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5G通信の仕組みを初心者向にも分かりやすく解説|スマホだけじゃないんですよ

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美堂
美堂
5G通信って最近、よく耳にしますが、今までと何が違うんですか?生活に影響あるんですか?
ペル
ペル
大幅に変わるニャ!今回は5G通信の仕組みと今後の生活がどんな風に変わるのかを解説するニャ! 
美堂
美堂
どうも。ネフローゼ歴26年目の美堂(@midou_kyouji)です。

「5G通信」がどうやら始まるらしいですが、何のことなのか?

ってかうちらの生活にどんな影響があるの?

通信速度とか変わるだけでしょ?って私も思ってましたw

けど、5G通信はスマホの電波だけの問題じゃないんですよ!

しかも、スマホ料金も今よりも格段に安くなる可能性があるんです。

本記事では、5G通信の仕組みついて紹介してます。

この記事はこんな人に向けて書いてます
  • 5G通信って何なのか分かりやすく知りたい人



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5G通信の仕組みを分かりやすく解説

美堂
美堂
5G通信について徹底的に調べてみました。

5G通信とは

5G通信の正式名称は「第五世代移動通信システム」です。

Gはgeneration(世代)を意味しています。

ペル
ペル
これまでの通信方式である、1Gから4Gについて紹介するニャ。
  1. 1G通信はアナログ方式の通信です。
    80年代から行なわれていました。
  2. 2G通信は90年代からのデジタル方式の通信です。
    これにより、いわゆるケータイ電話が普及し始めました。
  3. 3G通信は、2000年代から始まった音声だけでなくデータも送れる通信です。3G通信の誕生により、写メールやi-modeなどが普及しました。
  4. 4G通信は、2010年代から始まった大容量データ通信方式です。
    これにより、スマホが利用可能になり、スマホ時代になりました。
  5. そして2020年代から5G通信が始まります。

10年ごとに通信方式の進歩があります。

通信と聞くと、携帯電話の発達のことを連想しますが、通信技術が発達することでパソコンなどの高機能な機械が出来ることが増えていきます。

特に最近のモバイル端末の進化っぷりは驚きです

2020年代の通信手法である5G通信は、これからのモバイル端末や社会のあり方を決める、非常に重要なものです。

5Gのここが凄い!3つのポイント

5G通信には3つのポイントがあります。

5Gのココが凄い!
  1. 超高速
    → 大容量のデータが送れるようになります。
    現在のスマホのデータ容量制限がなくなることや、ネットの動画がTV並に高画質になること、またVR(バーチャルリアリティ)のデータをリアルタイムに送ることなどが期待されます。
  2. 多数同時接続
    → IoT時代になっても多数のセンサーを通信網につなぐことができ、IoTセンサーやIoT機器が活躍する便利な社会が期待されます。これまでの人と人をつなぐだけでなく、モノとモノ、モノと人をつなぐ通信社会を実現します。
  3. 超低遅延
    → リアルタイムな通信が可能になり、自動運転車社会や、遠隔医療などの実現が期待されます。

【参考】5G通信がこんなに凄くなる理由(技術的な)

ペル
ペル
5G通信を実現するための技術としては、次の3つの要素技術があるから実現できると言われてるニャ
  1. Massive MIMOアンテナ
  2. NOMA(Non-Orthogonal Multiple Access)
  3. ネットワークスライスを利用したMEC(Mobile Edge Computing)

Massiveとは「大規模な」という意味です。

MIMOとはMultiple input and Multiple Outputの略称です。

5G通信では高周波帯域を使用することで、アンテナの素子の間隔を狭くすることができます。

そこでアンテナに多数の素子を配置して、電波のビームを細くし、ひとつのアンテナから狙った端末ごとに別々の電波を送ることが可能になります。

その結果、ひとつのアンテナで接続できる台数や送るデータ容量を増やすことができます。

 

NOMAとは

4GではOFDMA(Orhtogonal Frequency Division Multiple Access)という、周波数方向の直交分解をして、端末Aは○Hzで、端末Bでは△Hzを使用して、電波を一度に送っていました。

5GではNOMAといって、端末Aと端末Bのアンテナまでの距離に応じて、電波のパワーを変えて送る手法が提案されています。

近くにいる端末Aのデータは弱いパワーで送り、遠い端末Bのデータは強いパワーで送ります。

そして、端末Aは強いパワーを引き算して、弱いパワーから自分のデータを読み取ります。

遠くの端末Bは強いパワーをそのまま読み取ります。

これまで、時間方向、周波数方向に直交分解が利用されてきて、これ以上分解のしようがないので、電力パワーで分解する方法が提案されています。

 

ネットワークスライスとは

通信にはアンテナと、ユーザーのデータを処理する機能(U-Plane)、送る信号を制御するのための機能(C-Plane)の3つが必要です。

5G通信では「ネットワークスライス」と呼ばれ、各地のデータセンターを通信の用途に応じて、U-Planeにしたり、C-Planeにしたり、両方にしたりすることが可能となっています。

