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5Gとは? 4Gとの違いやサービス内容・活用した技術、これまでの取り組みを解説
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5Gの意味とは
5Gとは、英語の「5th Generation」の頭文字で、「第5世代移動通信システム」を意味します。「次世代の通信規格」などと呼ばれてきましたが、すでにサービスが始まり、テレビCMで「5G」という言葉を聞かない日はありません。現在主流となっている4Gから、5Gになれば、モバイル通信でできることはさらに広がり、さまざまな新サービスが実現すると期待されています。
5Gの特徴とその魅力
5Gには「高速大容量」「高信頼・低遅延」「多数同時接続」の3つの特徴があります。それぞれ見ていきましょう。
①高速大容量
移動通信システムの歴史は、高速化の歴史と言えますが、5Gでは現在の4Gの10倍〜100倍の最高10Gbpsの高速大容量通信が実現します。2時間程度の映画をわずか3秒でダウンロードできたり、3D映像やスポーツをさまざまな角度の映像で楽しめるようになります。
②高信頼・低遅延
現行の4Gでビデオ会議を行うと、映像や音声のタイミングがズレたり、途切れることがありますが、5Gなら、通信の遅延は4Gの10分の1程度になり、安定した通信が実現します。
例えば、遠隔地にあるロボットや建設機械などをリアルタイムで操作できるようになります。
③多数同時接続可能
今後、パソコンやスマートフォンはもちろん、あらゆるものがインターネットにつながるIoT（モノのインターネット）化が進展すると、通信量は飛躍的に増加し、回線が不足してしまいます。
5Gでは、4Gの30倍〜40倍の機器を同時接続できるようになります。家庭内ではさまざまな家電やセンサがネットワークで結ばれ、より便利で快適なサービスが実現します。
5Gを支える技術
これら5Gの3つの特徴・魅力を支えるのが、これまで移動通信では使われていなかった高い高周波数帯の活用、複数のアンテナを使って、複数のデータを同時送信する「Massive MIMO（マッシブ・マイモ）」、電波を受信端末に向けて一直線に届ける「ビームフォーミング」などの新技術です。
さらに通信技術だけでなく、新しいコンピュータネットワーク技術も活用されます。それが「エッジコンピューティング」です。これまではデータは、ネットワークを介して中央にある大規模なコンピューターで処理されていましたが、5Gではユーザにより近い位置にコンピュータを配置し、高速な処理を実現します。
5Gがいつから始まったのか
5Gは日本では2010年頃から検討や研究が始まりました。ちょうど4Gが登場した頃です。1G、1979年の「自動車電話」の登場から、おおよそ10年単位で進化しています。80年代は1G、90年代は2G、2000年代は3G、4Gは2010年代という進化です。
5Gは2019年にプレサービスがスタートし、2020年3月からサービスが開始されました。
世界を見ると、日本でのサービス開始の約1年前、2019年4月にアメリカと韓国でサービスが始まりました。この年には、ヨーロッパ、東南アジア、アフリカなど世界中でもサービスが始まりました。
5Gと4Gの違い
5Gと4Gの最大の違いは、通信速度です。2時間の映画コンテンツをダウンロードするのに、4Gなら5分程度が必要ですが、5Gであれば、わずか3秒でダウンロードできると言われています。さらに高速・大容量に加えて、通信の遅延が少ない高品質な通信を実現、さらに多数同時接続も実現します。
4Gとともにスマートフォンの利用が一般化し、モバイル環境でのインターネット利用は当たり前になりました。5Gは私たちの生活をさらに大きく、便利に、豊かなものに変えていきます。
5Gを活用した技術・サービスとは
私たちの暮らしをより便利で快適なものにする5G。さまざまなサービスや技術が実現すると考えられています。代表的なものを紹介します。
１：遠隔医療
5Gの高速大容量、高信頼・低遅延の通信によって、遠隔医療の可能性が広がります。医師がいない過疎地や離島などでも、5Gを使って都市部の専門医と患者を鮮明な映像・音声で結び、診断を行うことが可能になるでしょう。リモートでのロボットを使った手術なども実現する可能性があります。
２：VR、AR、MR
VR、AR、MRといったコンピューターを活用した、新しい表現も5Gを活用することでさらに利用場面が広がります。
VR（Virtual Reality）は日本語では「仮想現実」と呼ばれ、ヘッドマウントディスプレイ（HMD）を使って、バーチャルな世界を体験できます。AR（Augmented Reality）は「拡張現実」のことで、現実世界に仮想現実を重ね合わせて表現します。MR（Mixed Reality）は「複合現実」と呼ばれ、現実世界を仮想世界の中で再現し、仮想のオブジェクトを組み合わせることができます。
いずれも、エンターテインメントやゲームはもちろん、プロダクト開発、医療、都市開発などさまざまな分野での活用が始まっており、特に現実世界をデジタル上で再現して、分析やシミュレーションを行うことは「デジタルツイン」と呼ばれ、注目を集めています。
３：メタバース
3Dヘッドセットを使って、インターネット上の精緻な仮想空間に入り込む「メタバース（仮想世界）」は、膨大なデータを処理するため、5Gで本格的に普及すると言われています。メタバースはエンターテインメントだけでなく、産業や医療での活用も期待されています。
４：クラウドゲーム
