5G通信とは？何ができる？その仕組みを簡単にわかりやすく解説

2020年春からサービス展開された5G。

今までの４Gより早く、遅延せず、多くの端末につなげることができるという点で、私たちの生活や働き方が変わっていくだろうと期待で大きな話題を呼んでいます。

しかし具体的にどんな変化が私たちの生活にもたらされるのかご存知ない方もいるのではないでしょうか。

つまり5Gとは何なのか、何ができるものなのか？

この記事では５Gによって何が変化し、それが私たちの生活にどのように関わって行くのかをご紹介して行きたいと思います。

5Gとは？いつから？

5Gとは「第5世代（5th Generation）のセルラーテクノロジー」の略称で、第5世代移動通信システムとも言います。

今までのLTE技術よりも通信速度が格段に早くなることで大きな期待を呼んでおり、そのスピードは4Gの100倍と言われています。

2020年3月より、docomo、au、Softbankの３大キャリアから5Gに対応したスマートフォンが発売され、5Gへの対応が都市部を中心に徐々に展開されています。

5Gができること

では5Gにできることとはなんでしょうか？それは大きく分けて3つあります。

高速・大容量

5Gの一番の強みといえばズバリ、「高速・大容量」ではないでしょうか。

理論上、4Gの通信スピードは最大1Gbpsですが、5Gは最大20Gbpsにまで速度が上がり、さらには100Gbpsにまで到達するだろうと言われています。

これはつまり、2時間以上の高画質の映画を数秒でダウンロードができたり、ネットのロードがほぼ一瞬で完了したり、オンライン電話などで画面や声が途切れるといった現象がなくなるということです。

テレワークが普及する中、オンライン会議で声が映像や途切れたりするのはまさに弊害でしたが、5Gが普及することにより、ストレスフリーな働き方ができることが期待されます。

超低遅延

超低遅延とは、データが送信されてから受信されるまでの時間が非常に短いことを意味します。遅延は、通信ネットワーク上でデータが伝送される際に生じる遅れのことで、単位はミリ秒（ms）で表されます。

通信速度が上がることで圧倒的に改善されるのは、データをやり取りするまでのイライラでしょう。

4Gではデータの送受信に10ミリ秒ほどの遅延が発生しますが、5Gになると1ミリ秒にまで短縮されると言われています。

例えば画像を送ったり、送られたりする場面では、通信に遅延が発生しやすくなり、いつまで経ってもダウンロードが完了しないということがよくあります。これが5Gだと、リアルタイムでレスポンスをとることができるようになるのです。

今までの4Gよりもずっと速く、インターネットがサクサク動き、ゲームも遅延が少なくなります。

また、自動運転車、遠隔医療、工場の自動化など、瞬時に反応が必要な場面での利用が期待されます。

多数同時接続

5G通信における多数同時接続の特徴は、たくさんのデバイスが同時にインターネットに接続できることです。

具体的には、1平方キロメートルあたりに最大100万台のデバイスが接続可能になるとされています。

5Gで将来おこる変化

では、5Gの普及によって、私たちの生活にもたらされる変化とは具体的にどんなものでしょうか？

自動車の自動運転

5Gの膨大なデータの通信と通信の超低遅延が実現すると、自動車の自動運転技術の精度がさらに増すことになります。

5Gのデータ転送速度は先述したようにとてつもなく速くなるため、制御技術も高くなります。これにより、信号機や周囲の交通状況のデータをサーバーから常に受け取ることで遠隔に自動車を操作し、安全に目的地へと導くことができるようになるのです。

