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「5G」とは?

2021年7月7日 更新
「5G」とは?

スマートフォンやタブレットなどのモバイル通信機器は、屋外に手軽に持ち運べて、いつでもどこでも通信できるのが魅力。これらのモバイル通信機器をはじめ、身のまわりのさまざまなモノがインターネットにつながるIoTの可能性を広げると期待されているのが「5G」です。5Gとは一体、どのようなものなのでしょうか。

ケータイ会社による次世代通信規格

4Gからパワーアップ。日本では2020年に開始

4Gからパワーアップ。日本では2020年に開始

5G(ファイブジー)は、携帯キャリアが展開する次世代の移動通信システム(モバイルネットワーク)。5Gの「G」はGeneration=世代、つまり第5世代の規格であることを意味しています。 5Gは2019年にアメリカや韓国で始まり、日本では2020年にNTTドコモ・au・ソフトバンク・楽天モバイルが商用サービスを開始しています。

今までの世代との違いは?

今後普及が進むIoTを視野に入れて開発

今後普及が進むIoTを視野に入れて開発

5Gが過去のモバイルネットワークと異なる点は、利用者がスマホなどを使って通信するだけでなく、今までインターネットに接続することがなかったモノをつなぐIoT(モノのインターネット)を視野に入れた通信規格ということです。 近年はIoTへの関心が高まり、さまざまなIoT機器が登場しています。IoTが普及するには通信速度や安定性にすぐれた通信環境が欠かせないため、5Gでは開発当初から、将来のIoT活用を想定して「高速かつ大容量」「低遅延」「多端末接続」の通信を実現しています。

Wi-Fiの世代と名称

年代 名称 最大通信速度 できるようになったこと
2020年代 第5世代
(NR)
約10Gbps
※目標は20Gbps
・高速大容量・低遅延・多端末同時接続
・4K/8K、VRなど高画質動画の閲覧、大容量のデータの送受信
・Iotへの展開
2010年代 第4世代
(LTE-Advanced)
100Mbps~
約1Gbps
・高速化がさらに進み、大容量のデータ通信が可能に
・ホームページ、動画閲覧のほか、動画のライブストリーミング配信
2000年代 第3.9世代
(LTE)
37.5~
150Mbps
・データ通信が高速化
・ホームページ、動画閲覧のほか、ユーザーの写真や動画の投稿
第3.5世代
(W-CDMA HSPA)
3.6~
14Mbps
・画像を含むホームページや動画の閲覧
第3世代
(W-CDMA)
0.06~
0.38Mbps
・iモードなど、文字ベースのホームページの閲覧
第2世代
(PDC)
IEEE 802.11 0.01Mbps ・デジタル方式がスタート
・メッセージの送受信
第1世代
(アナログ)
IEEE 802.11 - ・アナログ方式の通話

(総務省「第5世代移動通信システムについて」をもとに作成)

5Gの主な特徴を紹介!

(1)高速大容量

高速大容量

5Gでは、4Gよりも「高速」かつ「大容量」のデータ通信が可能になります。
4Gの最大通信速度は100Mbps~約1Gbpsでしたが、5Gは2021年現在で約10Gbpsに達し、4Gより高速で、大容量の通信を扱えるようになりました。さらに5Gは、将来的には最大通信速度を20Gbpsまで高めることが目標となっています。

(2)低遅延

低遅延

データの通信時に発生する遅延について、4Gでは遅延速度が10ms(※1msは1000分の1秒)だったのに対して、5Gでは1msと、10分の1程度になりました。リアルタイムの操作と判断が求められるオンラインゲームなどでは、ほんのわずかな遅延が勝敗を左右することもあるため、「低遅延」の5G通信が欠かせません。
5Gの低遅延を実現するために、注目されているのがMECという技術です。MECは、基地局のそばにサーバを配置して通信を簡潔させ、遅延を短縮しています。

(3)多端末同時接続

多端末同時接続

同時に多数の機器が通信できる「多端末同時接続」も、5Gの大きな特徴です。5Gでは、スマホと基地局が制御系のやりとりをせずに、すぐにデータ通信を開始するグラント・フリー方式を採用することで、通信時間を短縮し、より多くの機器が同時にネットワークに接続できるようになっています。
4Gの同時接続数は10万デバイス/平方キロメートルでしたが、5Gでは100万デバイス/平方キロメートルが目標値となっています。

ちょこっとメモ!ちょこっとメモ!

高速大容量のカギを握るのは…?4Gよりも大幅に広い「帯域幅」でスムーズに通信

高速大容量のカギを握るのは…?4Gよりも大幅に広い「帯域幅」でスムーズに通信

道幅の狭い1車線の道路では車の流れが悪くなりますが、複数車線のゆったりとした道路ならスイスイ走行できます。5Gのような無線通信もこれと同じで、電波の通り道である「帯域幅」が広いほうが、より高速で大容量のデータを通信できます。
5Gでは「Sub6帯」と呼ばれる3.7~4.5GHz帯と、より高周波の「ミリ波帯」と呼ばれる28GHz帯を使用。帯域幅は、4Gが最大20MHzであったのに対して、5Gはsub波帯で最大100MHz、ミリ波帯で最大400MHzという広さを確保し、高速大容量のデータ通信を可能にしました。

周波数帯にもこんな特徴が

2種類の周波数帯を組み合わせて通信を高速大容量化

2種類の周波数帯を組み合わせて通信を高速大容量化

5Gで使用する周波数帯のうち、Sub6帯は広域に電波を飛ばしやすく、障害物の影響をあまり受けません。一方で、ミリ波帯は大容量の通信が可能ですが、障害物に弱く電波が減退しやすくなっています。さらにミリ波帯は、これまで他の用途であまり使われていなかったため、今回の5Gにおいて広い帯域幅を確保できたという経緯があります。5Gでは、この2種類の周波数帯がお互いの長所と短所を補いながら、快適な通信を実現しています。

2つの周波数帯の特徴

  sub6帯:3.7~4.5GHz帯 ミリ波帯:28GHz
特徴 【メリット】
・通信可能範囲が広い
・障害物に強い
【デメリット】
・通信速度が遅い
・同時接続すると、通信が不安定になることも
【メリット】
・通信速度が速く、大容量の通信が可能
・同時接続でも通信が安定
【デメリット】
・通信可能範囲が狭い
・障害物に弱い

5Gを利用したい!でもその前に

今は4Gからの移行期なので、まだまだ5G対応エリアは少ない

今は4Gからの移行期なので、まだまだ5G対応エリアは少ない

5Gスマホを入手して、対応プランを契約したからといって、その場ですぐ5Gが利用できる訳ではありません。2021年現在、5G通信が利用できるエリアは少なく、4G通信と併用しながら通信するケースがほとんどです。さらに5G対応エリアで現在利用できるのは「高速大容量」通信のみで、制御系にかかわる「低遅延」「多端末同時接続」の通信については、あと1~2年ほどかかるといわれています。

まとめると…まとめると…

仕事もプライベートも、IoTでも、5Gでインターネットを活用しよう

仕事もプライベートも、IoTでも、5Gでインターネットを活用しよう

「高速大容量」「低遅延」「多端末同時接続」という3つの特徴を持つ5Gは、仕事やプライベートでの利用のほかに、IoT家電やIoT機器をインターネットに接続して新たな製品やサービスを生み出すなど、さまざまな活用が期待されています。今のところは5G対応エリアはまだ少ないですが、携帯キャリア各社も順次5G基地局を整備しているので、これからのエリア拡大に注目していきましょう。