5Gとは

近年発売されるスマートフォンや、いわゆる「セルラーモデル」のタブレットが、ほぼ対応している5G。

この頁では、5Gがどんなものかを説明します。

5Gとは何なのか　

5Gとは、第5世代移動通信システム(5th Generation Mobile Communication System)の頭文字です。第5世代の名の通り、はじめて実用化された携帯電話向けの通信システムを第1世代として、そこから数えた5つ目の通信規格のことを指します。

5Gの普及は、昨今大きく広がったネットワークの用途に合わせて進められています。これまでの多くのシェアを占めていた4Gの回線が求められていたものより、大きな進化を求められました。開発は以下の3つのポイントを中心に進められていて、それぞれに英語の略称がつけられています。

超高速大容量（eMBB）
低遅延（URLLC）
多数同時接続（mMTC）

使用例も併せて、ひとつずつ見ていきましょう。

超高速大容量(eMBB)：高速かつ大容量のデータ通信

eMBBはenhanced Mobile Broadbandの略で、高速で大容量を処理できる通信回線のことを指します。

世界全体で見る通信の量は、増加の一途を辿っています。以前はテキストや画像がメインだったインターネットのコンテンツは、動画やストリーミング配信にかなりのシェアが割かれるようになりました。将来的に規模の大きなネットワークゲーム、VRなど、さらにデータ量の多いコンテンツは増えていくことでしょう。

そのため、今後どんどん使われる場面が増える5G回線には、多くの通信を素早く処理することが求められます。4Gネットワークを使用した場合、ダウンロードの最大の通信速度は1Gbps程度とされていますが、5Gは理論上20Gbps。なんと20倍の速度が定められています。

低遅延(URLLC)：遅延が少なく正確な通信

URLLCは、Ultra-Reliable and Low Latency Communicationsの略です。通信の遅延の少なさと、信頼性の両立に重点を置いています。

インターネットを利用するとき、速度や容量に真っ先に目が行くことが多いです。しかし、それとは少し違う視点で取り上げられるポイントがいくつかあります。そのうちでも特に挙げられることが多いのは、以下の2点です。

通信がどれくらい遅れるのか
情報の送受信にどのくらい失敗するのか

例えば、携帯電話、スマートフォンを使ってビデオ通話などのやりとりをしているときの映像や音声は、完全に遅れなく届いているわけではありません。また、回線の都合で送受信に失敗して、相手のところに到着できなくなったまま消えていく情報も、わずかに、しかし確実に出てきてしまいます。

インターネットを使った通信において、遅延と送受信失敗は0にすることが困難で、不可能といっても差し支えありません。その上、どちらかを減らそうとすればもう片方が増えてしまうという仕組みになっています。人間の手作業が、急ぐと雑になってしまうこととよく似ているかもしれません。その二つの要素を両方ともなんとか減らそうという技術上の工夫が、このURLLCです。

近年では、リアルタイムのやりとりにネットワーク回線を使用することが増えました。医療の遠隔手術、航空管制、自動車の自動制御など、遅延と送受信のミスを極限までゼロに近付けなければならない分野にも、その波は広がっています。つまり回線の品質によっては、人命に関わることも出てきました。

5Gのネットワークは、そのような精密な用途にも対応しています。URLLCでは、通信の遅延が1ミリ秒以下、かつ、99.999％以上の情報が損失なく届くことが要件とされています。特に遅延については4Gの10分の1ほどの値で、人間の知覚では、ほとんど遅れを感じられないレベルです。

多数同時接続(mMTC)：多数の端末の同時接続

mMTCは、massive Machine Type Communicationの略です。一度に大量の端末を接続できることを指しています。

通信に使われる端末の数は、この数年で飛躍的に増加しました。スマートフォンやタブレットなどの通信端末だけではなく、インターネットを使用する家具家電、産業用機器など、IoT機器と呼ばれるものがその総数を押し上げています。炊飯器や冷蔵庫、洗濯機でもインターネットへ接続しているのをご覧になっている方も多いのではないでしょうか。また、旧来の回線では、極端に人の多いイベントごとの会場などでは、携帯電話が通信にあぶれることもありました。

5Gの仕様を見ると、大量の機器接続が必要な場合、1㎢内で接続可能なデバイスの総数を100万台とするよう書かれています。4Gでは1㎢あたり10万台に設定されていたため、単純に考えると10倍の数の機器が接続できることになります。

eMBB、URLLC、mMTCという5G回線の三つの要件は、国際電気通信連合が発行したIMT-2020という仕様にまとめられています。逆に言えば、IMT-2020を満たす回線のことを5Gと呼んでいることになります。

ただし、すべての内容を満たさないと5Gと名乗ることができない、というわけではありません。eMBBの高速で大容量の通信と、精密さが求められるURLLCの通信は、なかなか同時に成立しません。どちらかを優先して採用する場面が多いです。

回線使用の目的に合わせて、どの項目を達成すると良いのかも、IMT-2020の中に決められています。

5Gは今後どうなる？

5Gは2020年3月より商用サービスがスタートし、2022年度3月末においては、5Gネットワークの人口カバー率が93.2％に達したと総務省からの発表がありました。おおまかに述べると、日本人口の9割以上が5Gを利用可能な地域にいる、という統計です。この情報は、総務省の発表した資料の中で触れられています。(総務省「令和3年版情報通信白書」)

同資料では、5Gの普及に関する政策や、今後の展望についても大きく紙面が取られていて、力の入れ具合がよくわかります。その中で、次のようなことが述べられています。