5Gとは？①【高速大容量送信、低遅延、同時多数接続】

どうもこんにちは、かずきです。

今日は、現在話題沸騰中の「5G」について書きたいと思います。

今回の記事は、3本に分けて書こうと思います！
ぜひ見ていってください！

5Gの意味

まず5Gという言葉の意味について紹介します！
何もっ知らずに初めて「5G」という言葉を耳にしたら、「？？？」ってなりますよね。笑

んで、ズバリ、5Gとは「5th Generation」の略です。
携帯電話とかパソコンとか、ああいった無線での通信規格における第5世代ってことですね。

5Gって聞くと、じゃあ1Gとか2Gとかあったんかいな。って思いません？
あるんです。あったんです。
ざっくり紹介しますね。

〇1G　

特徴：アナログ携帯電話の普及
主な機器：ポータブル電話機
機能：音声通話

1980年代、1Gが普及し始めました。
内容としては「持ち運べる電話機」。「しもしも～」ってやつですね。
特徴としては、音声をそのままアナログ信号として電波に乗せて通信していたこと。
機能としてはこの段階では音声通話のみで、品質や距離において課題があったため、アナログからデジタルへ移行しました。

〇2G　

特徴：メール・インターネットの普及
主な機器：携帯電話
機能：音声通話、メール、インターネット接続

1990年代、2Gが普及し始めました。
内容としては携帯電話が出てきたこと。（1Gでも出てきたんだけど、通信方式とかいろいろと課題）
また、通信方式はアナログからデジタルへ移行しました。
これにより、データ通信が容易になり、メールやインターネット接続が可能になりました。
着メロとか待ち受けとか地図検索がこの時期から始まりました。

データ通信の利用が一般化したことでより高速な通信のニーズが高まりました。

〇3G　

特徴：世界基準での高速通信の普及
主な機器：インターネット接続可能なゲーム機
機能：音声通話、メール、インターネット接続、動画配信&視聴、ゲームのインターネット通信

2000年代、3Gが普及し始めました。
この頃は通信の高速化を目指す方向で進化していきます。
この3Gから通信速度が大幅に向上します。（384kbps～14Mbps）
より大容量のコンテンツが楽しめるようになり、プラットホーム上のサービスを皮切りに、利用用途が格段に増えました。
また、3Gは初の国際標準の移動通信システム。日本の携帯電話を海外でも使えるようになったのはこの頃です。
iPhoneが発売されたのもこの時期です。

〇4G　

特徴：超高速通信、スマートフォンのユーザー数爆増
主な機器：スマートフォン
機能：音声通話、メール、インターネット接続、動画配信&視聴、ゲームのインターネット通信、高機能検索

2010年代、4Gが普及し始めました。
この世代での大きな変化は、スマホユーザーの爆増です。
通信速度がより高速になり（50Mbps～1Gbps）快適な利用が可能となったからでしょう。現在も主に利用されている通信速度です。
また、スムーズなインターネット利用ができるようになったことにより、モバイルゲームや動画などの大容量コンテンツも楽しめるようになりました。

〇5G　

そして5Gへ……。

特徴：高速大容量、低遅延通信、同時多数接続
主な機器：？？？（IoTにより様々なものにそれぞれの機器が生まれる…？）
機能：音声通話、メール、インターネット接続、動画配信&視聴、ゲームのインターネット通信、高機能検索、IoT

5Gでできるようになると言われている
「高速大容量」（4Gの20倍）
「低遅延通信」（4Gの1/10）
「同時多数接続」（4Gの10倍）
であらゆるものがインターネットにつながり、幅広い利用方法がどんどん生まれてくるとされています。

じゃあどうやってそんな世界を作るのか、どういった技術を使うのか、気になりません？笑

ご紹介します！

高速大容量

高速大容量のカギとなる技術がこちら。
Massive MIMO　というアンテナ技術です。

多数のアンテナを利用してビームフォーミング（電波の放射技術）などを実現し、従来複数人でシェアしていた電波を、ひとりひとりに割り当てることができます。
そのため、通信速度が遅くなりがちだった駅や繁華街などの人が多く集まる場所にも快適なモバイル通信を提供することができます。（SoftBankのHP参照）

んー簡単に言うとみんなでWi-Fi使うと通信遅くなるじゃないですか？（最近みんな家にいるせいでアパートのWi-Fiすごい重い。笑）
それが、一人一人の通信手段あげるよーってなったって感じ。笑

（SoftBankのHP参照）

低遅延

低遅延のカギとなる技術はこちら。
MEC（Multi-access Edge Computing）　です。

MEC（メック）とは、ユーザーの使うデバイスにより近い場所にサーバーの代わりをするコンピューターを置くことによって、通信の効率化を図る技術です。ユーザーに近い場所でデータ処理が行われるため、低遅延を実現することができます。（SoftBankのHP参照）

これは、なんていうかデバイスとサーバーの物理的距離を縮めて通信時間短くしてます。力業って感じですね。笑

（SoftBankのHP参照）

同時多数接続

低遅延のカギとなる技術はこちら。
グラント・フリーです。

これは、デバイスと基地局の通信をシンプルにし、デバイスの同時接続数を多くするというもの。
基地局の事前許可なしにデータを送信できるようになり、これによって通信の混雑を回避し、1つの基地局に多くのデバイスが同時アクセスできることになります。

高速道路の入り口を、ETCっていう簡単に通行できるものに変えた、みたいな感じですかね。笑

また、ネットワーク設計の新しい考え方として、ネットワークスライシングという技術もあります。

これは、通信の種類ごとにネットワークの層を仮想的に「薄切り」にして個別の層にするというものです。様々な通信が混在する場合に、ネットワーク全体の混み具合を考慮した上で、最適なリソース配分をしやすくなります。

通信の整理整頓って感じですね。笑

まとめ

ということで、以上、5Gとは何か？どんな技術で支えられているのか、というざっくりとした内容を書いてみました。
以下の表が違いを数値化してまとめたものになります。

うーん、まじですごいなあって言葉しか出ませんね。笑

ってことで次回は5Gでできるようになること
と題して5Gの続き書きたいと思います！

それではまた明日の記事でお会いしましょう👋