ビジネスパフォーマンス イノベーションネットワークの2020年3月の調査によると、モバイルサービスプロバイダーのほぼ4分の3が5Gネットワークの展開をすでに開始しているか、2021年第3四半期までに展開する予定です。さらに、日常的に使用されるデバイスは、普及と導入を見据えて5Gに対応するよう設計されています。

しかし、それは氷山の一角に過ぎません。このシリーズの第1回目のブログで説明したように、5Gの展開は、ヘルスケアから産業、自動車に至るさまざまな分野で変革を起こし、新技術の導入を促すことになります。また、コロナによって多くの企業がリモートワーク環境に軸足を移さざるを得なくなったため、重要な通信インフラネットワークへのパワフルで新たな機能強化も推進されるでしょう。

低レイテンシーの高速伝送用5Gインフラの導入は多面的です。多くのセルタワーの増設を含むインフラの構築と、5Gネットワークの仮想化が必要です。このため、多くのマイクロサイトが追加され、ビルやその周辺に超高周波5Gネットワークを拡張するその他の手段が追加されています。

アンテナ、送電、その他のコネクターコンポーネントの最適化は、5Gテクノロジーの広範かつ急速な普及を促進し、メーカーの設計プロセスへの取り組み方をも変えるでしょう。

最高レベルの5G帯域幅と速度パフォーマンスは、通常、消費者向けモバイルデバイスネットワークでは、新たな30GHz以上のミリ波（mmWave）周波数で達成されます。高周波は、無線周波数（同軸）のスループットでは同等かそれ以上の帯域幅を提供する可能性がありますが、低速の高周波ほど遠くまで届かず、草木や建物を効果的に透過しません。このような同軸カバレッジと普及率の問題を回避するため、通信事業者は、特に密集した都市部において、より多くのセルサイトを運用してきました。

その結果、無線通信事業者は、ミリ波周波数の普及に対応するため、全国で推定25万カ所の小型セルサイトの追加設置を進めています。近接する数十台の機器から数百台の接続まで対応できる複数のタイプのセル構成がありますが、ほとんどのセルはコンパクトで孤立しています。バックパックほどの大きさの低パワー用ノードは、無線機器とアンテナで構成されています。

同様に、多入力多出力（MIMO）アーキテクチャーを使用することで、5G通信事業者は、高パワーであらゆる方向に送信するのではなく、セルサイトから意図する受信機にシグナルを正確に向けることができます。その結果、各レシーバーに送信されるエネルギーが少なくなり、セルサイトは同じ周波数でさまざまな方向の他のレシーバーに送信できるため、これまでにない柔軟性が実現します。

ネットワークインフラの進化は、5G開発の一側面にすぎません。ネットワーク構造に関係なく、最適な同軸デバイス設計を定義することで5Gの利点を活用するために、デバイスメーカーは今すぐ準備する必要があります。セルサイトと同様に、これらの設計はまったく異なる、より複雑なアプローチを実施する必要があります。

デバイスメーカーは、各デバイスに5Gネットワークのどの部分を使わせるかを決めなければなりません。多くのIoT製品のようなシンプルで低帯域幅のデバイスには、既存の同軸エレクトロニクスとアンテナで十分です。しかし、高性能のスマートフォンや5Gアクセスルーターは、既存の低周波数（6GHz未満）を使用するか、ミリ波（>30GHz）用に最適化された同軸エレクトロニクスとミリ波アンテナを追加することによって、最もよくサポートされます。

プリント基板上またはその近傍に配置される5Gアンテナの同軸パフォーマンスの質は、アンテナの製品への効果的な統合によって決まります。無線パフォーマンスを向上させるために、アンテナを各デバイスに最適にチューニングする同軸設計のベストプラクティスを定義して実施するには、デバイスメーカーは同軸エンジニアに頼るべきです。

ミリ波5Gの設計では、アンテナだけでなく、フィード/トレースやアンテナへの接続にも注意を払う必要があります。これらのコネクターは、10GHzを超える速度で定格される必要があります。各デバイスの5G電子機器から信号を得るには、高周波の5Gデバイスごとに、エンドツーエンドのシグナルインテグリティに注意を払う必要があります。シグナルインテグリティに焦点を当てることで、これらのデバイスのパフォーマンスと超高速伝送用5Gシグナルの利用可能性が決まります。

5G周波数を送受信するコンポーネントの思慮深い設計は、次世代ネットワークのシームレスな展開に不可欠です。5Gインフラの構築に必要なテクノロジーの詳細については、モレックスの最新5Gホワイトペーパーをお読みください。モレックスのワイヤレスソリューションの詳細はこちら。