5G のアンテナには大容量の MIMO(多入力多出力)技術が組み込まれます。これにより送信ストリートと受信ストリートが増えるため、より多くのデータが同時に転送可能になります。しかし、5G の特徴は新しい無線周波数帯だけではありません。5G では、免許が必要なワイヤレスネットワークと免許が不要なワイヤレスネットワークを組み合わせた異種ネットワークをサポートするため、ユーザが使用できる帯域幅が広がります。

5G アーキテクチャは、ネットワーク機能をハードウェアではなくソフトウェアで管理するソフトウェア定義型プラットフォームになります。仮想化、クラウドベースのテクノロジー、および IT/ビジネスプロセスの自動化という各分野の進歩により、機敏性と柔軟性を備えた 5G ネットワークが実現し、時間と場所を問わないユーザアクセスが可能になります。5G ネットワークでは、「ネットワークスライス」と呼ばれるソフトウェア定義型サブネットワークの作成が可能です。これらのスライスを使用すると、ネットワーク管理者は、ユーザとデバイスに応じたネットワーク機能を決定できます。

機械学習(ML)による自動化により、デジタルエクスペリエンスも向上します。数ミリ秒のレスポンスタイムが要求される用途(自動運転車など)では、機械学習(最終的にはディープラーニングと人工知能)による自動化を 5G ネットワークで提供することが不可欠です。自動プロビジョニングに加え、トラフィックおよびサービスのプロアクティブな管理により、インフラのコストが削減され、接続環境が向上します。


5G の今後の展開

5G サービスはすでに各国の一部地域で提供が開始されています。これら初期世代の 5G サービスは「5G ノンスタンドアロン」(5G NSA)と呼ばれます。5G NSA は、既存の 4G LTE ネットワークを基盤とする 5G 通信です。5G NSA は 4G LTE よりも高速ですが、業界が注目している、高速で低遅延の 5G 技術は「5G スタンドアロン」(5G SA)です。2020 年までには提供が開始され、2022 年頃には普及すると考えられています。


実社会における 5G 技術の影響

5G 技術は、ネットワークのパフォーマンスと速度を向上させるだけでなく、ユーザに新しい接続環境を提供します。

医療分野では、5G 技術と Wi-Fi 6 でデバイスを接続することで、心拍数や血圧などの主要な健康指標データを常時配信し、患者をモニタできるようになります。自動車業界では、5G と ML アルゴリズムを組み合わせることで、交通状況や事故などに関する情報が得られるようになります。これにより、他の車両や信号機などと道路上で情報を共有できます。これらは、5G 技術によって実現できる応用例のごく一例です。


5G 技術におけるシスコの貢献

シスコでは、5G 向けに自動化された、クラウドとクライアント間のソフトウェアベース ネットワークを提供しています。Cisco ONE のアーキテクチャは、クラウドファーストのソフトウェア定義型アーキテクチャで、企業やサービスプロバイダーによるシームレスな導入を実現します。5G アーキテクチャと特性が似た新しい Wi-Fi 6 規格(別名 802.11ax)も活用した、携帯電話と Wi-Fi 間のオープンローミングも Cisco ONE で実現します。