インターネットを使った配信サービスで音楽を聞くことが当たり前になったように、ゲームの世界でもインターネットからの配信でゲームを楽しむクラウドゲームが登場しています。クラウドゲームでは、映像のスムーズな配信が重要になりますが、5Gの高速大容量・低遅延の通信なら、高品質なクラウドゲームをいつでも、どこでも楽しめるようになります。
５：4K・8Kの映像配信
4K・8Kの高精細な大容量映像をスムーズに配信することが可能になります。自宅や離れた場所にいながら、スポーツや音楽などのライブイベントをまるで会場にいるかのような臨場感で楽しめるようになるだけでなく、さまざまな角度からの映像を、自分で好きなように選ぶなど、リアルでは不可能なことが可能になります。
６：スマートオフィス
いつでも、どこでも、オフィスと同じ環境でストレスなく仕事ができる環境を整えることができます。リアルな映像やVRヘッドセットを使って、対面と同じようなコミュニケーションを実現します。リモートワークはもちろん、リゾートや旅先で仕事をするワーケーションの環境もより簡単に整えられます。
７：自動運転
車の自動運転は、5Gを使って車同士でデータをやり取りしたり、連携させることで、より安全な走行が可能になります。例えば、車のブレーキやアクセルなどの操作をリアルタイムで周囲の車に伝えることができれば、事故の可能性を減らすことができます。
８：スポーツ観戦やライブ視聴の多角化
4K・8Kの高精細な大容量映像をスムーズに配信することが可能になります。スポーツや音楽などのライブイベントを5Gを使って生中継すれば、まるで会場にいるかのような臨場感を味わいながら、イベントをリアルタイムで楽しめるようになります。また、さまざまな角度からの映像を、自分で好きなように選ぶなど、リアルの世界では不可能なことが可能になります。
９：スマートホーム
5Gによって多数同時接続が可能になると、家にあるさまざまな機器、洗濯機や冷蔵庫、エアコンなどのいわゆる白物家電から照明、TV、さらには玄関のキーなどもすべてIoTデバイス化し、スマートフォンやスマートウォッチから操作できるようになります。家にいるときはもちろん、外出中の離れた場所でも、家の中のさまざまな機器をコントロールできるようになります。
10：農業のスマート化・IT化
これまで人のノウハウや経験が重視されてきた農業のような分野でも5Gの利用が進んでいます。例えば、トラクターなどの農機具の自動運転、農場に設置したセンサを使って栽培環境や生育状況を把握し、水や肥料の量をコントロールする、あるいは、ドローンで上空から生育状況をチェックし、ピンポイントで肥料を散布するなど、省力化や農業のスマート化・IT化が進んでいます。
5Gを知るなら覚えておきたい、移動通信システムの歴史
5Gは、第5世代移動通信システムを表します。つまり、移動通信システム（モバイル通信）は、第1世代から現在、第5世代まで来ているということです。現在使われているのは4G、第4世代です。それ以前の「第1世代」「第2世代」「第3世代」の移動通信システムを簡単に振り返ります。
1G：アナログ方式の携帯電話の登場
1979年、当時の日本電信電話公社が「自動車電話」のサービスを開始。これが日本の移動通信システムの第1世代「1G」の始まりとなりました。1985年には、自動車の外に持ち出して使える、肩掛け式の「ショルダーホン」が登場。重さは3キロもありましたが、携帯電話が誕生しました。
1Gでは、通信方式にはアナログ方式が使われていました。
2G：インターネット利用が普及
1991年には、当時、世界最小と言われたNTTの超小型携帯電話movaシリーズが登場。そして1993年には、通信方式がアナログ方式からデジタル方式に変わり、「2G」の時代となりました。
2Gの最大のメリットは、通信方式がデジタルになったことで、携帯電話でのメールやインターネット利用が実現したこと。1999年にはNTTドコモから「iモード」が登場し、着信メロディや待受画面のダウンロード、ゲーム、地図アプリなど、インターネットを使ってさまざまなサービスが利用可能になりました。2000年にはJ-フォン（現ソフトバンク）からカメラ付き携帯電話が登場。写メール、いわゆる「写メ」の言葉とともに携帯電話で写真を撮り、メールで送るという行動スタイルが生まれました。
3G：国際標準の高速通信が普及
iモードや写メなど、携帯電話がそれまでの“話す”携帯電話から“使う”携帯電話に進化する一方で、移動通信システムは高速化とともに世界での共通化・標準化が進められ、1999年には国際標準規格として「3G」が定められました。3Gは2000年代に普及し、2Gでは28.8kbpsだった通信速度が最大14Mbpsまで向上、“使う”携帯電話はますます便利になっていきました。そして2008年、日本でも「iPhone 3G」が発売され、スマートフォン時代が幕を開けました。
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可能性が広がる5G
“次世代の通信規格”と呼ばれた「5G（第5世代移動通信システム）」は、すでに各キャリアでのサービス提供が始まっており、各キャリアはサービスエリアの拡大に力を入れています。
移動通信システムは、アナログの1Gからスタートし、デジタルの2G、携帯電話でのインターネット利用が始まった3G、スマートフォンの普及を支えた4Gと進化してきました。私たちの暮らしは、もはや移動通信システムなしには考えられません。5Gでどのようなサービスが実現するか、どんな新しいサービスが生まれるのか、作り出していくのか。大きな可能性が広がっています。