5Gとは?定義やできること・課題などをわかりやすく紹介

新たな通信方式、5Gとはどのようなものでしょうか。また、5G により何が実現できるのでしょうか。これからの時代、5Gはビジネスのさまざまな場面でかかわりを持つことが予想されます。 5Gの活用に向けて、5Gの意味や定義、5G によって実現が期待される技術や分野などを紹介します。

これからのネットワークに必要な5Gとは

これからの通信手段として、日本だけでなく世界でも、5Gに関する技術開発が急速に進められています。今後、あらゆるネットワークは5Gを基準として構築されていくことが予想できます。 5Gとはどういったものか、これまでの通信システムの進化とともに見ていきましょう。

5Gとは?これまでの世代との違い

5Gとは「5th Generation」の略称で、日本語に直訳すると「第5世代」を意味します。通信システムに関して、これまでの技術の進歩を段階ごとに区切り、次が5番目の段階となることから名付けられました。正確には「第5世代移動通信システム」といわれる、通信方法またはその規格です。

移動通信システムは、アナログ無線通信の技術を応用したものから始まり、その後デジタルでデータ通信が可能になりました。ここまでが1G、2Gと呼ばれる世代です。

3Gは、2000年代初頭から通信各社で繰り広げられた、高速化競争のなかで使われました。今では「ガラケー」と呼ばれる携帯電話が普及し、主流として使われた技術が3Gです。

その後スマートフォンの普及により、携帯電話に大きな転換期が訪れます。携帯電話は情報の通信手段へと変化し、これまでの電話としての機能は、さまざまな情報通信手段のひとつとなりました。このとき、より大容量の通信が求められるようになり登場したのが、4Gと呼ばれる高速化技術LTEです。

4Gは、将来のさらに高速化が求められる時代にも対応できる、長期的な技術革新といわれました。しかし、それをも限界を予測させる大きな変化が訪れます。あらゆるものがインターネットに接続してデータ通信を行う、IoTの登場と普及です。

これまでの通信方式では、IoTを前提としたデータとデジタルテクノロジーの活用を支えていくのが難しいとされています。そこで、次世代の通信に必要な要素を新たに定義したのが5Gです。

5Gは「ある技術によって通信の高速化が可能になりました」として発表された技術ではありません。「このような高いレベルの条件を満たす通信を5Gと呼びましょう」と先に定義を決めて、それに向けて通信方式が開発されたのです。

明確に定義を定めたあとで、その条件を満たすために開発されたという点で、これまでの3Gや4Gなどの通信と大きく異なります。

4Gと何が変わる?5Gと呼べる条件とは

5Gは、次の3つの条件によって定義されます。

超高速通信

5Gでは4Kや8Kなどの高精細映像も伝送され、大容量コンテンツにも問題なく対応できることが求められます。

下りで最大20Gbps、上りで最大10Gbpsと、4Gに対して10倍以上の通信速度となることを要件としています。

超低遅延通信

5Gについて期待される用途には、自動運転や遠隔でのロボット操作など、リアルタイム性が重要なものが多くあります。こういった用途では、遅延が限りなく少ないことが重要です。

5Gでは遅延を1ミリ秒以内にし、4Gの10分の1程度にすることが見込まれています。

多数同時接続

IoTを前提としたスマート工場やスマートメーター、インフラの維持管理などは、膨大な数のセンサーや端末が一定範囲内に多数存在し同時接続することになります。 4Gまでの移動通信技術では、通信の高速化を追い求めてきましたが、接続の密度については深く考慮されてはいませんでした。5Gでは、こういった多数同時接続に耐えられるネットワーク環境が求められ、1平方キロメートルあたり100万台程度の端末が同時接続することを想定しています。

5G環境によって変化するもの・実現するもの

5Gは、すでに通信技術が使われているあらゆる技術をさらに高い段階へと押し上げ、活用の幅を広くすることが期待されています。

5Gが普及することでどのような技術が実現可能になり、変化するのでしょうか。

自動運転技術

5Gは車の自動運転の主要技術としても高く期待されています。自動運転は、瞬時に状況に対応する判断と操作が求められ、通信での遅延は精度の低下に直結します。

5Gの低遅延性と高い信頼性によって、瞬間的な処理が可能になります。それぞれの車がネットワークに接続されていることで、車間距離の維持、急制動時に周囲の車に信号を送るといったことも可能になり、安全性を高めることが可能と考えられています。

テレワークと新しいビジネスモデル

ワークライフバランスの向上を盛り込んだ働き方改革、働きがいと経済成長の両立を目指すSDGsなどに関連して、国を挙げてテレワークの活用が推奨されてきました。また、テレワーク推奨の流れは、新型コロナウイルスの感染防止策として急激に加速しました。

多くの企業でテレワークが導入され、今後もテレワークを継続したいという声も少なくありません。

総務省が公表している「情報通信白書令和3年版第1部特集デジタルで支える暮らしと経済」の中で、今後のテレワーク継続意向を問う質問に対しての回答結果が、次のように紹介されています。

「今後もテレワークを継続したい(「継続したい」及び「どちらかといえば継続したい」)については、全体(66.4%)、企業別(大企業:68.4%、中小企業:63.5%)でみても、いずれも過半数を占めています。」

これからの社会ではテレワークが特別なものではなく、スタンダードな働き方のひとつになっていくことも考えられます。

テレワークにおいて、オフィスで働く場合のコミュニケーションの精度と変わらない環境を整えるためには、通信が低遅延であることが求められます。データの送受信に関しては、自宅にいても職場と変わらない高速通信が必要です。

