iPhone 12 の 5G について知っておくべきことすべて

米国の通信事業者は 5G モバイルネットワークを展開していますが、それがユーザーにとって実際に何を意味するかについては透明性がありません。ここでは、5G とは何か、ユーザーにとってそれが何を意味するのか、そして今後数年間に現実的に何が予想されるのかを説明します。

約束されたこと

通信事業者やアナリストらによると、5G は、数年前に 4G LTE が一般向けに展開されたときと比べて、接続性において、それ以上ではないにしても、同様の劇的な変化をもたらすだろうと述べています。 2G 通信から 3G への移行によって速度が向上したのと同じように、3G から 4G LTE への移行によって速度が向上したのと同様に、5G への移行は理論上、より高速な速度を多くの人々に提供し、通常は利用できないサービスを利用する機会を増やすことになります。現世代のネットワークで使用されます。

4G LTE をはるかに超えるギガビット速度が約束されている 5G は、家庭用ブロードバンドサービスをセルラーネットワーク経由で提供できる可能性を提供し、ケーブル敷設にコストが高すぎる地域でもより高速なサービスを提供します。より高い帯域幅が提供されるため、家庭とモバイルデバイスの両方で IPTV またはストリーミングビデオサービスをさらに活用できるようになります。

このインフラストラクチャは、モノのインターネットハードウェアやスマートホームシステムなどのデバイス間通信の提供にも使用でき、自動運転車が隣接する車両とより効果的に通信したり、ナビゲーション支援のためのクラウドサーバーを提供したりすることもできます。

各ネットワークは 5G ネットワークの展開を徐々に進めているため、この技術が一般的になるまでには数年かかると通信事業者も認めています。一般に他の確立された通信技術よりも回復力が高いはずの包括的なカバレッジがあっても、一部のユーザーは最適な速度で 5G を体験できないでしょう。

その理由を知るには、5G、その背後にあるテクノロジー、そしてそれを展開する企業の寄せ集めをより詳しく見る必要があります。

基準の設定

「第 5 世代」テクノロジーを指す場合、5G は事実上、「5G NR」テクノロジーを使用する通信ネットワークを指します。これを開発したのは、3GPPは、モバイル通信に使用されるプロトコルを作成する標準化団体であり、3GPP の標準は、デバイスがネットワーク間で問題を最小限に抑えて動作できるように、世界中の複数の通信事業者で使用されています。

3GPP の 5G 仕様の第 1 段階リリースである LTE Release-15 は凍結されており、2019 年中に完了する予定ですが、第 2 段階の Release-16 は 2020 年のある時点で完了する予定です。これらのリリースは事実上、LTE 開発のエンドポイントです。これにより、ハードウェアベンダーが通信事業者が使用するインフラストラクチャや消費者向けのデバイスに機能を安全に組み込むことができる決定的なポイントが得られます。

3GPP のリリース 16 のスケジュールには、5G 規格の第 2 段階の開発が含まれます。

理論的には、凍結された各リリースは関連する 5G 標準を改良し、それらをネットワークに組み込む企業を 5G ネットワークのあるべき姿に近づけます。

技術的には、5G NR は 4G ネットワークと直接互換性がないにもかかわらず、5G は全体として、新しいテクノロジーにアップグレードされる前にデバイスがネットワークに接続できるように、初期実装の要として 4G に依存します。これらの非スタンドアロンモード (NSA) ネットワークは、テクノロジーが成熟すると、最終的には 5G 送信機が完全に配備された地域ではスタンドアロン (SA) モードネットワークに取って代わられるでしょう。

幅広い無線帯域

5G ネットワークが機能するには、無線スペクトルのビットが割り当てられる必要があります。これは、米国では連邦通信委員会によって、通信事業者が消費者デバイスとの通信に使用できる周波数 (チャネル) を決定するライセンスを入札する一連の周波数オークションで決定されます。このプロセスはほぼ終了しました。

