5G(第5世代移動通信システム)とは|4Gとの違い、利用開始時期について

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5G(第5世代移動通信システム)は私たちの暮らしをICT化し、新しいビジネスチャンスを生み出す起爆剤になるとして世界中から注目されています。本稿では5Gと4Gの違いや利用開始時期、5Gが普及するメリットやデメリットについて詳しく解説していきます。

5G(第5世代移動通信システム)とは

「5th Generation」、略して「5G(ファイブ・ジー)」とは、第5世代移動通信システムのことを指し、「超高速・大容量」「多数同時接続」「超低遅延」の3つの特徴を兼ね備えた無線通信システムです。

1.「超高速・大容量」:通信スピードが速くて容量が大きいです。従来であればダウンロードの時間がかかる解像度の高い画像や動画をスムーズに視聴可能になります。

2.「多数同時接続」:多数の機器と同時に接続できます。家電、スピーカー、車などの身の回りのあらゆる機器(モノ)が同時にインターネットに接続されます。

3.「超低遅延」:遅延が少なくリアルタイムで接続可能になります。遠隔地にある機器(モノ)をリアルタイムで操作できたり、ライブ配信などでも人とストレスなく通話・交流できます。

4Gと5Gの違い

従来の4Gと比べて「超高速・大容量」「多数同時接続」「超低遅延」という3つの特徴がある5Gですが、これらの特徴を数値に表して比較すると、4Gと5Gの違いが明確に見えてきます。

結論、5Gは4Gと比べて「通信速度が20倍」「同時接続台数が10倍」「遅延が10分の1」と、歴然とした違いが見受けられます。

4Gと5Gの性能の違いは一目瞭然ですが、1980年代に登場した1Gと現在の最大通信速度を比べると、およそ10万倍にも増大しています。

第1世代(1G):1980年代に登場したアナログ携帯電話に使用されていました。機能は音声通話のみでした。

第2世代(2G):1990年代に通信方法がアナログからデジタルへ。インターネットへの接続が始まり、メールの利用が始まりました。
(性能:約5ギガバイトのDVD一枚のダウンロードに約1100時間かかります)

第3世代(3G):2000年代になると、テキスト主体のホームページ閲覧などが可能になりました。
(性能:約5ギガバイトのDVD一枚のダウンロードに約30時間かかります)

第3.5世代:2000年代半ば以降、画像を含むホームページの閲覧や、動画の視聴などが可能になりました。
(性能:約5ギガバイトのDVD一枚のダウンロードに約1時間かかります)

第3.9世代:2010年になると、通信が高速化によりモバイル機器でのインターネット接続が一般化し、プラットフォーム・サービスが普及します。インスタグラムにみられるような、ユーザーの写真や動画の投稿が閲覧可能になりました。
(性能:約5ギガバイトのDVD一枚のダウンロードに約5分かかります)

第4世代(4G):2015年から、通信の高速化・大容量化とスマートフォンの普及により、モバイルゲームや動画配信などが可能になりました。
(性能:約5ギガバイトのDVD一枚のダウンロードに約30秒かかります)

5Gの利用開始時期

photo by pixabay

2019年に5G導入に向けた特定基地局開設の申請の受け付けが始まり、総務省の審査をクリアしたのがNTTドコモ、KDDI(au)、ソフトバンク、楽天モバイルの4社です。審査には、日本全国どの程度の地域をで各社の5Gがカバーできるかを表した「基盤展開率」を基準として設けています。

4社の5G導入状況から鑑みるに、5G環境が一般化するのは2022年からだと考えられます。

NTTドコモ

NTTドコモは2020年3月25日から全国150カ所で5Gサービスを開始しています。NTTドコモは、2021年3月末には全国500都市以上に導入する方針を発表しています。

KDDI(au)

KDDIは2020年3月26日から5Gサービスを開始しています。KDDIは、2022年3月には約5万局に達する5G基地局の構築し、人口カバー率90%の5Gネットワークを整備していく方針を発表しています。

ソフトバンク

ソフトバンクは2020年3月27日から都心部の一部で5Gサービスを開始しています。ソフトバンクは、2022年3月末までに人口カバー率90%達成を目標としてインフラ整備を進めていく方針を発表しています。

