文系女子が解説!今更聞けない5Gとは

【はじめに】

第五世代移動通信システム、通称『5G』の時代がもうすぐやってくる。

アメリカと韓国が既にサービスを開始したというニュースが記憶に新しい5G。日本では、東京オリンピックが開催される2020年には実用化できるように準備が進められてきた。目標の2020年まで残り半年となり、5Gに必要な高周波帯の電波の割り当ても総務省により発表された今日(こんにち)、5G時代の到来までいよいよ秒読みの段階となっている。一番早い企業は、2019年度中にもサービスを開始する予定だ。

4Gのサービス提供開始から約10年、新たな世代の通信はどのように進化するのだろうか。

 

【5Gの仕組み】

 

5Gが従来の通信と異なっている点は、これまでよりも高周波帯の電波で通信を行うという点だ。従来使われてきた4G向け帯域は、700/900MHz帯、1.5/1.7GHz、2.1GHz帯、2.5/3.5GHz帯などである。4Gでは幅広い周波数帯で通信が行われており、比較的高い周波数帯が使用される場面もあった。

しかし、5G向け帯域にはそれよりもさらに高い3.7GHz帯、4.5GHz帯、28GHz帯が使用される。総務省は、この周波数帯の電波を分割し、5Gを希望する通信会社に割り当て、各社が3.7GHz帯・4.5GHz帯を100~200MHz、28GHz帯を400MHzずつ使えることが決まった。

電波は、周波数が高くなるほど、より多くの情報を伝達できる。これまで使用されてきた4Gよりも高い周波数の電波を使用する5Gは、進化した通信システムとして「高速・大容量」「低遅延」「多数同時接続」の三つの利点が特徴だ。

【特徴】

「高速・大容量」「低遅延」「多数同時接続」という特徴を持つ5G。実用化されたら、具体的にどのようなことができるようになるのだろうか。

1.「高速・大容量」
5Gの最高伝送速度は、10~20Gbpsになる。これは、従来のLTE 100倍の速さだ。
この速さの通信では、1時間半の映画を2秒ほどでダウンロードできるようになると言われている。
総務省資料によると、動画コンテンツは、全世界のコンシューマ向けの通信量のうち約7割を占めるほどの人気コンテンツで、2020年に向けてさらに人気が上昇すると予想されている。(総務省資料『プラットフォームサービスを巡る現状と課題』http://www.soumu.go.jp/main_content/000579804.pdf)
5Gの実用化で、動画コンテンツはより手軽に楽しめるようになるだろう。

2.「低遅延」
通信が高速化する5Gでは、通信の遅延が大幅に減る。発生するのは1ミリ秒程度、従来のLTEの1/10の遅延になると言われている。
日常の生活では、従来の通信で遅延を実感する場面は少ないかもしれないが、工事現場などでの重機の遠隔操作や自動運転の分野では、一瞬の遅延が作業の精度や命の危険に関わることになり、大きな課題となっていた。5Gの実用化により、通信の遅延問題が解決の方向に向かえば、遠隔操作や自動運転が普及するのも遠い未来ではないかもしれない。

3.「多数同時接続」

5Gの特徴の中で、最も通信の進化を象徴しているのが「多数同時接続」である。3Gから4Gの進化では、データ通信の高速化・大容量化が目立っていたが、4Gから5Gの進化では一度に多数の機器を繋ぐことが可能になるのが大きな特徴と言えるだろう。5Gは、100万台/km2の機器が接続できるように設計されている。従来のLTEのおよそ100倍の台数だ。
これは、スマートフォンなどのモバイル通信だけではなく、様々なモノをインターネットに繋ぐ『IoT』の普及も視野に入れての仕様である。
また、IoTの普及以外にも、この特徴が活かせる場面がある。例えば、大人数を収容できるスタジアムやイベント会場などでは、未だに通信が繋がりにくいこともあったが、その問題は解消されるだろう。また、問題が解決できるだけではなく、観客達が自分の持っているスマートフォンやタブレットを使う新たなエンターテイメントの楽しみ方なども生まれるかもしれない。

【5Gの課題】

 

「高速・大容量化」「低遅延」「多数同時接続」。この三つの特徴を兼ね備えた5Gは、まさに夢のような次世代の通信システムだ。しかし、実用化にあたり、まだ解決しきれていない課題も残っている。

その最も大きな課題の一つが、高周波数の電波の特徴である伝搬減衰だ。高周波数の電波は、波長が短く直進性が高いため、空間に障害物があると減衰しやすいという特徴がある。高周波数の電波を使用する5Gは、この特徴の影響を避けては通れないだろう。

しかし、低周波数を使う4Gとの併用や、スタジアムや空き地などの空間に障害物のない場所での使用では、5Gの次世代的なメリットを存分に活かすことが可能である。

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