5Gとは?なにができる?いつから使える?5Gを徹底解説

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5Gの技術的な内容から、各キャリアのサービス開始時期・内容を徹底解説。
5Gとは?いつから使えるの?といった疑問を解決するのはもちろん、5Gに使われている細かい技術の内容まで網羅し、ビジネスマンはもちろん、通信やITに詳しくない方でもわかりやすく解説します。
これを読めば、5Gの仕組みと応用したビジネスを理解できます!

最近のニュースなどのメディアでは「5G」についてよく取り上げられています。
その技術が普及した未来では、身の回りの様々なものが大きく変わると言われており、AIのように様々な業界が注目している技術の一つです。
でも5Gとは何?私たちはいつから使えるの?
そんな疑問を解決すべく、5Gを徹底解説します!

目次

5Gとは?

5Gとは、データを無線でやり取りするための技術の総称で、
正式には「第5世代移動通信システム」と呼ばれ、私たちが今日、
スマートフォンなどで利用している4G・LTEの後継となる技術です。

4Gが「4th Generation 」の後継であるため、5Gは「5th Generation」と呼ばれています。

通信の歴史

5gとは? 通信の歴史
Image:KDDI

5G:Generationと呼ばれるくらいなので、それ以前の世代も存在し、
各世代ごとに出来ることが全く異なります。

1G:音声のみ通信

平野ノラさんがバブリーネタで使用しているショルダーホンが1Gにあたります。
ちなみにショルダーホンは重さ約3kg 連続通話可能時間40分、月額基本料は3万。
とても高額で個人所有は少なく、会社の役員などが緊急用電話として使用していたそうです。

2G :音声に加えメールの通信が可能になる

写真付きのメール(いわゆる写メ)を送ることが可に。PHSも2Gです。

3G:通信速度の高速化(下り最大14Mbps)

パソコンでしか出来なかったことが携帯電話で可能に。
Webサービスが活発になり、mixi gree Amebaブログ等、SNSが流行しましたね。
FacebookやTwitterもこの時期に誕生しました。

auでは2022年3月にサービス終了がアナウンスされています。

4G:さらなる高速化(下り最大50M~1Gbps)

現在主流の通信規格です。
さらなる高速化によって動画、音楽、ゲームなどのコンテンツが充実。
Youtuberやインスタグラマーなどが誕生したのも、4Gが一端を担っていると考えます。

何が変わるの?

4Gの後継技術として登場する5Gですが、
今までと大きく変わる点が3つ挙げられます。

1、高速・大容量化:20Gbpsの高速・大容量通信が可能になります。
2、低遅延化:通信遅延1msまで抑えられます。
3、多接続化:k㎡あたり、100万デバイスの接続が可能になります。

5gとは? 3つの特徴
Image:KDDI

これら3つの特徴は、どの様な技術が使われ、私たちの生活にどんな変化をもたらすのでしょうか?

高速・大容量化

高周波数帯の電波を利用する事で高速・大容量化を図り、今までと比べ最大20倍の通信速度を実現します。
これにより、高画質な動画コンテンツが充実したり、インターネットのページロード時間が大幅に短縮される、といった変化が予想されます。

〈どんな技術?〉

5gとは? 高周波数帯を使うことで高速・大容量通信
Image:KDDI

電波の特性として、高周波になるにつれ、時間に対するデータ量は増えます。
その特性を利用し、
4Gで使われている700MHz〜3.6GHzという周波数に比べ、
5Gでは3.6GHz〜6GHz帯(sub6)と28GHz帯(ミリ波)を利用します。

・ビームフォーミングとビームトラッキング

5gとは? ビームフォーミングとビームトラッキング
Image:KDDI

電波には周波数が高くなるにつれ、直進性が増す、という特徴もあります。
「直進性が増す」、ということは建物などの障害物などで電波が弱くなってしまうので、今まで使っていた周波数よりも電波が届きにくい、といったデメリットがあります。

これを解決するために、ビームフォーミングと呼ばれる技術を導入
電波に指向性を持たせることで、特定の方向に高出力で遠くまで電波を飛ばすことが出来ます。

さらに、ビームトラッキング技術でユーザーを追跡。
電波を受け取るユーザーはスマートフォンやタブレットなど、移動して使えるものがほとんどなので、その人の動きに合わせて電波の方向を調整してくれます。

〈高速化・大容量化するとどうなるの?〉

5Gは理論値で下り20Gbpsの通信が可能になります。4Gが1Gbpsなので、約20倍です。
これは2.5GBのスマートフォンのゲームをダウンロードする際、1秒しかかからない計算です。