その結果、自動運転のような低遅延が必要な場合には、アンテナ近くのデータセンターをUC-Plane両方にして、短時間で処理します。

これをMEC(Mobile Edge Computing)と呼びます。

全国のデータセンターのうち、車に近い端のデータセンターだけを使うのでEdgeと言います。

また大容量通信が必要な場合には、U-Planeを増やします。

このようなデーターセンターの臨機応変な使用方法を、「ネットワークスライス」と呼びます。

通信速度は今より25倍になる

日本で現在最も高速とされている、NTTドコモの4Gサービス「PREMIUM(プレミアム)4G」は、通信速度が最大で788Mbps(メガ・ビット毎秒)です。

5Gは最大で20Gbps(2万Mbps)なので、単純計算で約25倍の速さになります。

現在、国内で主流となっている「LTE」と比較すると、実質的に速度は約100倍に跳ね上がる。

スマホは通信速度制限がなくなって料金も安くなるかも

5Gになることで通信速度が劇的に速くなります。

それに伴って、スマホの4キャリアでは通信速度制限がなくなるのでは?と言われています。

美堂
美堂
今だと7Gを越えると、動画とか見れなくなるってことありますよね?
ペル
ペル
そうニャ。5Gになると、7Gを越えても動画を見放題になるかもしれないニャ

4キャリアが総務省に提出した計画書では「利用者の使い方に応じた安価で最適な料金プランやデータ量を気にせず5Gの大容量コンテンツを楽しめる料金プランを提供」(KDDI)とある。

楽天の三木谷浩史社長は「基本的には5Gだから高くチャージするということはない。(楽天の)社会的ミッションとして、より安くより便利に使ってもらうことだと思うので、その中でサービスパッケージ、価格を考えている」と語る。

楽天は携帯電話事業には新規参入するということで、他社よりも安いプランを考えているようだ。

また、ソフトバンクの宮内潤一副社長は「完全な使い放題を実現できるか」という質問に対して「そうしないと5Gの本当の良さは出ない。いままではパケットでカウントしていたものが、時間だとか、ある程度、ヘビーユーザーとローユーザーの違いを料金に出す必要があるが、なにか制限をかけるのにいままでの4Gのような扱いではないと思う」と回答した。

4Gスマホでは速度制限や「ギガ死」に悩まされている人も多いだろうが、5Gスマホであれば、完全に使い放題の世界がやってくるようだ。

【ASCIIデジタルより一部引用】



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5G通信で出来るようになること(スマホ以外)

美堂
美堂
5G通信で私たちの生活が具体的にどう変わるのかを紹介します

車が変わる

車で5Gを活用することによって、あらゆる情報をリアルタイムで受け取ることができるようになります。

例えば、数km先の障害物や事故をリアルタイムでドライバーに通知し、迂回路などを提案してくれるなど、より快適な運転が可能となるでしょう。

また、運転に関することだけではなく、インターネットの音楽配信やYouTube、動画配信サービスをカーナビなどで利用できるようになります。

もちろんインターネット検索もOK。ここまでくるとスマホとほとんど変わりませんよね。

さらに、最近注目を浴びている「自動運転」にも、5Gの技術が使われています

スポーツが変わる

現在、注目されているのが、スタジアム観戦時の5G活用です。

例えば、同じ野球の試合でも、スタジアムで観戦した場合とテレビ越しに見た場合では、臨場感が違いますよね。

スタンドの応援やホームランを打ったときの歓声による高揚感は、スタジアムならではのものです。

しかし、スタジアム観戦にはテレビでの観戦に比べ、圧倒的に不足しているものがあります。「情報」です。

バッターがボックスに立ったとき、テレビであればバッターの今シーズンの打率やホームラン数が即座にわかりますよね。

これは他のスポーツでも同じこと。サッカーやフィギュアスケートでも、テレビの画面上には選手に関する情報がたくさん表示されています。

現代のスポーツ観戦において、情報はスポーツを面白くするための大事な要素のひとつと言えるでしょう。ところが、スタジアムにはそれがありません。

 

5G技術を利用したメガネ型のスマートグラスがあれば、テレビ以上の情報を得られるようになるでしょう。

野球であれば、選手の情報だけではなく、バッターボックス付近を360度の視点から拡大して見られるようになると言われています。

スタジアムならではの臨場感を味わいながら、選手に関する膨大な情報も同時に楽しめる…、まさにスタジアムとテレビのいいとこどりです!

