5Gのインパクトを測る

その恩恵を被るために、テスト/計測分野のメーカーにできること

5Gの時代の到来

「5Gの時代の到来」――。多くの人々にとって、この言葉は希望の光であり、悩みの種でもあります。特に、テスト装置のメーカーにとっては、期待と不安を呼び起こすものであるでしょう。5Gは健全な成長の機会をもたらします。しかし、いくつかの要因から、このワイヤレス・ブロードバンド技術のメリットを享受するのは、4Gまでの場合よりも難しくなります。

まずは、テスト/計測(ETM:Electronic Test and Measurement)分野のメーカーの現状について確認してみましょう。ワイヤレス通信の分野におけるETM事業の成長は、次のような事柄によって支えられています。すなわち、継続的に生み出されるスマートフォンの新製品、スマートフォンの年間出荷台数の増大、新たなインフラ装置の開発を促進するワイヤレス技術の進化です。これらの要素が組み合わせられることによって、ワイヤレス通信の業界は事業を維持しているのです。しかし、スマートフォンの年間出荷台数が10億台を超えたあたりから、その成長率は低下するようになりました。同時に、インフラ業界ではM&A(合併と買収)が進みました。つまり、この分野では顧客数の減少が生じているということです。また、ETMメーカーは、主要な市場においてLTE-Advancedのキャリア・アグリゲーションの導入が遅れているという問題にも直面しています。こうしたことから、LTEの研究/開発の動きは鈍り、製造向けのテスト装置の市場は縮小傾向に転じるという状況になりました。その結果、スマートフォンに関連する業界は、5Gへの移行を待ち望むようになったのです。

LTE向けテスト装置の成長が鈍化したことから、メーカーは5Gの導入が加速することを切望している状況にあります。
LTE向けテスト装置の成長が鈍化したことから、メーカーは5Gの導入が加速することを切望している状況にあります。

5Gの時代の到来――但し、課題も伴う

ワイヤレス・ブロードバンド技術は、世代を経るごとに機能の面で特に大きく進化してきました。多くの場合、ETMメーカーはソフトウェアのアップグレードによってその変化に適応しました。しかし、5Gへの移行は非常に大きなステップです。そのため、従来よりも格段に複雑な新しいソリューションが必要になります。

5Gへの移行を果たせば、速度の向上、遅延の低減、容量の増加、信頼性の向上といったメリットが得られます。それらを支えるのは、ミリ波、Massive MIMO(Multiple Input Multiple Output)、アダプティブ・ビームフォーミングなど、あまりなじみのない新しい技術です。これらを活用するには、従来よりもはるかに高度な基地局や端末が必要になります。5Gでは、物理層における最大の変化として、非常に多くのアンテナ素子を使用します。ミリ波による伝送とアダプティブ・ビームフォーミングに対応しなければならないからです。ミリ波による伝送は、ポイントtoポイント/LOS(Line-of-Sight)のワイヤレス・バックホールではよく使われています。しかし、その周波数帯をセルラーのトポロジで使用するのは容易なことではありません。このトポロジでは、多くのアンテナが先進的なデバイス・パッケージに収められ、各セルは数百人から数千人ものユーザーに対応する必要があります。このような状況は、ミリ波の伝送にとって未知の領域の話だからです。ETM装置は、5Gを支えるそうした新しい技術の調査、開発、テストに対応しなければなりません。したがって、旧世代向けの装置よりもはるかに高度な機能を備えている必要があります。5Gの規格がまだ正式に確定していないことも、ETM分野の課題をより複雑にしています。加えて、各通信事業者は、4Gまでの場合と同様に、どこよりも早く5Gのネットワークを展開することを切望しています。そのため、5G技術のライフサイクルの中でも比較的早い段階から新たなETM装置が求められる結果となりました。

本来、上記のような課題は、R&Dグループを鼓舞し、その原動力となるはずのものです。しかし、LTE向けのETM装置の成長が鈍化したことから、5G向けのイノベーションと開発に投入するリソースを大きく減らしたメーカーも存在します。

5Gがもたらすメリット

「早く行きたければ、一人で行け。遠くまで行きたければ、みんなで行け」――。このアフリカのことわざに従えば、5Gの巨大な壁も乗り越えることができるはずです。実際、ワイヤレス業界では、新たなレベルの連携が行われています。5Gの普及に向けては、かつてないほどの速度、接続密度、ユビキタス化など、難易度の高い性能面での目標を達成するための統一された規格を確立する必要があります。それに向けて、計測器、ワイヤレス・インフラ、半導体、ソフトウェアを手がける各種の組織が、世界中の標準化団体、研究機関、規制当局との協力を進めているのです。ITU(International Telecommunication Union)や3GPP(Third Generation Partnership Project)といった重要なワイヤレス業界団体との交流や、NIST(National Institute of Standards and Technology)をはじめとする多くの重要な研究機関、5Gに関する研究を行う非常に多くのアライアンスとの協調は、5G技術の流れに関する理解を深めるための最初の一歩です。加えて、ETMメーカーは、サプライヤとのパートナーシップやアライアンスによって、5Gの市場における地盤を強化しているようです。

