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【ネットワーク】ローカル5G(5G/LTE)とWi-Fiの最新状況

ローカル5G(5G/LTE)とWi-Fiの最新状況についてまとめました。



この記事で解決できること

  • ローカル5G(5G/LTE)とWi-Fiの最新状況がわかる。

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ローカル5G(5G/LTE)

ローカル5Gがやってくる!――5G/LTEを自営できる新制度を読みました。

①ローカル5G

総務省は、4月10日に携帯電話事業者4社への割当が決まった3.7/4.5GHz帯と28GHz帯の5G用帯域のうち、4.5GHz帯の200MHz幅(4.6-4.8GHz)と28GHz帯の900MHz幅(28.2-29.1GHz)をローカル5Gで使えるようにすることを計画している。今回利用が可能になるのは、これらの帯域の中で、衛星通信業務などとの共用検討が終わっている28.2-28.3GHzの100MHz幅だ。具体的な帯域利用のルールが決まるのはこれからだが、100MHz幅を丸ごと5Gで利用できるようになれば、最大通信速度3Gbpsという超高速の自営無線が実現する。

3Gbpsということは諸条件を無視すればFHD(1920×1080)を非圧縮で伝送できるということ。つまり、こういう計算。

(1920×1080)pixel×24bit/pixel=49766400bit=49.8Mbit/frame

49.8Mbit×60fps=2988Mbps=約3Gbps

ただ物理レートが3GbpsでもMAC層、TCP/IPなどのプロトコルオーバヘッドを考慮すると実効レートは7割程度しか確保できないので2.1Gbps。さらに5G候補周波数帯における利用イメージを見ると、最大3Gbpsが意味するところはMIMO数(アンテナ数)、QAM(符号化率)などをMAXにしたケースと思われるので、消費電流を抑えるためアンテナを減らしたり、安定性を高めるためにQAMを下げたりすると、もっとレートは下がる感じ。でも半分くらい性能下げても1Gbpsとか出るならかなり使える印象。

②自営BWA

年内に利用できるようになると見られているもう1つの無線通信システムが、「自営BWA」だ。地元に密着した無線通信サービスを提供している地域BWA用の周波数帯2575-2595MHz(20MHz幅)を、地域BWAが利用していない、あるいは近い将来利用する可能性が低い場所に限り、企業などが自営無線で利用できるようにする。通信方式には、BWAで使われているLTEが用いられる。

周波数が低く帯域幅が狭いものの、これも使える感じ。

③5Gの活用事例

こんなことも書いてある。

海外では、Wi-Fiと比べて伝送特性に優れ、遅延が少ないLTEを自営網として利用する「プライベートLTE」が、鉱山や空港、港湾、プラントなどで活用されている。「最近は工場のネットワーク化に使いたいといった案件も出てきている」(エリクソン・ジャパンCTOの藤岡雅宣氏)という。

結論としては、ベストエフォートで良い環境なら無線LANを使うのがお得と思う。理由は無線LANはコンシューマ向けに広がっているのでモジュール費用も安いし、評価環境(プロトコルアナライザーなど)も揃ってる。その一方で低遅延を追求したい場合、免許、モジュール、評価環境などの費用が確保でき、5Gメーカーから購入できる目途が立つならローカル5G、自営BWA(LTE)という選択肢も視野に入る気がする。すごい時代になりました。

④2019/07/04追記

最初に読んだ記事「ローカル5G」とは何か “使えない無線LAN”の代替策にを見つけました。会員限定記事ですが、IEEE802.11ax(Wi-Fi 6)と5G(LTE)を比較し、ローカル5Gが無線LANより優れている点5G(LTE)を導入するためには免許取得などの課題があること、などメリット・デメリットについて触れられています。ローカル5Gはスゴいですが、安易に踏み込むと色々ハードルがあるということですね。勉強します。

Wi-Fiの現状

Wi-Fiのすべてという本を読みました。2018年版ですので無線LANの書籍としては新しいと思います。

あまり書くとネタバレになるので、ほどほどに書きます。

AmazonでWi-Fiのすべて - 無線LAN白書2018 [単行本(ソフトカバー)]という本を発見。2018年のWi-Fi動向が書かれているようなので購入してみました。

冒頭に規格の概要が書いてありますが、規格を真剣に調べるなら改訂三版 802.11高速無線LAN教科書 (インプレス標準教科書シリーズ) [オンデマンド (ペーパーバック)]がお勧め。この本はそういう目的ではなく、ざっくり最新動向を知るのに適しています。私が興味を惹かれたのは以下の5つ。

①Wi-Fi規格の最新動向(IEEE802.11ax/ad/ay/ah、アンライセンスバンドでLTEを利用する方式)
②公衆無線LANの最新動向(2020年東京オリンピックを見据えた訪日外国人向け無料Wi-Fiの状況、災害時の通信インフラとしてのWi-Fi)
③無線LAN導入事例(教育、医療、観光、サービス・商業、製造、アミューズメント・イベント、自治体・公共、防犯・防災、農畜産)
④ワイヤレス新時代(IoT社会実現に向けて利用可能なすべての周波数のキャリアアグリゲーション)
⑤Wi-Fiセキュリティ(一般的なWi-Fiセキュリティ、2017年10月に発見されたKRACKS)

それぞれ本の抜粋ではなく、私の拙い知見による考察を書いてみます。

①Wi-Fi規格の最新動向

【たぶん国内初】「11ax対応のスマホ」と「11axルータ」で速度と電波の飛びを検証してみたでBroadcomのBCM4375が搭載されたSamsung Galaxy S10(STA)とチップ型番不明のASUS RT-AX88U(AP)を通信させた実験を行っています。リンク速度は1200Mbpsで実効レートは750Mbps程度みたい。ギガビット無線LANって感じですね。

②公衆無線LANの最新動向

10年ぐらい昔、公衆Wi-Fiに登録してたことがありますが、あまりの遅さに解約しました。Freeのパスワードなし(Open)のWi-Fiは怖すぎるしで、公衆無線LANをなんとなく敬遠してましたが、東京オリンピックに向けてインフラが拡充してる雰囲気。ちょっと調べてみたくなりました。1か月200~300円ぐらいで近隣にWi-Fi Spotが充実してるなら検討の余地ありかな。

③無線LAN導入事例

無線LANは2.4Ghz/5Ghzなので、あまり距離が離れてしまうと届かなくなってしまうためAPとSTAの距離が半径10mぐらいまでの近距離で使うのが良い。その制約条件の中でどういう風に応用できるか考えるのは面白そう。

④ワイヤレス新時代

IoTデバイスからクラウドのDeep Learningを利用するようなサービス展開が広がってる印象。その時、遠距離はLTE、中距離はWiMAX、近距離はWi-Fi(2.4G/5G)、至近距離は60Ghz、みたいな切り替えがスムーズにできるといいですね。条件が良ければ高速、条件が悪くても低速で通信維持。

⑤Wi-Fiセキュリティ

なんだかんだWi-Fiのセキュリティは強固だと思ってますが、パスワードを”password”にしちゃったり、出荷時のデフォルトのままにしてたり、辞書に登録されてる単語をそのまま使ったり、という設定をしちゃうユーザが脆弱性・セキュリティホールを生むのだと思います。要は使う人次第ってことですね。

今後もWi-Fiとか5G(LTE)の最新動向に注目していきたいと思います。

まとめ

ローカル5G(5G/LTE)とWi-Fiの最新状況についてまとめました。

今後も動向をウォッチしていきます。


 

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