5Gとは何?特徴からできることまでわかりやすく解説!

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5G

 

今回は5Gの基本的な説明から特徴、できることまで紹介していきます。5Gについて気になっている方は参考にしてみてください!

 

5Gとは何?モバイル通信をわかりやすく解説

5Gとは、2020年以降から本格的に普及が進められる次世代通信のことです。

現在は、主にLTE(4G)が使われています。

 

5Gは5th Generationの略で、第5世代という意味です。

4Gまでは高速性を重視した技術が使われていましたが、5Gからは高速性に加えて、以下の4つが追加されます。

 

5Gで追加される課題

  • 多接続
  • 低遅延
  • 低価格
  • 省電力

 

5Gは「4Gよりも早くなるんでしょ?」と思われがちですが、それは1つの要素に過ぎません。

実際は多くの部分でパワーアップし、「スマート化」が大きく進歩します。

 

5Gで重要なのが「Massive MIMO」

スマート化が大きく進歩すると言いましたが、そのときに重要となる技術が「Massive MIMO(マッシブ マイモ)」です。

マッシブ マイモは、「マッシブ:大規模、マイモ:アンテナを増やして通信容量を増やす技術」に分けられます。

つまり、アンテナを大量にして通信容量を増やす技術のことです。

 

今までは基地局の最大通信容量をシェアしていましたが、マッシブマイモは専有通信のような仕組みです。

これを使えば、駅や繁華街のような人がたくさんいるところでも快適に利用できます。

 

とはいえ、ソフトバンクは4Gのタイミングで商用導入を開始しました。

今ソフトバンクユーザーでSoftBank4G対応端末を利用しているなら、この通信技術を利用できてしまいます。

SoftBankユーザーがうらやましい・・・。

 

それでは、マッシブマイモの特徴をそれぞれ掘り下げていきます!

 

1.アンテナ数が増大する

マッシブマイモはアンテナ数を増やすことで、通信容量を増やす技術と解説しました。

実際にLTEとの比較をすると、16~64倍のアンテナ数に進化します。

 

アンテナ数の増加

 

LTEの基地局の場合、アンテナ数は最大でも8本でした。

主に駅や繁華街ではユーザーが同時に通信を利用するので、基地局が持っている通信容量を簡単に超えてしまいます。

 

基地局側も改善したいと考えるものの、首都圏などの過密地域では簡単には増設できないのが現状です。

そこで、マッシブマイモです。

 

そもそもLTEは、障害物による影響を受けます。

建物や車が障害となって、理論上の最大容量の4~6割程度しか使えていません。

 

それをみんなでシェアするわけですが、マッシブマイモは128本のアンテナで各端末に専用の通信をしてくれます。

SoftBankによると、実質4~10倍の通信容量を実現できるとのことです。

 

2.通信を独占状態にできる

通信を独占

 

マッシブマイモがスゴイ点は、通信を独占できる点です。

これができるのは、ビームフォーミングと空間多重方式という2つの技術を利用しているからです。

名前はやや難しそうですが、イメージしやすい技術なので簡単に説明します。

 

ビームフォーミングとは、360℃に広がる電波を特定の端末にのみ絞って発信する技術のことです。

主にWi-Fi通信などでも利用されています。

 

一方の空間多重方式とは、データを送信するときに複数のアンテナに分割して送信し、受信するときに結合させるという技術です。

これによって、伝送効率が高くなります。

 

マッシブマイモはこれらの技術によって、16の端末と同時に通信するマルチビーム通信を行えます。

16の端末と聞くと少なく感じますが、驚きなのは高速で切り替えている点です。

 

今までは20MHzの通信を16人でシェアしていましたが、マッシブマイモでは1人20MHz×16で専有します。

しかも、1000分の1秒ごとに通信を切り替えて、効率的な通信をおこないます。

 

これが1秒単位なら同時通信を大量におこなっていることになるので、たくさんの人が通信しても通信速度が落ちないのです。

SoftBankが行った実験によると、マッシブマイモを使った場合と使わなかった場合で平均6.7倍の速度差が出ました。

行った地域は「新宿」や「浅草」「新橋」など人口過密地域だったので、人が多い場所でも快適な通信が実現すると証明されています。

 

5Gの5つの特徴

1.大容量

5Gは、通信容量が10Mbps/m2になる見込みです。

NTTの5Gホワイトペーパー」によると、2020年には通信容量が2010年の1000倍以上に達すると予想されています。

 

通信容量

 

他にもSoftBankの調査によると、2006年から2016年の10年間で2300倍通信容量が増加したという報告もあります。

このことから、NTTは5Gの基本的な要求条件として以下のように発表しました。

 

LTEのマクロセル環境と比較して、単位面積あたりで1000倍以上のシステム容量の大容量化を実現することが5Gにおける基本的な要求条件となる。

引用元:ドコモ5Gホワイトペーパー

 

この条件を満たしてくれるのがMassive MIMOというわけです。

 

2.高速性

モバイル通信の速度

 

5Gと聞いたら「高速」をイメージしますが、実際にかなり早くなります。

5Gは下り最大20Gbpsという超高速が目標です。

 