それにより、以下のようなメリットが起きると期待されます。

交通事故の減少

自動運転車はセンサーやカメラを使って正確に周囲の状況を把握し、人間よりも早く反応できます。

そのため、交通事故が減少し、道路がより安全になることが期待されます。

交通渋滞の緩和

自動運転車は効率的な運転ができるため、交通渋滞が緩和される可能性があります。

また、自動運転車同士が連携して運行することで、道路の利用効率が向上し、渋滞が減ることが期待されます。

高齢者や障害者の移動手段の向上

自動運転車が普及すると、運転が困難な高齢者や障害者でも安全に移動できる手段が増えます。

そうなると、生活の質が向上し、社会参加が容易になります。

駐車場の必要性の低下

自動運転車は自動で駐車ができるため、駐車場の必要性が低下し、都市の土地利用が効率化される可能性があります。

カーシェアリングの普及

自動運転車の普及によって、個人が車を所有する必要性が減り、カーシェアリングが一般的になることが考えられます。

これにより、環境負荷の低減や経済効果が期待されています。

タクシーやトラック運転手の仕事の変化: 自動運転車の普及により、タクシーやトラック運転手の仕事が減る可能性があります。

しかし、運行管理やメンテナンスなど、新たな仕事が生まれることも期待されています。

IoTの進化

IoTとは、「Internet of Things」の略称で、「モノのインターネット」と訳されます。簡単に言うとモノとインターネットがつながっているということです。

IoTの進化によって得られるメリットは以下の通りです。

スマートホーム

家電や照明、エアコンなどの家庭用機器がインターネットに接続され、スマートフォンや音声アシスタントを使って遠隔操作ができます。これにより、省エネルギーや快適な室内環境の実現が期待されます。

ウェアラブルデバイス

スマートウォッチやフィットネストラッカーなどのウェアラブルデバイスが一般的になり、健康管理や運動習慣の向上が容易になります。

スマートシティ

交通機関、街灯、ゴミ箱などのインフラがインターネットに接続されることで、都市全体が効率的に運営されるスマートシティが実現される可能性があります。これにより、交通渋滞の緩和やエネルギー消費の削減が期待されます。

遠隔医療

医療機器やウェアラブルデバイスがIoT化されることで、遠隔医療や在宅医療が一般的になり、患者が自宅で医療サービスを受けられます。

農業の効率化

農業用IoTデバイスが普及することで、農業の効率化や収穫量の向上が期待されます。これにより、食糧生産の安定化や農業経済の発展が促される可能性があります。

環境管理

環境センサーが広く普及し、気象情報や大気汚染などの環境データがリアルタイムで収集されます。これにより、環境問題への対策がより効果的に行われることが期待されます。

遠隔診断、遠隔手術

実は5Gの導入により、医療現場の変化も期待されています。これまでの医療現場は、専門医がいなければ手術ができず、患者は専門医のいる病院までわざわざ遠方から訪れなければなりませんでした。

これからは、ロボット技術も発達し、遠隔操作による診断、治療を受けることが可能になっていきます。遠隔操作が実現すれば、遠方にいる患者も専門医の手術を受けられます。

誰もが治療を受けられる、医療格差のない日が訪れるのも近いかも知れません。

4Gと5Gの周波数の違い

4G通信で使われている周波数

4Gでは、主に700MHz、800MHz、900MHz、1.5GHz、1.7GHz、2.0GHz、3.5GHzなどの周波数帯が使われています。

特に、700MHz～900MHzは「プラチナバンド」と呼ばれ、電波が遠くまで届きやすく、建物や障害物を超えて回り込んだり、建物の中へ透過しやすいという特徴があり、電波がつながりやすいという特長があります。

5G通信で使われている周波数

5G通信では、一般的には以下の3つの周波数帯が使われています。

1. 低周波数帯（Sub-6GHz）: これは、3.7GHzの周波数帯で、4Gと一部重複しています。低周波数帯は、電波が遠くまで届きやすく、建物や障害物を透過しやすいです。
   
2. ミッドバンド（Mid-band）: これは、4.5GHzの周波数帯で、速度と到達距離のバランスが良いとされています。
   
3. ミリ波（mmWave）: これは、28GHzの周波数帯で、非常に高速な通信が可能ですが、電波が遠くまで届かず、建物や障害物に弱いという特徴があります。

5Gは、これらの周波数帯を組み合わせることで、高速通信と広範囲のカバーを実現しています。

まとめ

5Gの普及によって、まるでSF映画に出てきたような、近未来的な物事が現実のものになろうとしています。

ただ今までより速くつながるだけでなく、IoT技術の進化によるいつでも快適できれいなお部屋、遠隔操作で誰でもどこでも受けられる医療、全自動運転による交通事故がない世界も遠くないでしょう。

私たちの生活が5Gによって大きく変化して行くのが楽しみですね。

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