5Gとは？ – ３つの特徴やいつから開始されるのかをわかりやすく解説 –

海外では既にサービスが始まっている5Gですが、5Gにはどのような特徴があるのでしょうか？また、まだサービスが開始されていない日本ではいつからサービスが開始されるのでしょうか。

この記事では、5Gの特徴と日本でのサービス開始予定時期を簡単に解説しています。

5Gって結局何なのか？現在のLTEと比べて何がすごいのか？

2019年/令和元年はラグビーワールドカップが行われ、そして2020年は東京オリンピックが行われる予定であり、これらの大きなイベントを控えて最近は「5G」という言葉が以前よりも身近で聞こえてくるようになりました。では、よく言われる「5G」とはいったい何なのでしょうか？これまでの4Gと比較して何が凄いのでしょうか？

5Gは移動体通信技術の「第5世代」

5Gは「5th Generation」の略であり、日本語では「第5世代」と呼ばれています。
ケータイ電話(移動通信/セルラー)は、世界標準(3GPP)の基に技術革新が継続されていますが、この技術革新の中の第5世代が「5G」となります。

余談ですが、参考までにこれまでの第1世代から第4世代までの技術は以下に記載しておきます。

　

5Gはこれまでの4G LTEの延長ではない

5Gが第5番目の技術革新であることはわかりましたが、この第5世代という技術は何がすごいのでしょうか？これまで3G、4G、5Gと通信速度が改善されてきましたが、5Gでは4G LTE-AdvanceやWiMAX2よりもさらに通信速度が改善されるだけなのでしょうか？答えはノーです。

5Gでは確かに通信速度が大幅に改善されますが、それは5Gの特徴の一つであり、それ以外にもいくつかの特徴があります。むしろ、5Gでは高速通信以外の特徴が重要になってきます。

3GPP標準では、5Gには以下の3つの特徴が定義されています。

5Gでは2秒で映画をダウンロードできる

このように5Gでは高速・大容量通信以外にこれまでになかった超低遅延・信頼性と多数端末接続という新しい特徴があります。では、それぞれの特徴がどのようなものかを見ていきましょう。

高速・大容量

高速・大容量は、通信スピードが飛躍的に高速になるということです。どのくらい高速になるかというと、4G LTE-Advanceのダウンロードスピードは新技術(キャリアアグリゲーション)を利用して国内では最大で1.2Gbpsを実現していますが、5Gになるとこれがなんと20Gbpsまで向上します。

20Gbpsというのは数値上では4Gの15倍以上の速度となりますが、実生活ではどう変わるのでしょうか。例えば、2時間の映画のデータサイズが1.5GB程度でそれをダウンロードする場合、4Gだと映画のダウンロードに10秒程度かかるが、5Gだとわずか1秒でダウンロードできます。

あれ？4Gでも2時間映画を1本ダウンロードするのに10秒で済むなら4Gでも十分ではないか？なんて思いませんでした？でも、実際はそんなに高速でダウンロードはできません。それは何故でしょうか？

通信事業者がパンフレットやホームページで公表している通信速度というのは理論値になります。つまり、机上の計算で最大となる通信速度を掲載しています。ただ、通常の環境では実際には理論値ほど通信速度がでることはなく、その半分でもでればいい方です。

なぜこのようなことになるかというと、通信速度というのはその環境に大きく依存するからです。例えば、都市部では同一エリアに多数の人達が集まり、その多数の人たちが同時に通信をすると通信速度は激減します。また、街中では電波の干渉というものが起き、つまり身近な基地局から直接来る電波と隣りの基地局からの電波など複数の電波が交じり合い、それによって通信速度が遅くなることがあります。

同様に5Gでも理論値ほどの速度は出ない可能性が高いのですが、仮に理論値の半分となった場合でも10Gbpsの速度が期待できます。4Gに関しては、色々なWebサイトでキャリアごとの通信速度実行値の比較をしていますが、それを見る限りでは最大で300-400Mbps、平均で100-200Mbpsにとどまっています。

