5Gとは？ 基礎知識や4Gとの違いについて解説
4Gから5G（5th Generation）になったことで、通信が高速になると認識している人は多いでしょう。しかし、「高速通信」以外の特徴や4Gとの違いについては、よくわからないという人も多いかもしれません。
5Gが一般化することで私たちの生活はもちろん、企業や世界経済にまで影響するとされています。そこで本記事では、5Gの基本知識をはじめ、4Gとの違いや5Gが活用されている分野についてご紹介します。
5Gは第5世代移動通信システムのこと
5Gとは、第5世代移動通信システムのことで、スマートフォンなどのインターネット通信の規格のひとつです。従来の4Gに比べて大容量のデータを高速で通信でき、遅延なく複数のデバイスを同時接続できることが特徴で、高画質動画の視聴や音楽のストリーミング再生などのサービスをスムーズに利用できるようになりました。
5Gでスマートフォンの利便性が上がることはもちろんですが、モノがインターネットにつながる「IoT（Internet of Things）」や「自動運転」「遠隔医療」といった、社会発展の基盤としても大きく期待されています。
5Gの特徴
5Gには、「高速大容量通信」「多数同時接続」「超低遅延通信」という、3つの特徴があります。それぞれどのようなことを指すのか、詳しく見ていきましょう。
高速大容量通信
5Gは、4Gの10倍以上の通信速度があり、大容量のデータを高速で送受信できます。2時間の映画をダウンロードするまで4Gでは5分ほどかかりますが、5Gでは3秒ほどで完了します。
また、オンラインゲームで遅延なくプレイできたり、音楽ライブなどのリアルタイム配信もフリーズせずに閲覧したりすることが可能です。
多数同時接続
スマートフォンをはじめ、テレビや洗濯機といったインターネットと接続するデバイス（IoT）を、同時に複数利用できることも5Gの特徴です。5Gでは、1台の基地局につき接続できるデバイスが、4Gの10倍に増えました。
近年、IoTといわれる機器や家電が増えていることから、5Gの登場によりさらに利用しやすい環境になったといえるでしょう。
超低遅延通信
5Gには、通信の遅延が少ない超低遅延通信という特徴もあります。最小送信単位を短くすることで、4Gに比べて遅延が発生しにくくなりました。
総務省が2019年6月に発表した『第5世代移動通信システム（5G）の今と将来展望』によると、5Gの遅延は0.001秒程度とされています。これは、4Gの10分の1以下の遅延です。リアルタイムの配信であってもほとんど遅延しないことから、スポーツ観戦や音楽ライブ鑑賞だけでなく、医療現場での活用も期待されています。
5Gと4Gの違い
5Gと4Gでは、通信速度に大きな違いがあります。5Gは下りで最大20Gbps（bps = bit per second：1秒間に何ビットのデータを送れるかを表すデータ伝送速度の単位）ですが、4Gはその20分の1である1Gbpsです。また、通信の遅延は4Gの10分の1、同時接続数は4Gの10倍と、いずれもインターネットがより快適に利用できるようになりました。
そのため、前述のように大容量の通信が必要になる高画質の動画を視聴できる、オンラインゲームで遅延なくプレイできるといったことが可能になっています。また、リアルタイムの反応が求められる医療分野や自動車分野での5G活用が普及しており、今後もさまざまな分野での活用が期待されています。
5G誕生までの歴史
5Gが誕生するまでには、第1世代の「1G」から第4世代の「4G」までの歴史があります。ここでは、世代ごとの特徴を紹介します。
同通信システムの世代ごとの特徴
| 移動通信システム | 年代 | データ通信速度 | 特徴 |
|---|---|---|---|
| 1G | 1980年代 | - | 携帯電話で音声通話のみ可能 |
| 2G | 1990年代 | 2.4kbps～28.8kbps | 携帯電話でメール、インターネット通信が可能 |
| 3G | 2000年代 | 384kbps～14Mbps |
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| 4G | 2010年代 | 50Mbps～1Gbps | スマートフォンでのチャットや動画視聴、ゲームでの利用が拡大 |
| 5G | 2020年代 | 10Gbps | 自動運転や遠隔医療、VRなど、活用範囲が拡大 |
| 6G | 2030年頃 | 最大100Gbps超 |
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1G：どこでも音声通信が可能に
1985年にポータブル電話機、1987年に携帯電話が登場するなど、1Gは1980年代に普及し、いつでもどこでも音声通信ができるようになりました。
1Gはアナログ方式ということから、利用範囲は音声通信のみ。また、ノイズが大きく盗聴されやすい仕様でした。当時の携帯電話はおよそ3kgと大型で、通信料金も高かったことから、1Gは広く普及しなかったといえます。
2G：携帯電話の普及・定着に一役
1990年代に普及した2Gは、通信方式がデジタルになり、インターネット回線を利用したデータ通信が可能になりました。これにより、携帯電話でメールや着信メロディなどが利用できるようになったのです。データ通信を日常的に利用できることから、携帯電話が少しずつ普及・定着した時代です。
