待望の第5世代モバイル通信技術、通称5Gは、モバイルネットワークを一変させるものとして期待されており、ダウンロード速度の飛躍的な向上とリアルタイムでのデータ共有を約束しています。
今年後半には、いくつかの携帯電話会社が英国のさまざまな都市で5Gの最初の試みを開始する予定ですが、世界的にはすでに多くのパイロットゾーンのスイッチが入っています。
エリクソン社は、2024年までに世界人口の40％に当たる15億人のユーザーが5Gネットワークにアクセスできるようになると予測していますが、この技術は実際にどのように機能するのでしょうか。
5Gは、データ単位であるバイトを空中で変換する新しいデジタルシステムです。 5Gは、他の新技術とともに5G新無線インターフェースを使用し、より高い無線周波数（4Gの700Mhz-2500Mhzと比較して28Mhz）を利用して、飛躍的に多くのデータを無線で転送し、高速化、混雑の緩和、レイテンシー（命令に続いてデータの転送が始まるまでの遅延）の低減を実現しています。4Gでは1平方キロメートルあたり約4,000台のデバイスをサポートしますが、5Gでは約100万台のデバイスをサポートします。
5Gでは、Massive MIMO（Multiple Input Multiple Outputの略）と呼ばれる新しいデジタル技術を採用しています。これは、複数のターゲットビームを使用してセルサイト周辺のユーザーにスポットを当てて追跡し、カバレッジ、スピード、容量を向上させるものです。 現在のネットワーク技術は、投光器のようにエリアを照らしますが、光や信号の無駄が多く見られます。
5Gは4Gとどう違うのか？
第3世代のモバイルネットワークと比較すると、4Gでは、これまで不可能だった高品質のビデオストリーミングや外出先での通話が可能になり、毎日の通勤時にテレビの生放送を見ることが日常的になっています。
「4Gは、スペクトラムブロック内でどれだけのデータを素早く転送できるかという技術的な限界に達しつつあります」とTutelaの業界分析責任者であるクリス・ミルズは説明します。 “5Gと4Gの大きな違いは、この混雑が解消されることです」と説明しています。
しかし、5Gの4Gに対する最大の差別化要因は、大規模なモノのインターネットに接続された世界へのゲートウェイとしての役割であることは間違いありません。 5Gネットワーキングの後続バージョンは、データ駆動型産業、スマートシティ、インフラ管理にとって革命的なものになると期待されています。なぜなら、同じエリアで、より多くのデバイスが、確実に、安全に、中断することなく動作することが可能になるからです。
5Gは、帯域幅、遅延、周波数の点でどのように機能するのですか？
各事業者は、音、データ、映像を国中に伝送するための電磁的な無線周波数の範囲であるスペクトルのブロックを所有しています。
「今日、ある事業者は英国のすべての顧客のために100Mhzの周波数を持っているかもしれませんが、5Gでは最終的にこれが約1,000Mhzまで増加します。
4Gの遅延は約20～30ミリ秒ですが、5Gでは10ミリ秒を大幅に下回り、最良のケースでは1ミリ秒程度の遅延になると、エリクソン・リサーチ社の産業用5Gプログラム・マネージャー、マッツ・ノリン氏は述べています。
「消費者にとってはそれほど重要ではありませんが、物事がより速く見えるようになります。しかし、産業界では、例えば長距離で遠隔操作される重機などでは、非常に重要になります」と彼は言います。
3G vs 4G vs 5G
では、5Gは実際にどのくらい速くなるのでしょうか？
ボーダフォンによると、5Gは4Gの約10倍のデバイス速度を約束しています。つまり、商業用デジタルシネマで使用されている標準である高品質で超高解像度の4Kビデオ通話のダウンロードが、スマートフォンやタブレットにさらに速く配信されることになります。
しかしながら、ミルズ氏は、5Gの速度について発表されている内容の多くは、特に消費者にとっては誇大広告であると警告しています。
「ギガバイト級のスピードは、8KのVRヘッドセットを5Gネットワークでライブストリーミングするなど、一握りの用途には有効ですが、一般ユーザーにとっては、モバイル機器でそのようなスピードを必要とすることはあまりありません」と彼は言います。”
「家庭用のブロードバンドにお金を払う代わりに、5Gの無線LANルーターを使うこともできます。
& TとVerizonは、すでに米国での実験に投資しています。
5Gで企業や産業は何ができるようになるのか
5Gは、人間と機械をかつてない規模で結びつけ、新たなビジネスや経済の機会を生み出すきっかけになると予想されています。 実際、業界アナリストであるIHS Markit社のレポートによると、2035年には5Gによって12.3兆ドルの世界的な経済生産が可能になると推定されています。 また、インターナショナル・データ・コーポレーション（IDC）の調査によると、世界中で作成、取得、複製されるデータの量は、2018年の33ゼタバイト（ZB）から2025年には175ZBに増加すると推定されています。
使用例としては、触覚アプリケーションの開発が挙げられます。触覚や経験をライブで共有できるので、ロボット工学の遠隔オペレーターは、何千マイルも離れた場所にいても、機械を通して「感じ」たり「触ったり」することができます。
「重要なアプリケーションでは、待ち時間を1〜2ミリ秒に短縮することで、遠隔地での調整に大きな変化をもたらします」とミルズ氏は言います。
リアルタイムで高速かつ信頼性の高いネットワークを利用することで、産業界はネットワーク接続用のケーブルから機械を解放し、より柔軟で自律的な操作を可能にするワイヤレス化を実現し、生産性の向上とコストの削減を図ることができます。
また、Worcestershire 5G Consortiumの調査によると、製造業では、5Gを利用した無線工場により、より柔軟で管理の行き届いた生産ラインを構築することで、1～3％の生産性向上を達成し、数百万ポンドの節約になるとのことです。
5Gは、真の意味でのコネクテッド・スマート・シティの実現や、自律走行車を支えるネットワークとしても期待されています。
5Gの安全性は？
これらのユースケースの多くは、ネットワークスライシング（速度、容量、カバレッジ、暗号化、セキュリティを調整するためにネットワークを分割すること）の恩恵を受けることができますが、これは5Gではより簡単に実現できます。
これにより、電波を共有しているため干渉を受けやすく、4Gでは実現しにくいWIFIにはないセキュリティ要素を提供することができます。
「企業が規制要件に準拠した特別にセンシティブなデータを持っている場合、プライバシーを保護するために根本的に異なるネットワークの塊を介して送信することができますが、スライシングによって5Gでは非常にシームレスにそれが可能になります」とMills氏は述べています。
業界関係者の多くは、「昨日」と言うでしょう。 しかし、テストは世界中で行われていますが、英国で5Gを広くカバーするためには、ローバンドの周波数帯（700～900GHz帯）が必要です。
「5Gの初期リリースは、主に密集した都市部や、インダストリー4.0や自動車用の新しい5Gアプリケーションを構築してテストしたい場所に集中するでしょう」と説明しています。
しかし、2020年以降、消費者は容易に携帯電話を購入し、都市部で5Gをカバーするエリアを見つけることができるようになるだろうと、Weightless SIGのCEOであり、Institution of Engineering and Technologyの会長であるウィリアム・ウェブ教授は述べています。
「市場への大量導入は、一般的には2022年頃と予想されています。韓国、中国、日本、米国が最も強力に推進していますが、ほとんどの先進国はこれに追随するでしょう」
Written by
Heidi Vella