5G（第5世代移動通信システム）とは？特徴や仕組み、事例をわかりやすく解説

Top

記事一覧

2022-04-15

2min

5Gについて詳しく知りたいですか？本記事では、5Gの特徴や仕組みをわかりやすく紹介します。

5G（第5世代移動通信システム）とは

はじめに、5Gが注目されている背景や5Gの意味について紹介します。

5Gとは

5G（第5世代移動通信システム）は、最新の移動通信システムであり、2022年現在の最新バージョンです。第5世代は、これまでの移動通信システムの中で最も進化したバージョンを指します。

5Gの特徴

5G（第5世代移動通信システム）には、以下の3つの特徴があります。

1. 超高速・大容量（eMBB：enhanced Mobile Broadband）
5Gの最初の特徴は、超高速で大容量な通信です。最大20Gbpsの通信速度を実現し、4Gの最大通信速度である1Gbpsと比べて20倍の高速通信が可能です。

2. 超低遅延（URLLC：Ultra-Reliable and Low Latency Communications）
5Gの2つ目の特徴は、超低遅延です。5Gでは通信の遅延が約1ミリ秒にまで短縮され、4Gと比べて10分の1の遅延時間で通信が行われます。

3. 多数同時接続（mMTC：massive Machine Type Communication）
5Gの3つ目の特徴は、多数のデバイスの同時接続が可能であることです。5Gでは、4Gと比較して約10倍の同時接続が可能です。

5G通信と4G通信の違い

5G（第5世代移動通信）と4G（第4世代移動通信）は、モバイル通信技術の進化により生まれた2つの主要な通信規格です。5Gの登場により、より高速でパワフルな通信体験が可能となりました。以下に、5G通信と4G通信の主な違いを紹介します。

1. 高速通信速度
5G通信は、驚異的な高速通信速度を提供します。最大20Gbpsの通信速度を実現し、4Gの最大通信速度である1Gbpsと比べて20倍以上の速さです。これにより、大容量のデータの高速転送や高品質なストリーミング、リアルタイムのゲームプレイなどが可能となります。

2. 低遅延
5G通信は、驚異的に低い遅延時間を実現します。通信の遅延は約1ミリ秒にまで短縮され、4Gと比較して10分の1の時間でデータの送受信が行われます。これにより、リアルタイムの応答が求められるアプリケーションやサービス、自動運転車などの高度な制御システムなどで大きな利点となります。

3. 多数同時接続
5G通信は、大規模なデバイスの同時接続にも対応しています。4Gと比較して約10倍の同時接続が可能であり、IoT（モノのインターネット）デバイスやスマートシティのセンサーなど、膨大な数のデバイスを効率的に接続することができます。

4. スペクトラムの効率的利用
5G通信では、より広範な周波数スペクトラムを利用することができます。これにより、高速かつ安定した通信が可能となります。また、周波数の柔軟な割り当てにより、複数の通信要求に適応しやすくなります。

	4G	5G
通信速度	50Mbps ~ 1Gbps	10 ~ 20Gbps
通信での遅延	約10ミリ秒	約1ミリ秒
端末の同時接続	数台程度	100台程度

5Gの普及率は93.2%

総務省は、2021年度末時点での全国の5G人口カバー率が93.2％であったことを発表しました。5Gは通信速度と同時接続数が大幅に向上する一方で、通信エリアの狭さが課題とされています。総務省は、公表したデジタル田園都市国家インフラ整備計画の中で、2023年度末には5Gの人口カバー率を95％、2025年度末には97％、2030年度末には99％に向上させる目標を掲げています。

（引用）5Gの整備状況（令和3年度末）の公表｜総務省

5Gが注目される理由と背景

近年ここまで、5Gが注目されるようになった理由は、世界中でのデジタルテクノロジーの進化が影響しています。
現在は、IoTやAI、AR・VRなどのテクノロジーの進化によって、2022年には、世界中に溢れるデータ量が240EByte（エクサバイト）になると予測されており、これは約5年前の2017年の56EByte（エクサバイト）の約4倍にあたると想定されています。

また、世界中に猛威を振るったコロナの影響でより一層、どこにいても世界中でインターネットに繋がることの重要性を認識する機会になりました。

そのような背景を経て、世界中で5G開発への投資が急速に進み、近年実現に至っています。

移動通信システムの変遷

これまでの移動通信システムの歴史を遡ると、約10年単位で新たな移動通信システムの世代が誕生していることがわかります。

世代	普及時期	対応サービス
1G	1980年代	・携帯電話（通話機能）
2G	1990年代	・携帯電話（通話機能）・メール・インターネット
3G	2000年代	・携帯電話（通話機能）・メール・インターネット・オンラインゲーム・動画視聴・音楽
4G	2010年代	・携帯電話（通話機能）・メール・インターネット・オンラインゲーム・動画視聴（高画質）・音楽
5G	2020年代	・携帯電話（通話機能）・メール・インターネット・オンラインゲーム・動画視聴（超高画質）・音楽・IoT ・VR、AR
6G	2030年代	–

また、5Gがはじまったばかりですが、もうすでに2030年には、6Gがはじまるという注目も集めています。
6G（第6世代移動通信システム）は、将来の通信技術の進化を指す言葉です。現在の最新技術である5Gよりも更なる高速通信、低遅延、大容量を実現することが期待されています。また、6Gでは人間と機械のインタラクションをより密接にし、スマートシティや自動運転、VR/ARなどの分野で革新的なサービスが展開される見込みです。加えて、6Gはエネルギー効率やセキュリティにも注力し、持続可能な社会の実現に貢献すると期待されています。ただし、6Gはまだ研究開発段階であり、実用化までには数年以上の時間がかかる見込みです。今後の技術の進歩と標準化の取り組みが重要であり、6Gの実現に向けたさまざまな取り組みが行われています。

5Gで変わる生活

亀井卓也著作の『5Gビジネス』によると、5Gの登場で、私たちの生活によりテクノロジーが浸透し、様々な変化が起きると言われています。その中で4つの変化を紹介します。

・超高画質動画ダウンロードにかかる時間の短縮
これまでの4G時代に、1本の映画をダウンロードするのに、約2時間かかっていたダウンロード時間が、5Gでは、約3秒程度でダウンロードの完了ができるようになると想定されています。

・エンターテイメント領域でよりARやVRが進化
これまでのARやVRは、まだまだ進化の途上にあり、ミュージシャンのライブやスポーツ観戦を生中継し、サービス提供を普及されるほどには進化していなかったが、5Gの登場により、多数同時接続が可能になり高速で大容量通信をすることができるため、本格的にこのような領域のビジネス展開が伸びると想定されています。

・自動運転の実用化地域の拡大
これまでの自動運転は、全ての道で実証実験をすることは難しかったですが、5Gにより、通信の遅延が減ることで、より運転精度が上がるとされています。そのことによって、自動運転が可能な地域が増えていくと想定されています。

・医療分野の遠隔診療や遠隔手術が実現
これまでの通信では、遠隔診療を実現するにも、画像が鮮明でなかったりしたため、直接対面で診察をするよりも病状が見づらいなどの現状がありましたが、5Gでは、より画像が鮮明になり遅延なく通信ができるため、これまで以上に遠隔診療が進むだろうと想定されています。さらに、これまで本格的に実現できていなかった遠隔手術も可能になると見られています。

（参考）『5Gビジネス』亀井卓也｜日経文庫
https://www.amazon.co.jp/dp/4532114071/