ETMメーカーは、サプライヤとの間で、単なる取引上の関係ではなく、より協調的な関係を築こうとしています。それにより、ETMメーカーにとって非常に有益な結果が得られる可能性があります。新たな市場を開拓する際には、ニーズに最も適した機能を備える新たなテスト用の製品を適切なタイミングで提供しなければなりません。そのためには、通信事業者やサプライヤといった企業と知識を共有したり密な協調を図ったりすることが不可欠です。機密保持などに関する独占的な契約を結ぶことにより、メーカーは新しい概念や技術に早い段階から接することができます。それらの概念や技術を活用することにより、5Gのテスト用機能を実現するために必要な技術的な進化を遂げることが可能になります。

コンポーネントのサプライヤは、従来と比べて一歩踏み込んだサービスを提供しています。例えば、既存の製品の性能を最適化できるように、公開されているデータ以外の情報も提供するようになっています。あるいは、特定のニーズを満たす派生的な製品を開発するケースもあります。適切なパートナーシップを構築すれば、先進的な技術により早く接し、ETMメーカーとしての能力を底上げすることができます。また、ETMメーカーには、経験豊富なサプライヤに設計作業を委ねるという選択肢が与えられます。それにより、限りあるエンジニアリング・リソースを付加価値の高い機能/製品の開発に集中できるようになります。

上記のような連携を組み合わせることで、ETMメーカーは必要なソリューションを迅速に入手し、開発スケジュールを短縮して、自社と顧客が成功するための道を切り拓くことが可能になります。

規格が未完成の状態で開発を進めるために

ETMメーカーは、短時間で製品を市場に投入し、5Gに対する需要に対応したいと考えています。そのためには、規格が正式に確定する前の段階から製品の開発を進めなければなりません。5Gの規格についてはしばらく流動的な状態が続くはずです。したがって、ミリ波からビットまでのシグナル・チェーン全体を網羅する性能の高いソリューションを利用できるよう、適切なサプライヤとの連携を図る必要があります。そうすることで、5Gの規格に変更が加わったとしても、それまでに行ったハードウェア設計を破棄して一からやり直す必要はなくなります。

どのようなサプライヤを選択すべきなのか?

ETMメーカーは、機能の高度化と価格の低減に対して高まり続ける要求に直面しています。このようなニーズに応えた結果、5G向けのテスト/計測機器は、旧世代の製品と比べて格段に複雑なものになるはずです。個々のコンポーネントだけでなく、チップセット、システム・ソリューションへと目を向ければ、実装面積とコストをできるだけ抑えるという制約の下、より高い性能を実現することが可能になります。これは、特にモジュール式の計測器に対して強く求められていることです。また、MIMOやビームフォーミングを利用する場合、シグナル・チェーンを構成する要素の数が大きく増加します。そのため、消費電力が従来よりも多くなる可能性があります。そのような事情もあって、多様な製品ポートフォリオを有するサプライヤとの連携がより一層重要になります。つまり、個々のコンポーネントを適切に設計し、シグナル・チェーン全体を網羅するソリューションを構築できるサプライヤを選択するべきだということです。それにより、消費電力、実装面積、開発期間といった面で将来の計測器に求められる厳しい要件に対応することが可能になります。

成否は準備次第

5Gへの移行は、単純な世代交代ではありません。その実現に向けては、飛躍的な進化が必要になります。実際の5Gがどのようなものになるのか、現時点ですべてが確定しているわけではありません。しかし、5Gの時代が着々と近づきつつあることは確かです。ETMメーカーが5Gをチャンスとして生かせるかどうかは、準備が整っているかどうかにかかっています。主要なサプライヤとの間でパートナーシップやアライアンスを確立しておけば、5Gの市場で成功を収められる可能性が大きく高まるはずです。

Randy Oltman

Randy Oltman

Randy Oltmanは、アナログ・デバイセズのアプリケーション・マネージャです。マサチューセッツ州ウィルミントンを拠点とし、RF/高速アプリケーションを対象とする計測器を担当しています。テスト/計測業界向けのアプリケーション、ビジネス開発、マーケティングに従事。同業界での業務経験は20年以上に及び、設計、エンジニアリング、マネージメント、製品管理に携わってきました。レンセラー工科大学で電気工学の学士号、ラトガーズ大学で理学ならびに経営学の修士号を取得。実験室におけるテストの再現性を高める技術や、コンサート会場用のロケーション技術に関する特許を取得しています。