※bpsとはBit per Secondの略で1秒間に転送できるデータ量を指します。メモリーカードにある32GBなどのバイトとは異なる単位です。
※上記速度はあくまで理論値です。実際はもっと下がります。

5gとは? 高速通信でできること

これが実現した時、例えばこんなことが起こります
・映画などの長時間動画が一瞬でダウンロードできる
・ダウンロード速度が向上することで、同時接続時間が減り、通信制限がなくなる
・いままではデータ量が重かった高画質な映像コンテンツが主流になる

低遅延化

エッジコンピューティング技術により低遅延化を実現。
ゲーミングモニターの応答速度に匹敵する最低遅延1msという低遅延化を目指します。

〈どんな技術?〉

現在、全てのデータを一度クラウドサーバーに集めそこから転送する、中央集権型のデータ処理方法が採用されています。
5Gではエッジサーバーと呼ばれるサーバーをユーザーに近い位置に配置し、
これまでクラウドサーバーが行なっていたデータ処理を、エッジサーバーにも分散させます。

5gとは? エッジコンピューテイングで低遅延化
Image:KDDI

エッジサーバーによるネットワーク全体の処理軽減と、ネットワーク経路の短縮化により、低遅延化の実現が可能になりました。

〈低遅延化するとどうなる?〉

最低遅延は1msです(理論値)。
一般的なモニターの応答速度は5ms~10msなので、これよりも早いとなると、もはや通信をしていることを忘れてしまうかも

低遅延化することで、
・ラグを気にせずオンラインゲームをプレイできる
・ライブ配信やビデオ通話はレスポンスが早くなり、実際に会って話しているのと変わらないくらい超リアルタイムで通信ができる

などが予想されます。

5gとは? 低遅延は自動車に必須
Image:KDDI

低遅延化は自動車業界でかなり注目されています。
アクセルやブレーキなど、命令データの遅延は大きな事故につながるため、自動運転技術には5Gの低遅延性がとても重要です。

※80kmで走る車は0.1秒で2.2m移動します。

多接続化

様々なものがインターネットに接続されるIoT化社会に対応するため、多接続化によってk㎡あたりの接続数を現在の10倍である100万デバイスに増加することを目指します。

〈どんな技術?〉

多接続化に重要な技術としてMassive MIMO(マッシブマイモ)が挙げられます。

5gとは? マッシブマイモ
Image:Softbank

通常、アンテナは1対1の通信です。
1つのアンテナに10台の端末が接続している場合、1対1の通信を10回繰り返すことになります。
Massive MIMO技術を利用する事で、1つのアンテナに対して複数の端末を同時通信(1対n)が可能になります。

Massive MIMOは多接続はもちろん高速・大容量化にも貢献する技術です。

〈多接続化になるどうなる?〉

エアコンや玄関の鍵など、家の家電をインターネットにつなぎ、アプリなどから操作するアイテムが充実してきており、こうした身の回りのもの様々なものがインターネットに繋がることを、IoT(Internet of things)と呼ばれています。

5Gの多接続性によって、こうしたIoT化は急速に進んでいくと考えられています。

5gとは? IoT
車、家電、防犯カメラなど、様々なものがインターネットにつながります。

最近よく注目されているのが自動車業界で、1台1台の自動車をインターネットに接続することもIoT化の一つです。
自動車の位置情報を全て把握することで、渋滞情報の精度向上や、混雑緩和のための信号制御などに役立ちます。

いつから使えるようになるの?
各キャリアの動き

5Gのリリースについては、各社で時期は別れるものの、おおよそ2020年内にサービスを開始する予定です。
NTTDoCoMoはすでに都内の一部店舗でプレリリースを行なっており、足を運べば体験できます。

〈完全な5Gはまだ先?enhanced LTEとNR〉

2020年になったら、5G使えるぞ!と思った方
完全な5Gはもう少し先かもしれません、、、

5Gの基地局を設置するには莫大な予算と時間がかかります。
そのため、一気に5Gに切り替わるのではなく段階的に切り変わります。

5gとは? 基地局増設スケジュール
Image:日経XTech

2020年各社リリースの段階では、既存のLTE基地局の一部をアップグレードしたeLTE(enhanced LTE)と、高周波数帯を使った新しい基地局のNR(New Radio)を一部の地域から徐々に展開していきます。

5Gの3大特徴を実現するにはNR基地局をメインに稼働する必要があり、
それには2022年以降になると予想されています。

筆者の予想では通信制限が無くなったり、ダウンロード速度が少し早くなったり、
といった小さな変化から始まるのでは?と考えています。

〈各キャリアの対応〉

各キャリアの基地局計画は以下の通りです。

・NTT DoCoMo

2020年6月末までに、全国47都道府県へ5G(無線)基地局を展開。
プレサービスがすでに始まっており、一部の店舗で5Gを体験できます。
基地局増設は2021年6月末までに1万局、2024年度末には約2万6000局を目指すとのことです。

