５Gとは？｜４Gとの違いを知っておこう！

2020年の実用化を目指す第五世代移動通信システム「５G」はどのようなものでしょうか？

現在、私たちが使用している移動通信システムは第四世代移動通信システム「４G」です。

来年登場する５Gについてですが、「よく耳にするけど結局何が変わるの？」と疑問に思う方がいると思います。

そんな５Gは開発段階から商品化へと移り変わり、もうすぐそこに新しい変化の波が押し寄せてこようとしています。

今回は５Gとは何か、４Gとの違いをわかりやすく説明していきます。

５Gとは？

５Gとは「5th Generation」の略称であり、「第5世代移動通信システム」を意味する次世代移動通信規格です。

この５Gは従来の通信規格と異なる点がいくつかあります。

そのため、現在IoTデバイスで使われているSigfox（LPWAと総称されている）という規格と４G（LTE)を比較することで５Gの特徴が見えてきます。

まずは５Gの特徴から従来の通信規格との大きな違いを捉えていきましょう！

通信規格の比較

先ほどの三つの通信規格、LPWA・４G・５Gの比較をしてみました。

項目	LPWA	４G	５G
通信距離	~50km	~数十km	1~2km以上
通信速度	~100bps	100Mbps~1Gbps	1Gbps~100Gbps
消費電力	~20mW	~数百mW	消費が激しい
同時接続数	少ない	1平方キロメートル あたり1万台	1平方キロメートル あたり100万台
遅延	高い	10ms（0.01秒）	1ms（0.001秒）
周波数帯	920MHz	800MHz~2.5GHz	28GHz、6GHz未満 （4Gを含む）

この表から、５Gの特徴が見えてきます。

特に目を引くのが通信速度・同時接続・遅延についてです。

通信速度については４Gの100倍に高速化します。

さらに、同時接続数が100倍、遅延が1/10になります。

詳細は後ほど・・・

５Gは電力の消耗が激しい？

５Gスマホは電力の消耗が激しいと言われています。

これは間違いないことで、４Gスマホよりも消費が激しいでしょう。

その理由は、５Gスマホは４Gスマホと比べて多くの情報処理をしなければならないからです。

そこに加え、５Gスマホではアンテナ数の増加、ディスプレイが高解像度、CPUとGPUの高処理性能・・・が搭載したスマホになるため電力の消耗が激しくなると予想しています。

LPWAと５Gについて

次にLPWAと５Gの特徴をまとめてみました。

LPWAは「Low Power, Wide Area」の略で、速度は100bpsと驚くほどに遅いです。

これはIoTで使われている通信規格ですが、５Gと数値を比べてしまうと性能の悪いイメージがあると思います。

ですが、LPWAは乾電池を動作させるような省電力で長距離通信ができます。

これにより、水道メーターや自転車の盗難防止センサーといった用途に使われています。

このような用途で使うことは、遅延があっても差し支えないためLPWAを使用します。

しかし、５GはLPWAを補うだけの性能を持っているのです。

５Gって何がすごいの？

ここでは５Gの特徴の中で抑えておきたい3点を詳しく説明していきます。

高速・大容量

５Gは従来の100倍の通信速度になると言われており、様々なビジネスで役立つでしょう。

例えば従来の通信規格では、VR/AR技術や４K・８Kの動画配信などの最新技術を使用する際、スペック不足により快適なコンテンツを提供できていませんでした。

ですが、５Gサービスが開始されればスペック不足が解消されます。

この高速大容量が実現できる理由には周波数が関係しており、ミリ波と呼ばれる従来の周波数帯よりはるかに高いものを使用することになります。

高い周波数は直進性（まっすぐ進む性質）が強いので、障害物に遮られやすく、遠くまで飛びにくいという性質を持っています。

そのため、長距離通信が苦手という欠点を持っているのです。

これを解決するために、ビームフォーミングとビームトラッキングを使います。

この方法により面状に電波を飛ばすのではなく、ユーザー1人１人の端末に電波を飛ばすことで弱点をカバーするのです。

多数同時接続

５Gサービスが開始されると基地局１台から同時接続端末を増やすことができるようになります。

これまでは、1㎢あたり10万個のデバイスを接続できたのが４Gでした。

それが５Gになると、４Gの10倍の100万個のデバイス接続ができるようになります。

この多数同時接続を可能にしている技術がネットワークスライシングという技術です。

この技術により、相互干渉を起こすことなく多種多様なサービスを提供できるようになります。

あらゆるモノがネットワーク化されるIoT化が進んでいるため、多数同時接続は必要不可欠なものになってきます。

低遅延

低遅延により、自動運転技術や遠隔医療ができるようになります。

これにより、ブレーキ操作のズレや致命的なエラー防止になります。

現在使用している４G（LTE）の送信誤差が1/100秒に対し、５Gでは1/10以下の1/1000秒の誤差しかありません。

これだけの低遅延を可能にしている技術はエッジコンピューティングを使用しているからです。

まず、４Gで使われているものがクラウドコンピューティングというもので、サーバーを集中管理する代わりにユーザー端末との通信が長くなる特徴があります。

そのため、遅延が膨らみ送信誤差が1/100秒になってしまうのです。

この通信が長くなる問題を解決するために、５Gではエッジコンピューティングを使います。

これはユーザーが利用しているネットワークの近くにエッジサーバー専用のサーバーを置き、処理を分散させることで遅延を少なくできるものです。

まとめ

５Gの開発段階は終わっており、現在は商用化を目指す段階まで来ています。

５Gサービスが普及され始めれば、新しい技術や可能性が出てくるでしょう。

今当たり前のことが当たり前ではなくなる時代がすぐそこまできています。

今回は４Gと５Gの違いと５Gについて説明しましたが、数値や言葉だけではどれくらい変わるのかわかりにくいかもしれません。

サービスが開始され、初めて５Gの凄さを実感することになると思います。

そのため、どのような世界が来るのかだけでも知っておくと「５Gってやばい！」て思えるかもしれませんね。