IoTには必須?最近よく耳にする『5G』って何だ?

今回は、近年大手メディアなどでもよく耳にするようになってきた『5G(Generation)』について、そもそも『5G』とは何なのか?を簡単にご紹介します。
今や一般生活の中でも必要不可欠となっている携帯電話ですが、携帯電話が登場したばかりの1980年代当時は、出先や移動中に電話ができるだけでも驚きの技術でした。その後、携帯電話にデータ通信が加わり、メールやインターネットの利用ができるようになるなど、一気にその利便性が向上し、現在では、スマートフォンで動画視聴するのも当たり前の時代になっています。こうした携帯電話の急速な進化を裏で支えているのは、各通信企業が持つ無線データ通信網の技術革新にあります。
現在日本国内では『4G』といわれる第四世代が主流ですが、今後急速なIoT化が進んでいくと予想されている中、2020年の実用化に向けて『5G』の検討が進んでいます。『5G』では、通信速度の向上が図られるのはもちろん、IoT時代に即した「同時多接続」や「低遅延」といった要素が盛り込まれており、この通信技術の革新によって人々の暮らしを一変させる可能性があると言われています。
そこで今回は、「名前は聞いたことがあるけど、詳細はイマイチわからない」といわれることが多い『5G』に関して、どういったものなのかを簡単にご紹介します。

5Gが必要といわれる理由

それではまず、現在これほどまでに『5G』が必要とされている理由からご紹介しましょう。上述したように、日本国内では現在第四世代といわれる『4G』が主流となっています。
皆さんも普段の生活の中で、スマートフォンでメールやSNSを利用したり、音楽や動画を楽しんだりしていることでしょう。しかし、こういった普段の生活の範囲では、現状の4G通信の速度でそこまで大きな不便を感じることなどないのではないでしょうか。そうなると「別に次世代の5Gなんて必要ないのでは?」と考える方もいるかもしれませんね。
しかし、近年、さまざまな業界でIoT化が急速に進んでおり、身の回りにあるありとあらゆる「モノ」がインターネットと接続することで、トラフィック(通信回線上で一定時間内に転送されるデータ量)の急増が見込まれているのです。例えば、ご家庭にある無数の家電をインターネットでつなぎ音声で動作させるような技術も登場していますし、自動運転や産業用ドローン、遠隔医療(診断)、農業用センサー、道路や橋梁の異常検知センサー、セキュリティカメラ、高齢者や子どもの見守り機器など、数えきれないほどの機器が登場しています。
これらの機器は、インターネットに接続するためにわざわざケーブルなどの引き回しが必要となると、非常に利便性が悪くなるため、ワイヤレスで通信できるモバイル通信回線が多く用いられると考えられています。しかし、現状の4Gネットワークでは、IoTで想定されるような多くのデバイスを同時に一つの基地局で接続することはできないのです。したがって、今後拡大すると予想されているIoTに対応するためには、従来の通信技術よりも多くのデバイスを同時接続可能な5G通信網が必要とされているのです。

5Gの詳細について

それでは、本題の「5Gって何?」を説明していきましょう。5Gとは「5th Generation」の略で、日本語に訳すと「第5世代移動通信システム」となります。これは、現在日本国内で主流となっている通信技術である『4G(LTE)』に代わる最新の通信技術です。この5Gは、「超高速・大容量通信」「同時多接続」「超低遅延」などの特徴を持っていると言われ、それ故、IoT化が進む日本で実用化が期待されているのです。
以下で、それぞれの特徴をもう少し詳しくみていきましょう。

「超高速・大容量通信」について

5G通信網を表すときには、「超高速・大容量通信」などと表現されることが多いですよね。そのため、5Gと聞けば「通信速度が速くなるものだ!」とイメージする方が多いと思います。
5Gは、最大20Gbps(ギガ・ビット毎秒)の通信速度を実現する「超高速・大容量通信」です。これは、現在の日本で最も高速といわれているNTTドコモの4Gサービス『PREMIUM(プレミアム)4G:最大788Mbps(メガ・ビット毎秒)』と比較しても単純計算で約25倍の通信速度を誇ります。さらに、現在主流の「4G(LTE)」と比較すると、なんと実質的な速度は約100倍にまで跳ね上がると言われています。
したって、4Kや8Kなどと呼ばれる超高画質映像の大量なデータ量や、IoTによる莫大なデータ通信でも快適な通信を支えることができると期待されているのです。

「同時多接続」について

次は、5Gがもつ「同時多接続」という特徴です。IoT時代では、身の回りにあるデバイスに加え、目視できないセンサーなどを含めると、数兆個を超える機器がインターネットに接続すると考えられています。そのため、一つのアクセスポイントが扱える機器のキャバシティを増やさなければならないという課題があるのです。
その点、5G通信は、1㎢あたり100万個のノードから接続があったとしても問題なく通信が可能という特徴を持っています。4Gでは、仕様上最大でも150億台程度の携帯電話接続が限界といわれており、今後IoT化が進んで、接続端末数が莫大に増加すると予想されている中では、パンクしてしまう恐れがあるのです。
5G通信であれば、地球表面にある陸地の面積で考えると、単純計算でも1500兆ものノードを収容できることになりますので、接続台数によるパンクの心配も少なくなると言われているのです。

「超低遅延」について

最後は、「超低遅延」についてです。これはその言葉からも分かるように通信の遅延についてです。
例えば、自動車の自動運転や遠隔での手術、触覚フィードバックなどといった分野では、いくら革新的な技術だとしてもそれを伝える通信に遅延があれば使い物になりません。したがって、IoT時代では、機器同士で数ミリ秒以内の低遅延性が求められているのです。
現行の4G通信網では、無線区間の遅延が10ms(0.01秒)程度であるのに対し、5Gでは1ms(0.001秒)以下になるなど、4Gの1/10以下となる限りなく少ない低遅延をもたらしてくれるのです。そのため、5Gでは遠距離の通信でも目に見える遅延が出にくくなると言われており、自動運転などのリアルタイム性が重要視される分野では非常に期待されているのです。

まとめ

今回は、近年メディアなどでも取り上げられる事が多くなり、誰もが名前は聞いたことがある『5G』の基礎知識についてご紹介しました。5Gに関しては、言葉はよく聞くけど、通信が早くなる程度のイメージしか持っていなかったという人がほとんどなのではないでしょうか?
しかし、本稿でご紹介したように、あらゆるモノがインターネットに接続するIoT時代を迎えるには、現行の4G通信ではそれを支えることができず、次世代通信技術の『5G』が必要不可欠だと考えられているのです。2020年代に入ると、実際に5Gが普及し、あらゆるシーンで身の回りのモノがネットワークにつながる時代がやってくるかもしれません。総務省でも、5Gで実現可能な事項をまとめた資料などを公表していますので、どういった分野で役立つと考えられているのか、一度以下の資料も目を通してみましょう。

参考資料:総務省「5Gの利活用分野の考え方」

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