3G：携帯電話でインターネットが利用可能に
3Gは2000年代に普及し、2Gよりも通信が大幅に早くなったことから、携帯電話やスマートフォンでインターネットの利用が可能に。これにより大幅にプラットフォーム上のサービスが拡大しました。
また、2Gまでは通信できる国や地域が限定されていましたが、3GはITU（国際電気通信連合）によって標準化され、全世界で利用できるようになったことも大きな特徴です。
4G：動画や音楽の視聴の開始
4Gは2010年代に普及し、スマートフォンでの動画・音楽の視聴や、ゲームが利用できるようになりました。最大通信速度が約1Gbpsとなり、3Gに比べて大幅に通信速度が速くなったことが大きな特徴です。
動画や音楽の視聴ができるようになったことで、より快適さを追求するために4Gよりも高速のデータ通信を求める声が多くなっていきました。
5G：自動運転や遠隔医療で利用
2020年代に普及した5Gは、「高速大容量通信」「多数同時接続」「超低遅延通信」を特徴とする最新の移動通信システムです。VR・AR、自動運転、遠隔医療といった最新技術で活用されています。
6G：通信エリアが宇宙まで拡大
6Gは2030年頃に実用化が期待されています。6Gの研究を行っているNTTドコモが2020年1月に発表した「5Gの高度化と6G」によると、5Gの特徴である「高速大容量通信」「多数同時接続」「超低遅延通信」は、6Gでさらなる強化を目指しています。
あわせて、ネットワーク運用コストや端末の消費電力量は現在の100分の1を目指し、空や海、宇宙など現在より通信エリアを大幅拡張するといった目標が発表されました。
5Gが利用されている分野
5Gはその特徴を活かして、さまざまな分野で主に活用されています。活用されている分野を6つ挙げて紹介します。
VR、AR、MR
5Gにより、VR（仮想現実）、AR（拡張現実）、MR（複合現実）といった新たな技術を、ゲームやシミュレーション、研修、商品開発などに活用することが可能です。それぞれの特徴は下記のとおりです。
VR、AR、MRの特徴
| 5Gの利用技術 | 意味 | 特徴 |
|---|---|---|
| VR（Virtual Reality） | 仮想現実 |
専用のゴーグルを装着することで仮想空間に没頭できる技術 例：現地に行かずに、専用ゴーグルをかけてマンションの内見を行う |
| AR（Augmented Reality） | 拡張現実 |
現実世界を読み取り、拡張された世界を体験できる技術 例：スマートフォンで部屋を映すと、画面上に家具が現れる |
| MR（Mixed Reality） | 複合現実 |
現実世界と仮想世界をより融合させて、バーチャル世界をよりリアルに体験できる技術 例：車両整備の研修・作業サポートに利用 |
車の自動運転
車の自動運転も、5Gによって実現しています。安全に自動走行するには、車体の状態、歩行者の有無、交通状況といった膨大なデータを素早く収集・反映する必要があり、5Gの高速・大容量かつ安定した通信が活用されているのです。
建設用の重機や災害時の無人車両などでも、遠隔操作による自動運転が期待されています。
遠隔医療
遠隔地から診療を受ける遠隔診療は、2018年より行われていますが、5Gの活用により「遠隔手術」の実現も期待されています。
遠隔手術とは、医師が遠隔から手術支援ロボットを使って手術をすること。遠隔手術が実現すれば、タイムラグなく医師の動きをロボットが再現でき、医師不足の地域での治療や人間の手が入れない箇所の処置など、高精度の手術も実現するでしょう。
スマートホーム
外出時に洗濯機やエアコンなどの家電をスマートフォンから遠隔操作できるスマートホーム化にも、5Gが活用されています。4GやWi-Fiでも遠隔操作は可能ですが、スムーズに利用できるのは少数のデバイスのみです。5Gでは、複数のデバイスを同時に接続できることから、利用範囲を広げられるでしょう。
4K、8K映像の通信
5Gにより、スマートフォンで4Kや8Kといった高精細な映像をスムーズに見られるようになりました。高速で大容量データを受信できるだけでなく、超低遅延通信によってタイムラグが少なくなるため、スポーツや音楽の高精細な映像をアルタイムで楽しむことが可能です。
また、5Gで映像を送信することで遠隔で作業指示ができるようになり、工事や点検の現場などでも活用されています。
働き方改革の推進
近年では働き方改革の一環として、リモートワークを活用する企業も多くなっています。こうした場面でなどで役立つテクノロジーが5G通信です。
リモートワーク中のビデオ会議では、5Gの高速大容量通信によってフリーズすることなく会議ができ、さらに会議をしながら大容量のファイルを送受信することも可能になりました。5Gによって通信ストレスを回避できることから、オフィスと遜色なくリモートワークができるでしょう。
5Gであらゆるイノベーションが生まれる
5Gは、「高速大容量通信」「多数同時接続」「超低遅延通信」を特徴とする、最新の移動通信システムです。これらの特徴から、スマートフォンでの利用が便利になっただけでなく、VR・AR・MRや自動車の自動運転、遠隔医療といった、最新技術に活用され始めました。
今後、5G、そして6Gが普及していくことで、新たなイノベーションの創出が期待できるでしょう。