これらの帯域の一部は、FCC によって長年にわたってさまざまな方法で解放されてきました。2008 年の無線周波数オークションこれは、FCC がスペクトル的に非効率であると判断するまで、アナログテレビ放送に使用されていました。通信事業者は、すでに所有して他の目的に使用している帯域を解放し、5G 通信に再利用することもできます。

5G ネットワークは OFDM ボンディングを使用して複数のチャネルを結合できるようにし、チャネルは両方とも 4G より大きく、より大きなクラスターにグループ化できるため、5G ネットワークは一般に 4G で可能な帯域幅よりも広い帯域幅を提供できます。

5G が動作できるスペクトル領域の図 (経由)クアルコム)

特に 5G の場合、周波数は一般に次のいずれかに分類できます。2つのグループ— 低周波数のサブ 6GHz 帯域、および高周波数の 6GHz 帯域。最初の低域は、既存のモバイルネットワーク通信に現在使用されている、最低 600 MHz から最高 2,600 MHz の帯域で構成されますが、最高 4,700 MHz の「C バンド」も含まれる場合があります。

6 GHz を超える 2 番目の範囲は、現在のシステムが動作するよりも周波数がはるかに高く、24 GHz ～ 39 GHz で 4 つの帯域が動作します。

2 つの帯域範囲はそれぞれ、通信事業者に独自の利点と制限を提供します。つまり、この 2 つはまったく異なる方法で使用でき、それぞれの展開には独自のエンジニアリング上の課題があります。

低速で耐久性のある低周波数帯域

低帯域範囲は、帯域の多くが 4G やその他の通信タイプに使用される周波数領域と同じ周波数領域にあることから明らかなように、モバイルネットワークのより伝統的な使用例と考えられるものを提供します。周波数が低いため、マストとの間でかなりの距離を移動でき、遮蔽物がほとんどないため、国全体をカバーするのに理想的です。

弾力性があるため、高帯域よりも少数のマストを配置してエリアを覆うのに最適ですが、低帯域の帯域は、それぞれが提供できる帯域幅の量という点でも制限されます。一般に、ヘルツ数が低いほど、特定の周波数で送信できるデータは少なくなります。

これは、複数の周波数を使用して多くのデータパケットを同時に送信することで軽減できますが、実行できる回数が限られているため、効果的な解決策ではありません。さらに多くのバンドを使用するというオプションもありますが、これも限界があります。

エンドユーザーにとって、これは5G信号を受信できることを意味しますが、通信事業者が叫んでいる最高のギガビット以上の速度で動作できるとは限らず、エンドユーザーは現在に近づいています。現在は4G LTEで提供されています。

高速だが壊れやすい高周波帯域とミリ波

一方、より高い帯域幅範囲は、かなり高いデータ転送速度を提供するものです。低い帯域ではせいぜい数百メガビットの帯域幅しか提供できませんが、6GHz 以降の範囲では、5G を誇大宣伝するために使用されるギガビット速度が提供されます。

多くの一般的なアプリケーションで使用される低域帯域とは異なり、高域バージョンでは競合が比較的少ないという利点があります。つまり、干渉の可能性を最小限に抑えながら、より多くの利用可能な帯域幅を使用できることを意味します。

ミリ波という用語は、5G の議論の一部としても使用され、通常 30 GHz を超えて 300 GHz 未満に存在する一連のスペクトル帯域であるミリ波を指します。より高い周波数範囲の帯域はこのグループの一部であるか、それにかなり近いため、通常は便宜上タイトルで呼ばれます。

クアルコムの 5G NR mmWave モジュールとアンテナ、スケールは 1 ペニーです。

特に非常に高いデータ転送速度が約束されているミリ波を商業的な方法で使用することは、技術的なハードルであり、今でもそうです。たとえば、通常、実用的な範囲は数百フィートに達します。つまり、実際に役立つのは、田舎の用途ではなく、潜在的なユーザーがより密集している地域だけです。