楽天モバイル

楽天モバイルは2020年9月30日から5Gサービスの提供を一部地域で開始しています。

5Gを実現する技術

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5G実現を支える3つの技術を紹介します。

・Massive MIMO(Multi-Input Multi-Output)
Massive MIMO(マッシブ マイモ)とは、送信側と受信側で多数のアンテナを用いることで、本来まとめて送信・受信されるデータを分割し、通信速度を上げる技術です。

加えて、アンテナからは一定方向に高い指向性を持つ電波を発信して端末に送る「ビームフォーミング」という技術によって、従来シェアしていた電波をひとりひとりに分け与えられるようになりました。そのため、人が混み合うことで通信速度が遅くなりがちだった駅や繁華街などでも、快適なモバイル通信を提供可能になります。

・MEC(Multi-access Edge Computing)
MEC(メック)とは、ユーザーの使う端末により近い場所にサーバを分散配置することで、通信の効率化を図る技術です。ユーザーに近い場所でデータを処理することでセキュリティ強化、低遅延を実現します。

・ネットワークスライシング
ネットワークスライシングとは、ネットワークを仮想的に分割(スライス)し、サービスの要求条件に合わせて効率的にネットワークを提供する技術です。4K動画の高速大容量ダウンロード、自動運転に必要な低遅延、端末同時接続など、要求条件に合わせて、仮想的にスライスされたネットワークを構築することで最適化されたネットワークを実現します。

5Gが注目されている理由

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5Gが注目されている理由は2つに大別されます。

・5Gの普及により、世界中がICT化する。

・5Gの普及により、ビジネスチャンスが生まれる。

今世界中が、スマートシティ(ICTを用いて地域全体をインターネットにつなぎ、社会問題の解決を目指す近未来的なまち)の実現に向けて取り組んでいます。そんなスマートシティが目指すまちのICT化を実現するのに期待されているのが5Gです。

日本でもスマートシティを土台としたSociety 5.0(超スマート社会)の実現を推進しており、社会全体のICT化の実現を試みています。ICT化のプロセスにおいても、5Gの存在は不可欠です。

Society 5.0では、フィジカル空間のセンサーや、スマートフォンなどのIoTデバイスなどからの膨大な情報がサイバー空間に蓄積されます。サイバー空間では、ビッグデータを人工知能(AI)が解析することで、個人のニーズに合った有効な情報が、すぐにフィジカル空間にいる私たちのもとに届きます。サイバー空間とフィジカル空間を隔たりなく結びつけることを目指しているSociety 5.0の実現には、「多数同時接続」「超低遅延」を可能にする5Gの活用が求められます。

加えて、5Gを活用したシステムやサービスが普及することで、社会として新たなビジネスチャンスやイノベーションが生まれます。

例えば、少子高齢化が進む日本では、医療現場での人手不足が課題とされています。5Gを活用することで、自宅にいながらリアルタイムで医師の診察を難なく受けられるオンライン診療などが普及し、業務の効率化、人手不足の解消につながる可能性もあります。

5Gの普及で生まれる新しいビジネスチャンス

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5Gの普及により新しいビジネスの誕生が注目されている3つの領域が、「MaaS」「VPS」「AR」です。

・MaaS(Mobility as a Service)
MaaSはバス、電車、タクシー、Uberにみられるライドシェアなど、あらゆる公共交通機関を、ITを用いてシームレスに結びつけ、人々が効率よく、かつ便利に使えるようにするシステムのことを指します。例えば、電車のどの車両が空いているか、何時くらいにどの駅が混雑しそうかなどを予測し、それを避ける提案をスマホを通して利用者に届けることで、町全体の混雑緩和につなげられます。5Gの活用で、さらに多くのデータをリアルタイムに収集し、分析できるようになれば、MaaSは大きなビジネスチャンスとなります。

