LTEと4G：知っておくべき12の違い

目次

• LTEと4Gの紹介
• ネットワーク・アーキテクチャとインフラの違い
• パフォーマンスとスピードの比較
• デバイスの互換性と統合
• LTEと4G通信が利用できる場所
• 各ネットワークに期待できる接続信頼性
• 導入と管理がいかに複雑か
• コストへの影響と配備に関する考察
• 規格とコンプライアンス要件への適合
• バッテリー寿命とエネルギー効率への影響
• 遅延とリアルタイム・アプリケーション・パフォーマンス
• セキュリティ・プロトコルとデータ保護
• 5Gへの将来のアップグレードに向けたネットワークの準備
• どのネットワークがより将来への準備が整っているかを評価する

LTEと4Gの紹介

LTE（ロング・ターム・エボリューション）と4Gは、現代のコネクティビティを支える2つの最も重要なワイヤレス・テクノロジーである。LTEはもともと、3Gネットワークとより高度な4G規格の間の足がかりとして設計された。多くの通信事業者がLTEを「4G LTE」と表示していますが、LTEは真の4Gを定義するITUのIMT-Advanced仕様に完全には準拠していないため、この名称は誤解を招く可能性があります。この区別は、性能、遅延、将来の拡張性を評価する際に特に重要です。で ミニトックスボード私たちは、お客様がこれらの違いを明確にし、適切な組込みまたは産業用ソリューションを選択できるようお手伝いします。

ネットワーク・アーキテクチャとインフラの違い

LTEと4Gの基本的な違いのひとつは、ネットワーク自体のアーキテクチャである。

• LTE： よりフラットなオールIPアーキテクチャを採用しているため、複雑さが軽減され、3Gネットワークとの統合が容易になっている。
• 4G: エンハンスト・パケット・コア（EPC）と高度なMIMOアンテナに依存するため、より高度なインフラのアップグレードが必要となる。

統合の観点からは、LTEは段階的に導入することができるが、4Gはコアネットワークと無線アクセスネットワークの両方をオーバーホールする必要があることが多い。産業用ユースケースの場合、これは予算と導入スケジュールに大きな影響を与える可能性がある。

パフォーマンスとスピードの比較

企業がLTEから4Gにアップグレードする主な理由は、性能指標であることが多い。

1. LTEのダウンロード速度は50～150Mbpsで、遅延は30～50ミリ秒程度。
2. 4Gは下り最大1Gbps、上り最大500Mbpsの速度を10ms以下の待ち時間で提供できる。
3. これらの改善により、高解像度ビデオストリーミング、自律走行車、産業オートメーションなどのアプリケーションが可能になる。

チャート平均待ち時間の比較（ms）

デバイスの互換性と統合

配備を成功させるには、互換性のあるハードウェアを選択することが不可欠である。LTEデバイスは広く出回っており、3Gネットワークとの下位互換性がある傾向がある。対照的に、真の4Gデバイスは、多くの場合、更新されたRFコンポーネント、より良いアンテナ、およびより高度なファームウェアのサポートを必要とします。

• LTEモジュールはより成熟し、価格も手頃だ。
• 4Gモジュールは、産業用遠隔監視のような要求の厳しいユースケースに必要とされるかもしれない。
• ミニトックスボード LTEと4Gの両方の規格でテストされたハードウェアを提供する。

LTEと4G通信が利用できる場所

カバレッジは、配備を計画する際に最も重要な検討事項のひとつである：

• LTE： ほとんどの先進市場で90%以上のグローバルカバレッジ。
• 4G: 拡大を続けているが、遠隔地や地方では利用できない場合もある。

このため、多くのインテグレーターは、さまざまな場所での接続性を維持するために、LTE/4Gのハイブリッドソリューションを導入している。

各ネットワークに期待できる接続信頼性

信頼性はアーキテクチャーと容量計画によって異なる。4Gネットワークは輻輳（ふくそう）に強く、エラー訂正も優れている。

1. LTEは混雑による速度低下が発生する可能性がある。
2. 4Gは、一貫したパフォーマンスを維持するための高度なハンドオフ・プロトコルを提供する。

導入と管理がいかに複雑か

LTEは、後方互換性と段階的なアップグレードオプションのおかげで、導入がより簡単です。4Gは、より専門的で包括的なアップグレードが必要です：

• コアネットワークのコンポーネントをEPCに更新する。
• 高度なMIMOアンテナの設置
• 強化されたセキュリティとQoS設定の統合。

コストへの影響と配備に関する考察

多くのプロジェクトにおいて、コストは決定的な要因である。一般的にLTEは初期費用が安く、ROIも早い。しかし、4Gは待ち時間を減らし、スループットを向上させることで、長期的なコスト削減が可能です。

規格とコンプライアンス要件への適合

ミッションクリティカルなアプリケーションや産業用アプリケーションでは、規制遵守がより厳しくなっている：

• 4Gは、ISOおよびIEC規格への準拠を簡素化します。
• LTEは、低遅延アプリケーションの性能要件を満たさない可能性がある。

バッテリー寿命とエネルギー効率への影響

IoT機器にとってバッテリーの寿命は非常に重要である：

• LTEデバイスは、持続的なデータ転送の際に、より多くの電力を消費する可能性がある。
• 4Gは、より速く伝送を完了することで、より高い効率を達成する。

遅延とリアルタイム・アプリケーション・パフォーマンス

4Gは低遅延なので、リアルタイム制御、遠隔医療、ロボット工学に理想的です。LTEはほとんどのコンシューマー・アプリケーションには十分だが、ミッション・クリティカルなワークロードには最適ではない。

セキュリティ・プロトコルとデータ保護

どちらの規格も暗号化と認証を提供するが、4Gにはより強力なリプレイ攻撃防止と改良された相互認証が含まれている。

5Gへの将来のアップグレードに向けたネットワークの準備

4Gインフラは5GのNSA（Non-Standalone）モードへのスムーズな移行をサポートするが、LTEはより大規模な改修が必要になる可能性がある。

どのネットワークがより将来への準備が整っているかを評価する

LTEは依然としてコスト効率に優れ、広く利用可能であるが、4Gは将来性のあるパフォーマンス、セキュリティ、効率性を提供する。4Gで ミニトックスボード私たちは、お客様がトレードオフを評価し、お客様のアプリケーションに最適なネットワーク技術を選択するお手伝いをします。