“10GbE”で5Gの真価を解き放つ! ローカル5Gの可能性広げる高利得アンテナ

2020年3月に商用サービスが始まった5Gは、スマートフォンを中心とするコンシューマー分野で着実に浸透している。総務省が公表した統計データによると、2025年度 第一四半期(1Q)時点での5G契約数は1億1570件に達し、4G/LTE契約数(1億1150件)を初めて上回った。

一方、産業用途での5G利用は数万件に留まり、全体契約数に占める割合は高くない。「高額な部品コストや評価環境の整備がハードルとなり、安価な4G/LTEに比べると活用が進んでいないのが現状です。5Gならではのイリプレイサブル(替えが効かない)な特徴を明確に示すことが、市場開拓と普及のカギを握るでしょう」。こう話すのは、IDY 代表取締役社長の本田和明氏だ。

IDY 代表取締役社長 博士(システム情報科学) 本田和明氏

IDY 代表取締役社長 博士(システム情報科学) 本田和明氏

5Gには「超高速」「多数同時接続」「超低遅延」という3つの特徴があるが、そのうちユーザーが最も実感しやすいのが「超高速」である。通信速度は数値として定量的に示しやすく、高速化による処理時間の短縮といった“効果”を可視化しやすいからだ。
では、4G/LTEと5Gの通信速度には、実際どれほどの差があるのか。その違いを明確に示すデータを、IDYが公開している。

これによると、LTE-Advanced(LTE-A)は単一キャリア(搬送波)の帯域幅が20MHzで、キャリアアグリゲーション(CA)によって最大5キャリアを束ねることで、理論上のダウンリンク速度は約1Gbpsとなる。一方、5G(Sub6)は最大200MHzを利用でき、ダウンリンクは4Gbpsを上回る(図表※)。

図表 LTE-Aと5G NRにおける理論上の実効速度

図表 LTE-Aと5G NRにおける理論上の実効速度

アップリンクに関しては、LTE-AはCAやMIMO構成が限定的なため、理論上の速度は50Mbps程度。対して5Gは、2Gbps以上(200MHzの帯域幅、2×2MIMO構成時)が期待できる(図表※)。4G/LTEと5Gでは、明確な性能差があるのだ。

しかし、現在市販されている5Gルーター・ゲートウェイの多くは1GbEインターフェースを採用しており、「ハードウェアが1GbEに制約されている状況では、5Gの優位性を十分に発揮することはできません」と本田氏は指摘する。ルーター機能を実装すると、ネットワークプロセッサー(SoC)を経由するため、通信速度は「500Mbps程度が限界」だという。

10GbE対応で5Gの性能を引き出す 世界最速となる「下り2.4Gbps」

こうした現状を打ち破るためにIDYが2025年4月に提供を開始したのが、10GbE対応5Gエッジゲートウェイ「iR800B-102」だ。同社は、アンリツの5G通信機器向け測定器「MT8000A」を用いて疑似基地局を整備し、5G SAのn79(4.9GHz帯)で接続する評価構成を構築。オープンソースの性能測定ツール「iPerf3」で通信速度を計測したところ、「下り2.4Gbps」という驚異的な結果を記録した。本田氏によると、5Gエッジゲートウェイとして“世界最速”(IDY調べ、2025年4月現在)となる。

10GbE対応5Gエッジゲートウェイ「iR800B-102」

10GbE対応5Gエッジゲートウェイ「iR800B-102」

この世界最速を実現できた要因の1つが、ハードウェアの大幅な刷新だ。具体的には、SoCに英Arm製のプロセッサコア「Arm Cortex-A73 Quad-core 1.8GHz」を採用し、メモリは4GB DDR4、8GB eMMCおよび128MB Flashを搭載している。

インターフェース構成も充実しており、フロント側にはUSB3.2 Type-Cホスト×3、SIMカードを2枚挿入できるnanoSIMスロット、microSDスロットを備える。リア側には10GbE SFP+×1、10GbE LAN×1、1GbE LAN×2と、RS232/485および2系統のDIO端子を用意する。電源については、DC12-24VやUSB PD(USB Power Delivery)に対応。Wi-Fi 6やBluetooth 5.2、GNSSもサポートする。

高速化を支えたのはハードウェアだけでない。データパケットの処理を複数コアに分散させるパケットステアリングやメモリアクセスの最適化といった工夫により、SoCの性能を最大限に引き出し、下り2.4Gbpsという高速通信を実現したというわけだ。

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