・Softbank

2019年〜2020年に5Gサービスリリース予定。
2022年に1万1千局増設を予定していますが、基地局増設数は3キャリアの中で一番少ないですね。
KDDIと基地局のシェアリングを行うことで、全国エリアをカバーするとのことです。

Source:ソフトバンクとKDDI、基地局資産の相互利用により地方における5Gネットワークの早期整備で協争

・au

2020年3月から商用サービス開始予定
2021年に1万局、2023年に5万局と3キャリア最多の基地局増設計画を発表しています。

Source:5G商用基地局の設置開始 | 2019年 | KDDI株式会社

5Gを使うには対応スマホが必要

5G回線を利用するには、デバイス側も5Gに対応している必要があります。
2019年11月1日時点で、国内3キャリア(DoCoMo/au/Softbank)から5Gに対応した機種は販売されていません。
※2019年9月にAppleから登場したiPhone11、11Proも対応していません。

現在対応しているのはSamsung Galaxy5Gシリーズ(10 5G・90 5G・10 Note 5g)
LG電子のLG V50 ThinQ 5G、OPPOのRENO 5G辺りが挙げられますが、どれも国内では正規販売しておらず、海外から輸入する必要があります。

それでも5Gを体験したい!という方はNTT DoCoMoのプレサービスでSonyのXperia・ LGのV50 ThinQ・SamsungのGalaxyと思われる3端末を体験できます。

Source:NTTドコモ、「5Gプレサービス」を9月20日(金曜)より開始

世界の5G事情

5Gはアメリカ・イギリス・スイス・オーストラリア・ドイツ・韓国・中国など先進国を中心に展開を予定されています。

お隣韓国ではすでにサービスを開始しており、
基地局数はまだまだ少ないですが、ソウル市内の一部の地域では5Gを利用することができます。

5Gのセキュリティリスク

5gとは? 5Gのリスク

5Gの登場は、インターネットの利用を快適にしたり、IoT化によって生活を変えたり、ビジネスを加速させたりと、様々なメリットがある一方、
そのリスクについても十分に把握しなければなりません。

〈ハッキングやデータの盗聴〉

大容量のデータが高速で転送できる、というのは5Gの魅力の一つですが、
それを悪用した時、現在よりも大きな被害が出てしまう可能性があります。

例えば何らかの方法でスマートフォンから情報を盗み出す場合、
書類データ10GB分のデータ転送時間は4G環境だと1分25秒に対し、5G環境では約4秒です。
国家機密や企業アイデアなど、重要な情報が気づかないうちに大量に盗まれてしまうリスクが存在します

※データ転送速度は理論値で計算しています。
 実際には10倍くらいの時間がかかると思われます。(それでも早いけど)

〈IoTデバイスのリスク〉

身の回りの様々なものがインターネットにつながり便利になる一方、
その仕組みを利用してハッキングしたり、ウイルスを仕込む事でデバイスを誤作動させたり、悪意のあるユーザーに意図的に操作されてしまうリスクもあります。

完全自動運転技術の実現に5G技術は必須と言われていますが、
それを悪用した場合重大な事故につながります。
もし、自分が乗っている完全自動運転車が、悪意のある見知らぬ誰かに簡単に操作されてしまったら、、、
想像すると恐ろしいですね。

こうしたセキュリティに関する問題はかなり現実的です。
政府としても5Gのセキュリティリスクを軽くみてはおらず、官民一体でサイバーセキュリティに対する様々な取り組みを行なっています。

5Gはビジネスチャンス

世間でこれだけ騒がれている5Gですが、その理由はやはりビジネスチャンス。
5Gの技術確信で、今まで技術的に出来なかった事ができるようになったり、
5Gの登場で導入コストが格段に下がる事がビジネスチャンスに繋がっています。

例えば農業。ドローンや無人農機を5Gで制御する事で人手不足を解消したり、
遠隔医療の分野では、医療ロボットを使って世界中のどこでも名医の手術が受けられたり、
といった事が期待されています。

5gとは? B to B to X

こういった5Gを使った新しいビジネスモデルをB to B to Xと呼ばれています。
様々なものを5Gと融合させる事で、新しいサービスやプロダクトが誕生します。

最後に

いかがでしたでしょうか?

20年代は5GやAIを筆頭とした第4次産業革命とも言われ、私たちの生活が激変することが予想されます。
SFアニメや映画で見た世界が現実となりつつあり、ワクワクすること間違いありません。

5Gを使った面白いアイデアがあれば、ぜひお聞かせください

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