このように、5Gはスポーツ観戦にも新しい楽しみ方をもたらしてくれます。

無人機の遠隔操作が可能に

5Gを利用すれば、まるでラジコンのように無人機を遠隔操作できるようになります。

もちろん、ただ操作するだけであれば現在の4Gでも可能です。

しかし、4Gのパワーでは、現場の高精細な映像を遅延なく操縦者に伝えることが難しいとされています。

とはいえ、建設現場や災害現場で作業する際、現地の状況を正確に把握するためには、高精細な映像が必要不可欠ですよね。

これを実現してくれるのが5Gなのです。

5Gでは、4K・8Kによる高精細な映像を、遅延することなく操縦者に送信できます。

これにより、なんと屋内にいながら重機を操縦することも可能に。

このことから、危険な現場作業の安全対策としても、5Gは注目を集めているのです。

農業にも5Gを

地方の農業では、担い手不足が深刻化しています。そこで注目されているのが、5Gを活用したスマート農業です。

無人の機材を5Gでつないで遠隔操作することにより、現地に行かずとも農作物の状態などを確認することができます。

肥料の散布など、ある程度の作業も遠隔操作で行えるようになるので、少ない人数でも効率的に農作物の管理が可能です

ビジネスが変わる

5Gでは、4Kや8Kといった高精細映像を扱えるようになります。映像は高精細であるほど、まるでそこにいるかのような臨場感を味わうことができますよね。

ビジネスの分野では、この高精細映像を通信会議などで活用することができるでしょう。

他社との話し合いは通信会議で、デスク上での仕事は自宅のパソコンで行うリモートワークも、今後はさらに浸透していくことが予想されます。

顔を合わせるコミュニケーションは仕事には大事なものですが、リモートワークが持つコストカットという利点も見逃せません。

5Gが今よりもさらに一般化すれば、両者のメリットを生かした、新しい働き方が生まれることでしょう。

学校教育が変わる

現在、都市部と地方では、学校教育に格差が生まれていると言われています。この格差を埋めてくれるのが5Gの技術です。

5Gでは、高精細な映像と音声をリアルタイムで届けることができます。

この機能を利用すれば、学生がどこにいようと良質な教育を受けることができるでしょう。

把握できる情報が変わる

現在のスマホでも、ある地点の混雑情報などを確認することはできますが、5Gではよりリアルタイムな情報を受け取ることが可能となります。

行き先の現在の混雑状況や交通障害といった情報を収集できるため、それを元に目的地までの最適なルートを導き出すことも可能となるでしょう。

5Gにより、より効率的に行動できるようになります。

いつ実現するのか?

美堂
美堂
気になる5G通信っていつから実用可能になるのか紹介します

世界は2019年秋からスタート

実はアメリカではすでに5Gの提供がスタートしてます。

2018年10月1日から、Verizon(ベライゾン)というモバイル通信会社が、5G通信の一般向けサービスを世界で初めてスタートさせました。
Verizon – 世界初の5Gネットワークを開始より引用

ベライゾンは、アメリカ最大の携帯事業者です。

モバイル通信の加入者は1億1千万人以上を誇り、2017年にはアメリカのYahoo!を買収したことも大きなニュースになりました。

すでにスタートしているベライゾンの5Gですが、現在の4Gのように「スマホを持っていれば誰でも使える」というものではなく5Gの電波を受信できる専用ルーターを申し込む必要があります。

対応エリアは、サクラメント、ロサンゼルス、ヒューストン、インディアナポリスの一部地域に限られています。

そして、このベライゾン5G専用ルーターは家庭用となっていて、電源(コンセント)を必要とするので持ち運びはできません。

 

ベライゾンに次ぐアメリカの大手通信会社AT&Tは、12月21日からアメリカ12都市で5Gネットワークの提供を開始しました。
AT&T First to Make Mobile 5G Service Live in the U.S. on Dec. 21より引用

こちらはまだ一般向けのスタートではなく、一部の企業や個人に専用ルーターを無償で提供するというテスト的な段階。

選ばれたユーザーは3ヵ月間無料で5Gを試すことができる、とリリースされています。

AT&Tいわく、この5G回線を使えば理論上は1.2Gbpsの速度が出るとしていますが、実際の速度はまだ不明です。

日本は2020年夏以降スタート(2019年からプレサービス開始)

本格的な実用スケジュールは決まっていませんが、日本でも2019年9月頃から「プレサービス」といって試験運用をスタートしていくようです。

NTTドコモはラグビーワールドカップが開幕する2019年9月に「プレサービス」を始め、2020年春から「商用サービス」をスタートする予定。

 

KDDIは2019年、一部エリアから5Gを開始するらしいです。

本格展開を始めるのは2020年。

そして、「2021年には5Gコアを導入し、ネットワークスライシンMEC(Multi-access Edge Computing)を活用した様々なサービスを提供していく」という。

 

ソフトバンクは2019年夏以降、5Gのプレサービスを開始する。

福岡ヤフオクドームの臨場感を、360°VRで体験できるサービスなどをまず開始するという。

 



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5G通信は生活の質が変わる

5G通信の仕組みについて紹介しました。

日本でも2020年夏以降に本格スタート予定なので今から楽しみですね。

5G通信はスマホやパソコンの通信速度が速くなるだけではなく、私たちの生活が更に便利になる可能性が高いです。

2020年からいよいよ新時代の突入と言えるのではないでしょうか?

 

美堂
美堂
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