屋外のどこかに立って、電柱にレーザーポインターを向けます。視力に問題がなく、夜でも点が見える場合は、理論的には、設置後に、あなたが立っているその場所で、そのポール上のハードウェアからミリ波放送を受信できることになります。

屋外で行われているレーザーポインターのテストについて触れました。これには理由があります。4G LTE とは異なり、ミリ波は壁、ガラス、窓の一部の金属スクリーン、木の葉、雨、および人体を含むその他の障害物によって簡単にブロックされます。これにより、ミリ波は建物間の固定点通信や、電柱から家の外の 5G モデムへの無線通信に使用できるようになりますが、屋内で使用するスマートフォンにはあまり役に立ちません。

ハードウェア

7 月にクアルコムは、完全に統合された5G NR ミリ波モジュールスマートフォンの場合、実際には最大 4 つのモジュールを使用し、それぞれに最大 4 つのアンテナが含まれます。スマートフォンやその他のデバイスに戦略的に配置されることで、ユーザーによってブロックされることなくミリ波信号を受信または送信できる機会が増えます。

これらの制限により、ミリ波はすでに全国的な 5G カバレッジでの使用から割り引かれています。 4月には、T-Mobile CTO ネビル・レイ同氏はミリ波が「密集した都市環境にある小さな5Gホットスポットの範囲を超えて実質的に拡張することは決してない」と主張し、その移動と普及の限界を挙げた。

1日後、Verizonはこれに抗議し、最高経営責任者（CEO）のHans Vestberg氏は「これはカバー範囲ではないことを私たち全員が自分自身に思い出させる必要がある」とコメントした。

結局のところ、これは、通信事業者が既存の鉄塔の上に単に設置できないインフラに何百万ドルも投じる価値があると考える地域の都市部のユーザーだけが、5G が提供できる最高速度の恩恵を受けることができることを意味します。。 4G の展開が遅い場合と同様、これにより地方のユーザーは、4G LTE よりは優れているものの、すでに始まっている誇大広告には応えられない接続を利用することになります。

より低い帯域範囲には現在のモバイル通信に使用されているスペクトルが含まれており、5G 範囲の一部の帯域は現在 4G LTE および古い技術で使用されている帯域とある程度のクロスオーバーがあるため、これは新しいタイプの帯域幅管理技術が通信事業者によって使用される可能性があることを意味します。

単に「スペクトルシェアリング」と名付けられたこのシステムは、特定の帯域内のスペクトルをいつでも 4G または 5G ネットワークの使用に割り当てることができるシステムです。制度のもとでエリクソンが実証したMobile World Congress 2019 では、同じ周波数キャリア内で 4G と 5G の両方の接続に使用される帯域を持つことができました。

4G ネットワークと 5G ネットワークに同じ機器を使用すると、通信事業者は 5G 導入にかかる時間と費用を節約できます。

帯域は、それぞれのトラフィック需要に基づいていつでもそれぞれへの割り当てを変更できるため、必要に応じて比率を変更して、あるタイプの接続を別のタイプの接続に減らすことができます。たとえば、多数の 4G ベースのユーザーが 1 つのマストに接続し、5G デバイスが 1 台だけの場合、システムは 5G カバレッジに使用されるスペクトルを簡単に削減しながら、4G により多くのスペクトルを提供できます。

これにより、通信事業者にとっては、エリア内で 5G 接続を提供するためにより多くの帯域ライセンスを取得または使用する必要性が軽減されるなど、多くのメリットが得られます。これは、4G と 5G の両方の機器を同じ場所に設置する必要は必ずしもなく、機器によっては、ソフトウェアアップデートを通じて、スペクトル共有を有効にした 5G を既存のサポートされている 4G ハードウェアに展開することもできることも意味します。場合によっては。

スペクトル共有は、通信事業者にとって比較的洗練されたコスト削減とスペクトル節約のソリューションであると同時に、消費者向けのエリアで 4G と 5G の両方のサービスを提供します。