4Gの世代でも、通信速度に対する不満はかなり少なくなっています。

私も通信制限がかからない限り、特に不満なく使えています。

 

とはいえ、モバイル通信で4KやVRなどのコンテンツが増えてくる予想です。

高速になるおかげで、スマホで楽しめるものがより増えてきます。

 

3.低遅延

低遅延

 

通信の遅延は、レスポンスが送れている状態のことです。

「クリックしても表示されるのが遅い・・・」というのがよくあります。

 

これが5Gでは、約10分の1になる見込みです。

時間にして約0.001秒の遅延です。

これが実現すれば、自動運転や遠隔医療の可能性がより広がります。

 

ソフトバンク、5Gの低遅延技術をロボットとエアホッケーでデモ

 

低遅延に関しては、ロボットエアホッケーの反応の早さを見るのがわかりやすいです。

これがモバイル通信で実現すると考えると、スゴイ楽しみです!

 

4.多接続

多接続

 

5Gは、接続数が4Gの約100倍になると考えられています。

先ほども言ったように人口過密地域での快適な通信や莫大なIoTデバイスでの通信が可能です。

 

IoTとは、Internet of Thingsの略で「モノのInternet」という意味です。

今までは人が携帯電話やスマホをもって通信していましたが、色々な「物」が通信するようになります。

 

5Gになるとスマート化が大きく進歩するというのは、この多接続の影響です。

IoTが進むと、数十億~数兆個の端末と通信する必要があると言われています。

そのため、5Gは必要不可欠な技術というわけです。

 

5.低価格・省電力

4Gに比べて飛躍的に高いスペックですが、利用者に対しては適切な費用を目指しています。

また費用面だけでなく、環境への配慮やバッテリーの長寿命化は重要な条件です。

今後IoT製品が普及していくためには、難しい要求条件を満たしていく必要があります。

 

5Gでできること

1.VRのタイムラグなし。画質も4K、8Kが当たり前

5Gと相性が良いのは「VR」です。

VRがより普及していくためには、「高解像度」や「低遅延」が大きく関わってきます。

 

VRと5G

 

現状では遅延によるVR酔いがありますが、さらなる普及のためにVR酔いは解消しなければなりません。

またリアルタイムでオンラインゲームをするには、5Gは必須と言えます。

 

5GとARでは、ライブやスポーツ観戦が遅延なく連動する予定です。

特にアイドルのライブでは、観客の3Dデータを利用してアイドルと一緒に踊ったり写真を撮ったりするサービスも生まれています。

 

ソフトバンク、都心の5G実証公開 移動中の車両に高精細映像

 

またSoftBankの実験では、5G回線で移動しながらの4K映像を映し出しました。

移動しながらのモバイル通信で4K映像が利用できるのは嬉しいですね。

 

2.ヘリの中で遠隔医療ができる

5G救急ヘリ

 

VRや4K映像、ロボットを組み合わせると、ドクターヘリ内で緊急手術が行えます。

SoftBankの実験で移動中でも4K映像をリアルタイムで見られますし、VRも遅延というデメリットが解消されています。

 

またロボットアームとVRによって、その場所にいるかのように体験し操作するのも5Gならではです。

ロボットアームに関しては朝日鉄住金ソリューションズが開発していて、グローブをはめることでロボットアームが操作できる技術ができています。

これらを利用すれば遠隔医療ができるので、人口減少が進む地方の医療問題の解決に役立ちます。

 

3.遠隔で行う自動運転が充実化する

5Gの自動運転

 

自動運転の技術は色々ありますが、クラウド上のAIが自動で車を動かす技術には5Gが必須です。

インターネットに常時接続されている自動車のことをコネクテッドカーと言います。

 

この分野は日本でとても進んでいます。

最近ではトヨタとソフトバンクが提携したことが話題になりました。

 

アメリカやドイツでは、コネクテッドカーに関する国家戦略が推進されています。

具体的には以下のようなことができるようになっていきます。

 

コネクテッドカーの利点

  • 完全自動運転
  • 運転技術を学習し続ける
  • 渋滞情報や事故情報をリアルタイムで表示できる
  • 緊急車両の接近がわかる
  • ガソリンスタンドも自動決済
  • 車々間通信が可能になる

 

車々間通信とは、走っている車同士で通信し合うという意味です。

 

車々間通信

(引用元:2020年に向けた5G及びITS・自動走行に関する総務省の取組等について

 

ある車に搭載されたセンサーが異常を検知すると、他の車に伝えて事故防止のナビをしてくれます。

 

5Gによって何が普及するかは専門家でもわからない

5Gで技術的に実現することを挙げましたが、実際に何が普及するかは専門家でもわかっていません。

というのも、5Gでできることの選択肢が膨大に増えていて、色々なコンテンツが生まれるからです。

 

ただし5Gが大きなベースになるのは間違いありません。

実際に商用化が開始するのも2年後ですし、5G対応端末も2022年以降と言われています。

 

数年後にはここまで紹介した機能が実装されると考えると、夢が膨らみますね!

5Gについて気になっている方は参考にしてみてください!

 

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