この実環境での通信速度で再度2時間映画のダウンロード時間を比較すると、4Gの場合は2分弱かかるところが5Gだと2秒弱で済みます。ここまでくると結構な差を感じますよね。で、今は更に高画質な動画4K/8Kが注目されていますので、これらの高画質コンテンツが主流となると4Gではもはや太刀打ちできません。

このように5Gの高速・大容量通信というは、これまでとは桁違いの通信速度が期待でき、それによってスマートフォンにとどまらず、家庭の光回線(ブロードバンド)や企業の専用線の代用など様々な使い方が期待されています。

超低遅延・信頼性

超低遅延、超高速信頼性は5Gの大きな特徴であるといえます。4Gでも相応の低遅延を実現しており、そのため、4Gでの音声サービスであるVoice over LTE (VoLTE)でも遅延などの違和感なく利用することができていますが、5Gではこの遅延時間が桁違いに改善されます。

4Gでは、End to Endで数百msの遅延がありますが、5Gの場合は50ms程度とかなり短くなります。4Gでは無線区間の接続遅延が大きかったのですが、5Gではこの区間の遅延が大幅に改善されて低遅延が実現されています。

4Gでの数百msの遅延でもそれほど大きな問題にはなっていませんが、50ms程度の遅延に抑えることでどんなメリットがあるのでしょうか。この50ms程度の低遅延で一番期待されていることは、遠隔操作です。遠隔操作を行うためには遅延時間がとても重要になります。

ドローンを例に挙げると、ドローンは手元のコントローラで操作をすると、ほぼリアルタイムでドローン本体に操作命令が送信されドローン本体が操作命令に従って動作をします。このように、遠隔で何かを操作する場合には、「リアルタイム」で操作内容が伝えられないといけません。仮に数百msの遅延が発生してしまうと、操作性を失いドローンは墜落してしまいます。

5GではEnd to Endで50msの遅延に抑えることができ、この低遅延によって遠隔操作を5Gのネットワーク経由で行うことが可能となります。これにより、例えば危険な地帯での除雪機の操作を集中管理室から操作をしたり、過疎地の患者に対して遠隔で外科手術をしたり、自宅にいながらドローンを使って畑に農薬を散布したり、自動運転をサポートしたりといったことが可能となります。

超低遅延・信頼性の実現により、これまでのセルラー網では実現できなかったことが多数実現可能となることから、5Gではこれまでとは全く違った新しいユースケースが多く出てくることが期待されています。

多数端末接続

これはIoT向けの機能となります。IoTといえば、４Gでも既に提供されていますが、5Gと4GのIoT機能を比較して一番大きな違いは同時接続できる端末の数です。

現在はセルラーネットワークの大部分はスマホによって利用されていますが、今後は自動車、監視カメラ、工場機械、ペット、テレビ、冷蔵庫など身近なものも含めて様々なものがネットワークに接続され、今まで以上に多数の端末がネットワークにアクセスすることが想定されます。多数端末接続はこれをサポートするために必要となります。

世界で5Gは既に始まっており、日本では2020年から本格展開

5Gは2018年から韓国、米国、北欧で商用サービスが始まっており、2019年に入ってからは、オーストラリア、イタリア、スペイン、フィリピンなど続々とサービスを開始しています。またサービス開始当初はWi-Fiルータやブロードバンド用の5Gデバイス(FWA)が主なデバイスでしたが、2019年4月から韓国で5G対応スマートフォンが発売されて以来、2019年末までに数百から数千万の5Gスマートフォンが稼働しました。日本は世界からは少し遅れており、正式な5Gのサービスは2020年春からとなります。

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今後、5Gのインフラ整備が進むにつれて、これまでの4Gとは異なり様々なユースケースで利用されることが見込まれています。

今注目のローカル5Gとは、そしていつ頃サービスが開始されるのか？