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5Gとは:5Gの基礎知識1

5Gの基礎知識

更新日:2020年3月27日(初回投稿)
著者:株式会社野村総合研究所 ICTメディア・サービス産業コンサルティング部  テレコム・メディアグループマネージャー 亀井 卓也

2020年3月に、新しい移動通信システム5Gが始まりした。本連載では、5Gのサービスインが始まる中、そもそも5Gとは何か、技術的にどのような意義があるかを説明します。また、既にサービスが開始されている海外の状況を紹介するとともに、国内におけるこれまでの5Gをとりまく検討、および今後のエリア展開や、端末普及の見立てを解説します。

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1. 5Gの背景と技術的な意義

5Gという言葉を耳にする機会も増えてきたのではないでしょうか。5Gは、東京オリンピック・パラリンピックイヤーである2020年をターゲットに、商用サービスの開始が進められてきました。

5Gとは、5th Generation、すなわち、第5世代移動通信システムを意味しています。大容量の映画が数秒でダウンロードできるなど、各種メディアで取り上げられる機会も多くなりました。注意したいのは、5Gはいわゆるバズワードではなく、実体のある技術仕様であることです。5Gには、超高速、超低遅延、多数同時接続という、3つの方向性が掲げられています。

超高速は、直感的に分かるように、大容量のコンテンツでも高速に通信できるということです。先述した、映画の高速ダウンロードは、この超高速化によって実現されます。4Gからの連続的な進化といえるでしょう。通信需要は今なお指数関数的に伸びており、移動通信にも進化が求められています。

超低遅延は、通信の遅れが低減され、通信のリアルタイム性が高まるということです。携帯電話やスマートフォンを利用する場合、4Gでも、遅延はそれほど気にならないかもしれません。超低遅延は、ロボットの遠隔制御など、通信のわずかな遅れも回避したい用途に求められます。

多数同時接続は、1つの基地局から多くの端末を同時に接続可能にすることです。4Gでは、特定のエリアで通信する端末があまりに多くなると、通信が混雑してつながらなくなることがあります。そのような事態を回避するための要件です。

超低遅延、多数同時接続は、4Gまでにおいても進化してきた要素であるものの、それほど注目されてこなかったという意味で、非連続な革新といってよいでしょう。これらは、携帯電話やスマートフォンなど、消費者が利用する端末よりも、大量のセンサやロボットをネットワークに接続する際に意味のある要素です。つまり、5Gはあらゆるモノが通信するIoT(Internet of Things、モノのインターネット)の時代を見据えて設計されています。5Gは、消費者のライフスタイルのみならず、多様な産業のビジネスを革新する可能性があり、5Gが注目を浴びている理由もこの点にあります(図1)。

図1:5Gが目指す方向性(引用:総務省 5G説明資料)

図1:5Gが目指す方向性(引用:総務省 5G説明資料)

2. 世界の状況

世界に目を向けると、既に5Gサービスを開始している国もあります。先行したのはアメリカと韓国です。アメリカ4大キャリア(ベライゾン、AT&T、Tモバイル、スプリント)、および韓国3大キャリア(SKテレコム、KT、LGユープラス)は、既に5Gサービスを開始しており、国内に5Gエリアを展開しています。ヨーロッパも、イギリスやドイツ、スペイン、イタリア、北ヨーロッパの国々で、そして中東やオーストラリアでも一部の通信キャリアにより5Gサービスが提供されています。

アメリカは国土が広く、隅々まで光回線が敷設されていないという事情から、地方部の居住エリアにおけるFWA(Fixed Wireless Access)でサービスが開始されました。FWAとは、宅内に設置された固定端末とインターネットを5Gでつなぎ、宅内端末からはWi-Fiで宅内の他のデバイスに接続する通信方法です。

一方、韓国は、通信需要の多い都市部からエリア展開され、モバイル通信のヘビーユーザーから利用が広がったという経緯があります。2019年末時点で、韓国国内の5G契約者は400万人を超えており、急速な普及を見せています。日本も韓国に近い形で、都市部やヘビーユーザーから徐々に利用が広がることでしょう。

既にサービスを開始している国でも、5Gの普及は、スマートフォンなど5G端末を中心とした消費者需要の喚起と獲得から始まっています。もちろん産業用途も研究されているものの、その普及はこれからです。

3. 国内の状況

日本では、2020年の東京オリンピック・パラリンピック開催に向け、世界に先駆けての商用化を目指してきました。2015年ごろから5G技術の研究開発や標準化活動が進められ、2017年ごろからは政府主導でのユースケース開発が進められています。2019年4月には5G周波数の割り当てが行われ、当初の予定通りに進捗しています。ただし、世界各国の動きに合わせ、2020年を待たずして2019年よりプレサービスを実施しています。

周波数の割り当てに当たって、通信事業者は当局に、特定基地局展開計画を提出します。これは、当局が通信事業者に対し、周波数を割り当てる代わりに、しっかりと5Gエリアを構築するための条件を課し、通信事業者はその条件を満たす計画を作成し、当局に提出するものです。

5Gの特定基地局展開計画には、開始5年以内の基盤展開率50%という条件が課されました。基盤展開率とは、日本の国土を10km四方のメッシュに区切り、全4,500の区画に対し基地局を置いた区画の割合で、エリアカバレッジを意味しています。人口カバレッジではなくエリアカバレッジで条件が定義されているということは、人口密度が低いエリア、あるいは人が居住していないエリアにも基地局を設置する必要があります。すなわち、通信需要の大きい都市だけでなく、地方にも5Gエリアを構築するという政策的意思が反映されています。

NTTドコモやKDDIは9割超、ソフトバンクや楽天モバイルも6割前後の基盤展開率を計画しています(図2)。日本の国土は3割もカバレッジすれば9割超の人口をカバレッジできるため、5Gのエリア展開は急速に進むことになります。とはいうものの、10km四方のエリアを1つの基地局でカバレッジすることはできません。そのため、国土全てがカバレッジされるわけではなく、通信需要に応じた濃淡は生じることと思われます。

図2:通信事業者による5Gの展開計画(引用:総務省 特定基地局開設計画説明資料)

図2:通信事業者による5Gの展開計画(引用:総務省 特定基地局開設計画説明資料)

通信エリアの展開が進むと、次に問題となるのは5G端末の普及です。野村総合研究所は、2025年には、その年に販売される端末の6割弱が5Gになると予測しています(図3)。これは3Gや4G開始時の端末の普及よりは緩やかです。端末の買い替えサイクルが長期化していることに加え、5G端末の価格に起因していると考えられます。

図3:国内における5G端末・5G回線の普及予測(引用:野村総合研究所 ITナビゲータ2020年度版)

図3:国内における5G端末・5G回線の普及予測(引用:野村総合研究所 ITナビゲータ2020年度版)

いかがでしたか? 今回は、海外、および国内における5Gサービスをとりまく状況を紹介しました。国内においては、今後、5Gのエリア展開は着実に広がり、5G端末は4Gまでほど急速ではないものの普及していくことが分かりました。次回は、5Gサービスの普及により変化するライフスタイルを取り上げます。お楽しみに!

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