・VPS(Virtual Positioning Service)
VPSは、 スマホなどのカメラを通して得られた情報を基に、向きや方角などのより細か位置を測定するサービス・もしくはシステムを指します。例えば、建物の中にいると、GPSによる測位では誤差が生じることがありますが、 GPSとVPSを組み合わせることで、誤差数センチ以内という高精度な位置情報が測定可能になります。膨大な画像情報や地図データの分析が必要となるVPSも、「超高速・大容量」を実現する5Gの普及により活用の促進が期待されています。

・AR(Augmented Reality)
ARは一般的に「拡張現実」と訳され、実在するリアルな風景に、仮想的な視覚情報を重ねて表示することで、目の前にある世界とデジタル世界を融合し、現実を拡張すること指します。身近な例としては「ポケモンGO」が挙げられます。5Gにより通信速度が劇的に速くなる今後は、高度なAR技術を用いた新サービスの誕生が期待されています。

5G普及がもたらす変化

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5Gの普及は、日々の生活や娯楽、そして私たちの働き方に大きな変化を促すと考えられています。私たちが無意識に受け入れている常識が、5Gの一般化によりどのように変化していくのか見てみましょう。

ライブストリーミングが主流に

5G環境が一般化することで、録画された4K・8Kの動画視聴に加えて、ライブ映像も今まで以上にストレスなく配信・視聴できます。従来であれば会場に押しかけて観ていたアーティストのコンサートやスポーツの試合も、スマートフォンを片手にライブ映像で楽しむことがスタンダードになりつつあります。5Gはエンターテインメントの形を大きく変える可能性を秘めています。

リモートワークを促進

新型コロナウイルスにより、働き方に大きな変化を余儀なくされた企業も少なくはありません。オンライン会議の実施や、チャットツールなどを用いたリモートでのコミュニケーションも一般化し始めています。5Gの普及はこの変化に拍車をかけ、リモートワークを「働き方のスタンダード」へと変えていくことが考えられます。5Gの通信速度は4Gと比べて最大で20倍も速いため、オンラインの欠点であった会話の遅延が克服され、リモートワークに対するストレスが大幅に削減されることが予想されます。

IoTの活用が促進

IHS Technology社による推計によれば、2016年時点で世界におけるIoTデバイス数は173億個でしたが、2021年に349億個へと、5年間でおおむね倍増すると見込まれています。それに伴い、IoTデバイスの普及などにより増大しているデータ流通は、5Gの普及によりさらに加速すると見込まれています。

IoTは「様々な物がインターネットにつながること」を指しますが、IoTが出現する以前からもサーバー、パーソナルコンピュータ、携帯などはインターネットに接続されていました。しかし、これまでインターネットとは無縁だったテレビ、スピーカー、エアコン、時計、車などがインターネットに接続されることで誕生した言葉がIoTです。

例えば、コネクテッドカー(常時ネット接続され、最新の道路状態を取得して最適なルートを算出したり、車両にトラブルが発生した際にしかるべきところに連絡したりする機能を搭載した車)はIoTと5Gをうまく活用することで、交通事故の削減を目指しています。

5Gの一般化で「多数同時接続」「超高速・大容量」の実現に伴い、IoTの普及はますます加速し、私たちの暮らしをより豊かにすることが期待されています。

5G普及により懸念されるリスク

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5Gに懸念されるリスクは「情報漏洩」「サイバー攻撃」の2つに大別されます。

情報漏洩

5Gの普及で通信が「超高速・大容量」で、「多数同時接続」が可能になったことにより、必然的に通信量(トラフィック量)が増加します。ネットワーク間でやりとりされる情報が多いほど、情報漏洩(ろうえい)のリスクは大きくなります。

サイバー攻撃

ネットワークにつながる機器が増えるにつれ、それを対象としたサイバー攻撃のターゲットは増加します。よって、5Gの普及にによりIoTの活用が加速することで、今後はIoTをターゲットとしたサイバー攻撃が増えることが予想されています。

5Gが普及した後の世界

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リスクはあれど、「超高速・大容量」「多数同時接続」「超低遅延」を実現する5Gは間違いなく、社会の仕組みを再構築し、私たちの暮らしをより豊かにすると言えます。5Gが一般化するに伴い、私たちが無意識に受け入れている常識がどのようにして変化してのか、今後の動向が気になります。