5Gではこういった課題が解消され、ストレスのない通信によってテレワークを快適にすることが期待されています。

これにより、従来はオフィス以外の場所では仕事ができなかった職種も、場所を選ばず仕事ができるようになる可能性があり、そこから新しいビジネスモデルが生まれることも考えられます。

VR・AR・MR

VR(Virtual Reality:仮想現実)、AR(Augmented Reality:拡張現実)、MR(Mixed Reality:複合現実)など、これまでにない体験ができる新たな表現方法の活用が広がっています。

これらの新しい表現方法は、映画やゲーム、アトラクションなどのエンターテインメント分野だけでなく、医療や商品開発、建築・建設分野でも活用され始めています。

5Gの高速で大容量な通信によって、これらの技術で表現できる幅が広がり、よりリアルな表現が可能になります。表現の質が向上することにより、活用分野や場所もさらに増えていくと考えられます。

ドローン活用

5Gの低遅延性や多数同時接続といった特徴は、ドローンの活用にも大きな変化を与えると考えられています。

過疎地や離島への物流、高所の建築物や文化遺産の点検、被災地での迅速な状況把握など、ドローン活用の実現や精度向上が期待されます。

4K・8Kなどの映像配信

大容量通信が可能な5Gによって、4Kや8Kで届けられる映像コンテンツの普及が進むと考えられます。

精細な映像によってリアリティのある映像体験が可能になります。

次世代の製造業

スマートファクトリーは次世代の工場として注目されており、すでに運用を開始している企業もあります。スマートファクトリーでは、人やモノの動きを読み取る「センシング技術」を用いて、 インターネットで情報の集約や分析、シミュレーションを行います。

工場内部の動きだけでなく、その後の物流までも含め、仮想世界のなかに再現するのが「デジタルツイン」と呼ばれる技術です。デジタル上の双子という意味を持つデジタルツインによって、仮想世界のなかで現実世界では難しいシミュレーションをすることも可能です。

製造業の新たなかたちともいえるこれらの新技術は、多くの通信とリアルタイム性を必要とします。5Gの大容量で低遅延な通信によって、より安定した運用が可能になります。

スマートシティ

街全体をスマート化する構想がスマートシティです。トヨタ自動車が静岡県に実験都市として建設中のスマートシティ、「Woven City」がよく知られています。1企業の限られた空間をスマート化するスマートファクトリーに比べ、スマートシティはさらに大規模な通信ネットワークが必要になります。多数同時接続、低遅延、大容量といった5G環境がなければ実現は不可能です。 スマートシティには、インフラの安定や効率的な管理による低コスト化、エネルギー消費の最適化によるCO2排出量削減など、さまざまな効果が期待されています。

5G実現に向けた課題と運用上の注意点 

多くの分野でのソリューションとなることが期待される5Gですが、課題や注意点もあります。

セキュリティの重要性が急上昇

5Gの普及により、あらゆる場面でIoTが活用され、スマート化が進むと考えられます。それこそが5Gの狙いのひとつでもありますが、これは同時に、セキュリティを必要とする場面や場所が急増することも意味します。

セキュリティリスクは5Gが直接の原因とはいえませんが、5G普及と同時にセキュリティの重要性が高まることは、当然予測されます。

対応環境の整備

インフラとして5G環境が整ったとしても、そのままでは企業や個人が5Gの利点を100%活用できるわけではありません。

5G活用のメリットを享受するためには、5Gの高速通信に対応できる機器を整えなければいけないのです。イノベーションや大きな効率化につなげるためには、5Gを使う側の機器も更新が必要になります。

低コスト化

5Gの要件が検討された当初は、高速化・低遅延・多数同時接続に加えて、低コストが4つ目の要件として検討されていました。しかし、低コスト化に関しては検討段階で消え、その後は要件に含まれていません。技術面で、または利益確保の面で低コスト化の実現が難しいと判断された可能性があります。

多くの通信関連企業が5G開始をビジネスチャンスととらえているなかで、低コスト化の実現は今後議論されていくでしょう。5Gを活用する企業や個人としては、行政や通信事業者などサービスを提供する側による低コスト化を期待したいところです。

省電力化

低コスト化と同様に、要件の検討段階では省電力化も含まれていました。

しかし、通信量が増加すると通信インフラの消費電力も増加するのは必然であり、相対的な省電力化ができたとしても、全体の消費電力を低下させることは大容量化と矛盾します。そのため、省電力については次世代以降の課題として検討されています。

エネルギー政策は世界的にも重要な課題であり、省電力の通信方式が望まれています。5Gをスタンダードとする社会を実現するには、省電力化は提供側・運用側双方が考えなければならない課題といえます。

5Gを基準としたビジネスの進め方を

これからの世界の標準になると予測される5Gは、DX推進にも大いに役立つ技術です。今後、あらゆるものが5Gを基準とした速度で運用され、設計されていくのではないでしょうか。

5Gによってビジネスのプロセスに変化が起こり、これまでは実現が困難とされたビジネスモデルが実現可能になり確立されていく可能性が生まれます。これにより、顧客体験や付加価値が創出されていきます。 この変化は、新たなデジタルテクノロジーの活用によるビジネスや価値の変革、DXそのものです。5Gの活用がDX推進につながることも含め、5Gの可能性を考えてみてはいかがでしょうか。

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