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2019/10/31 20:00

モバイル通信が変わる! 専門家が徹底解説「5G超キホン」

知っておくべき「5G」キホンの「キ」

いよいよプレサービス開始を控えた次世代通信規格「5G」。4G・LTEが長期的に進化していったように、5Gも段階を経て変容する見通しとなっています。5Gとは実際どんなものなのか、知っておくべき基礎知識を解説します。

 

【教えてくれた人】

モバイルライター

井上 晃さん

最新モバイル事情に精通するライター。国内外を精力的に取材し、雑誌やウェブなどで記事を執筆。

 

次世代通信がついに始動! 今後の進化に期待が高まる!

日本における「5G(第5世代移動通信システム)」は、2020年春のサービス開始を目指し、急ピッチで環境整備が進んでいます。

移動通信システムを振り返ると、1Gが音声主体であったのに対し、2Gはパケット通信に対応。3Gでは、ケータイでネット接続が当たり前になった。現行の4Gは、大容量通信が可能になり、動画やゲームなどをスマホで楽しむ時代へと移行。さらなる高速通信に加え、低遅延や同時多接続に対応する5Gでは、あらゆるモノがインターネットに接続する未来が現実のものとなります。

 

しかし、5Gによるこうしたダイナミックな変化は、1〜2年で急激に実現するものではありません。4Gの速度が徐々に向上したように、5Gも10年単位で成長し、エリアを広げつつ成熟していきます。

 

<5Gを形作る3つの基本コンセプト>

5Gは単に通信速度が速いというだけではない

4Gまでのモバイル通信は、主に「人と人」をつなぐコミュニケーションツールとして発展してきました。これに対し、5Gは「人とモノ」や、「モノとモノ」までをネットワークに繋ぐ世界を目指します。そのため、単に通信速度が速くなるだけでなく、超低遅延や多数同時接続も重視されています。

 

基礎知識01「超高速通信」

一般的に5Gでは、室内などの整った環境なら10Gbps以上、移動環境であれば1Gbps級のデータ通信速度が目標に定められています。これが実現すれば、LTEの約100倍の通信速度を享受できるようになります。

↑高解像度の映像も手軽にライブ配信可能。映画1本を数秒でダウンロードできるような未来は近いです

 

基礎知識02「超低遅延」

5Gは、1ミリ秒以下の遅延速度を目指しています。これは理論値で、LTEの約10分の1。その実現のためには、データ送受信の待ち時間の短縮や、エッジコンピューティング(「クラウドコンピューティング」の対義語。モバイル機器や基地局側でデータ処理を行うことを指す)の活用が必須と目されます。

↑期待される車両やロボットの自動運転・遠隔操縦。その実現には、遅延を小さくすることが重要です

 

基礎知識03「同時多接続」

家庭内においても今後はIoT端末などが増加する見込みであり、5Gでは多数の端末を同時接続できる堅牢なネットワークが求められます。現状、基地局あたりの接続数はLTEの約20倍となる予定。

↑今後爆発的に数が増えると見込まれるIoT端末。5Gでは、より安定した通信が行えるようになります

 

5Gはどれだけスゴい? 4G&3Gと比べてみた

大きなジャンプアップを世代ごとに実現!

従来の通信方式と5Gのスペックを比較すると、進化のポイントがわかりやすいでしょう。遅延時間なども含め、3G時代から段階的に大きく進化を遂げています。また、5Gでは基地局自体もこれまでより高密度に設置される予定です。

 

↑5Gの高速化には、6GHz以下の「Sub-6」と呼ばれる帯域と、28GHzの「ミリ波」と呼ばれる帯域の活用が大きく貢献しています。ミリ波は障害物に弱いという弱点があるため、従来以上に基地局の数が重要になるでしょう

 

2020年春のサービス開始時の5Gはまだ不完全な形に! 「最初の5G」は4G設備をうまく使って運用

日本では2020年春に5Gの本格的なサービス提供が開始される予定です。ただし、サービス開始当初は、既存の4G設備を生かす形でネットワークは運用されます。5Gが目指す低遅延・同時多接続の通信が本格的に実現されるまでには、まだ数年の時間がかかる見込みです。

 

【現在の4G通信網】

現在、広く普及しているのは4G・LTEの通信網です。LTEの基地局は、「EPC(Evolved Packet Core)」と呼ばれるコアネットワークに繋がる構造が基本。3G時代と比べるとデータ通信との親和性が高まっており、情報通信網の中核を担います。

 

【2020年5Gサービス開始時の通信網】

5Gサービス開始時、5G NR(New Ratio)の基地局は、LTEの基地局と連携するNSA構成で運用されます。基地局の切り替えに対応するために、現在と同じ4Gコアネットワークを利用。LTEのセルと5G NRのセルで、制御情報が交換されます。

 

【そのころユーザー目線では?】

爆速&制限ナシの通信がスマホで使える!

多くの人が5Gの恩恵を感じられるのは、やはりスマホから。5Gは対応チップセットとモデムを搭載した機種で利用でき、すでにサムスンやファーウェイが対応端末を海外で発売中。国内キャリアのプランも大容量通信を見据えた選択肢が増えています。

 

【2025年前後の5G通信網】

5Gが本格的に普及するころには、5G NRの基地局はSA構成の運用もスタート。また、機器に応じた通信特性を提供する「ネットワークスライシング」などに対応した5Gコアネットワークに接続され、5Gらしいサービスが本格的に始まります。

 

【そのころユーザー目線では?】

低遅延&多接続の実現で新たな産業革命が!?

SA運用の5Gネットワークが増えていくことで、「5G」に期待される低遅延や多接続の世界がようやく実現します。工事車両の遠隔操縦や、IoTを駆使してあらゆるものがネットワークに接続されたスマートファクトリーなど、生産業の分野で5Gを活用するユースケースも次第に広がっていきます。

 

<要Checkな新ワード>

「SA」

SAは「standalone」の略で、LTE通信設備を用いない5G NR単独の運用方法。制御信号とデータ送信を共に5Gで行うため、「真の5G」とも表現されます。端末に応じ、高速通信や低遅延など、重視する性質の設定も可能です。

「NSA」

NSAとは、「non-standalone」の略で、5Gの無線通信方式(5G NR)を従来のLTEと組み合わせる運用方法のことを指します。LTEの通信設備を活用するため、初期費用も抑えられる。日本では、まずこのNSAが採用されます。

「Sub-6」

5Gで使う周波数帯のうち450MHz〜6GHzまでを「Sub-6」と呼びます。すでに活用が進んでおり、まとまった周波数帯を確保するのが難しいですが、その一方で3Gや4Gで蓄積されたノウハウを生かせるという大きなメリットもあります。

「ミリ波」

5Gで用いられる28GHzの高周波数帯を「ミリ波」と呼びます。従来さほど利用されてなく、大容量のデータ通信に好適です。ただし、直進性が強くて障害物の陰に電波を届けにくい特性もあり、アンテナ技術の進歩などは必須となります。

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