5Gがデジタライゼーションとエネルギー使用を加速させます

5Gについて交わされている議論ではたいてい、スマートフォンやデバイス間のデータフローの改善などが話題の中心を占めています。しかし、5Gは単なる4Gの進化版ではありません。5Gが実現するほぼリアルタイムの速度のデータ伝送の超高度な信頼性と超低遅延性は、特にインダストリー4.0にふさわしい新世代のアプリケーションを可能にします。第5世代の移動無線周波数発生器がデータ処理能力の向上、帯域幅の拡大、ダウンロード高速化を実現します。5Gは1つの物理的ネットワークだけを使って、重要な交通情報のクルマへの提供と動画ストリーミング配信を同時に行うなど、複数の要件を同時に満たすことができます。

5Gは最終的に、移動無線機を使ってすべてのものをデジタル接続して自動化します。5Gデバイスとネットワークがもたらすこのような可能性の拡大とエネルギー需要の増加に対応するため、節電型の半導体を搭載した電力管理ソリューションの提供が重要な課題のひとつとなっています。

5G民生用無線ネットワークの働きが理解する例として、主要な海港を見てみましょう。海港ではコンテナ船が自動的に進路を検出し、何トンもの重量の機械が円滑かつ効率的に稼働しています。従業員たちは自分の業務状況を常に把握し、リモートコントロールとスクリーンを通じ、バーチャルリアリティまたは自動運転車両を駆使して複雑な機器類を操縦しています。データ伝送の遅延はないに等しいレベルです。機械は与えられた指示をリアルタイムで履行しています。5Gもこのような海港と同じく、ワイヤレスな工場でIoTアプリケーションを活用して機器類をリアルタイムで設定および制御できるようにし、かつてなかった自由度をもたらします。

こうしたさまざまなアプリケーションによって、移動通信のトラフィックは急激に拡大する見込みです。ただし、電力消費は増加すべきではないのは言うまでもありません。そのため5Gには、電力消費を最適化するために寸法付けされた新しいネットワークが必要です。こうしたネットワークに必要な要素には、サイトおよびネットワーク全体を対象とする効率的な節電ソリューションが含まれます。従来の無線基地局は稼働していない時間や伝送を行っていない時間が多いにもかかわらず、消費される電力量の80 %を消費していました。用地および5Gネットワーク全体の電力消費量を最小化するために、通信事業者は個々の要素の効率性のみならず、リンク全体とサイトの効率性にも注力しなければなりません。

過去の移動型ワイヤレス規格は、リソースをアイドリングさせ、冷却システムおよび照明システムを稼働させるために、システムブロードキャスト用電力を非効率的に使用していました。5G技術には、モバイルネットワークのエネルギー効率を大幅に向上させるために、スモールセルの導入、画期的な5Gアーキテクチャとプロトコル、低負荷時のスリープモードなどの節電機能が組み込まれています。さらに、無線周波数や電力技術をはじめとする5Gハードウェア技術が、4G/LTEと5Gマクロ基地局の双方の電力消費の改善をもたらすと見込まれています。

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動画：アンテナチューナーでアンテナの効率性を最大化

インフィニオンは、ネットワークオペレーターと通信事業者向けに、エネルギー効率に大きく影響する製品ポートフォリオを提供しています。インフィニオンの製品は伝送を行っていない無線局用のスリープモードをはじめ、ACDC､DCDC､無線周波数システムにわたり、5Gのデバイス、コンピューティングおよびネットワークの電力フロー全体に対応しています。インフィニオンのソリューションは電力容量の拡大、配電の改善、サイズおよび重量を最適化した電池による予備電力、ネットワーク工事のための効果的冷却ソリューションなどを実現します。

特に、従来の電源や予備電力では5G時代の要件を満たすことはできません。用地内の電力管理は、電源と、電池、空調装置、本管および電源とネットワーク負荷の接続などのサイト内デバイスとの連携を実現する電力供給を中心に据えて行う必要があります。5G時代には、従来の電力から、クラウドとAIを基盤とする5Gアーキテクチャを備えたインテリジェント電力への進化が起きています。インフィニオンのソリューションは、このスマートな協働をモジュールレベルおよびサイトレベルの二つで実現します。