長い展開

通信事業者が 5G に対する宣伝を強化している一方で、それが消費者にとって意味のあるものになるまでにはかなりの時間がかかるでしょう。スプリントは、少数の都市で5Gサービスの開始を開始すると表明した2019年5月に、その後ベライゾンが指名したさらに多くの都市2019年末までに5Gを開始する予定であり、AT&Tは5Gを全国的に展開できると主張した2020年初頭までに。

それ以来、通信事業者はネットワークの肉付けに熱心に取り組んできました。AT&T の宣言2020 年 7 月に米国全土で 5G ネットワークが利用可能になり、Tモバイルも同様のことを行っている8月には7,500都市で「スタンドアロン」5Gネットワークを開始した。

ただし、米国連邦通信と通信事業者は、国勢調査ブロック全体の 1 つの住所にそのテクノロジーが搭載されている場合でも、サービスが提供されるエリアを考慮していることは言及する価値があります。

限られた地域での初期展開であっても、この段階では消費者にとって価値が疑わしいものでもありました。ベライゾンは、5Gホームサービス2018年には、通信事業者の「独自の5G規格」で動作するようになった。つまり、他の標準5Gハードウェアとは事実上互換性がないが、標準通信事業者サービス用のスマートフォンとしてMoto Z3とSamsung Galaxy S10 5Gがある。

AT&T は 2019 年に比較的同様の状況にあり、その 5G ネットワークはのみ互換性がありますNetgear Nighthawk 5G モバイルホットスポットと連携していますが、Samsung とも協力して 2 つの 5G モデルをネットワークに導入しています。

AT&T の初期 5G ネットワークにアクセスするには、Netgear の Nighthawk 5G モバイルホットスポットが必要です。

その初期段階では、当時の米国の大部分で 5G を使用できなかったことは言うまでもなく、消費者には 5G で使用できるデバイスに関して幅広い選択肢がありませんでした。まだそうではありません。国際情勢はいくらか改善しましたが、あらゆる種類の広範な 5G 展開はまだ目前にあります。

ほとんどの場合、通信事業者は近隣レベルで新しい機器を追加する必要があり、マスト上の既存の技術に変更を加える必要があるため、5G の展開には非常に長い時間がかかるでしょう。エリアの規模が非常に大きいためです。米国。その規模は経費にも相当し、インフラストラクチャの変更は通信事業者が実施するのに数十億ドルの費用がかかる可能性が高い。

展開のコストは、消費者向けデバイスの卵が先か鶏が先かの問題にも影響されます。 5Gネットワークに接続できる市販の消費者向けデバイスはほとんどないため、通信事業者が自社のネットワークを、現時点ではほとんど誰も使用しないテクノロジーにアップグレードすることに多額の費用を費やす動機はほとんどありません。

同時に、大多数の消費者は 5G スマートフォンを購入したいとは考えにくく、短期的に支払わなければならない割増価格のサービスを受けることはないだろう。使用できる5Gネットワークへの十分なアクセスがない限り、この技術は当面はプレミアムフラッグシップモデルに限定されるのはほぼ確実だ。

インフラが展開されても、消費者はまだしばらくの間、5G が約束する超高速を享受することはできないでしょう。 5G 通信の規格はまだ検討中であり、最終決定された後でも、通信事業者がそれぞれのネットワークに実装する必要があります。

良い例は 4G LTE です。10年間のほとんど広く普及し、ほとんどのモバイルユーザーがアクセスできるようになります。 5G が広く利用可能になり、約束された高速性が提供されるまでには、同様のタイムスケールがかかる可能性が非常に高いです。

現時点では、5G 展開の発表は通信事業者の進歩を示すものではなく、将来に向けた準備が整っていることを宣伝するものです。残念なことに、これはいくつかの予期せぬ結果をもたらします。

AT&T は、実際には 4G LTE ネットワークであるにもかかわらず、iOS のネットワーク速度インジケーターとして「5G E」のグラフィックを表示しました。

AT&T は、顧客にそのサービスの使用を奨励するために、疑わしいマーケティングキャンペーンを実施しました。「5G E」接続、これは実際には 4G LTE サービスでしたが、ネットワークが改善された地域でのサービスでした。 4 月 22 日、AT&T と Sprint訴訟を解決したこの問題に関して、AT&T はマーケティング用語を引き続き使用することを選択しましたが、実際には 4G LTE で接続できるだけなのに、5G 対応デバイスを持っていると顧客が誤解し続ける可能性があります。

Appleの5Gへの関心

Apple にとって 5G に関する最大の問題は、同社がその技術を使用して接続できるデバイスをいつ提供できるようになるかということでした。の発売iPhone12、iPhone12ミニ、iPhone12プロ、そしてiPhone 12 プロマックスそれはその瞬間だった。

2019年に続いてクアルコムとの和解には、Apple が iPhone で Qualcomm モデムを使用できるようにする協定が含まれており、Apple はこの状況を利用して、iPhone を皮切りに自社のデバイスに 5G を導入しました。

アナリストは5G iPhoneについて推測2020年に到着予定通信事業者は、その使用を実現するために十分な量の 5G ハードウェアを導入しているためです。 Apple が改良されたアンテナ技術を使用して、2020 iPad Proこれは、2021 年までに 5G セルラー iPad につながる可能性があります。

消費者にとっては、利用可能な場合には 5G ネットワークへの接続が可能となり、より多くの接続帯域幅を使用できるカバレッジと追加のメリットが得られます。この最後の点により、特に既存の LTE ネットワークが限界に達している場合、LTE よりわずかに高速なネットワークが実現される可能性があります。

Apple はまた、速度と帯域幅が必要な場合には 5G ネットワークを採用するシステムを iPhone に導入しましたが、バッテリー電力を節約するために可能な限り 4G LTE ネットワークにフォールバックする機会を利用します。

iPhone ユーザーの中には、2020 年の iPhone の発売に不満を抱いているグループもいるかもしれません。 10月の調査では、米国の消費者の49％が自分はそう信じていると主張しているすでに持っていたキャリアの誇大宣伝や次のような取り組みによって促進された 5G 準拠の iPhoneAT&T の 5G E ロゴ4G ネットワークの場合。

間違いなく、5G が到来します。それは良いことだ。しかし、テクノロジーとしては、5G はまだゴールデンタイムに向けた準備ができていません。そして、通信事業者ですら、5G の高額な高速面がすべての人、あるいはすべての地域に適しているわけではないことを認めています。

私たちはこれを2019年に言いましたし、今も言い続けています。確かに、通信事業者は 5G ネットワークの展開に熱心に取り組んできましたが、私たちはまだ 5G ライフサイクルの比較的初期段階にあります。

私たちは前にもここに来たことがあります。 Apple の批評家たちは、同社が 3G に遅れ、その後 4G に再び遅れをとった経緯について多くの時間を費やして話し合った。どちらの時代も、通信事業者は、多くの人がまったく利用できないネットワークのメリットを喧伝し、前任者と比べても何ら優れていない接続に高額の料金を請求していました。

火曜日の「iPhone 12」のリリースにより、はるかに多くの米国の顧客がiPhone 12を手にした後でも、同様の苦情が5Gに関しても出される可能性が非常に高い。

5Gの将来が楽しみです。私たちは、安全な自動運転車が主要幹線道路を走行する様子を見たいと思っています。荷主の効率を向上させ、交通の流れを助け、緊急対応要員が困っている人たちに迅速に到着できるようにする可能性を秘めたユビキタス 5G テクノロジーを見たいと思っています。通信事業者はその技術を搭載すると約束している。

しかし、それはまだ何もありません。そして、しばらく時間がかかります。

iPhone 12 のリリースと 5G 展開の状況を反映して、2020 年 11 月 3 日に更新されました。