2020年の正式サービス開始に向け、注目が高まっている次世代モバイル通信規格「5G」。そもそも、5GはLTE(4G)などの従来のモバイル通信規格と比べて、何が違い、どんな技術を使っているのか。そうした疑問に答えるべく、5Gの基礎知識や構成する技術について解説していく。

NTTドコモが19年9月20日に開始した5Gのプレサービスで利用しているスマートフォン
NTTドコモが19年9月20日に開始した5Gのプレサービスで利用しているスマートフォン

なぜモバイル通信は5回も世代交代してきたのか

 「5G」は第5世代という意味。この数字が示す通り、携帯電話やスマートフォンなどに用いるモバイル通信の規格は、これまで複数回に渡って世代交代を繰り返してきた。1Gから5Gまで、およそ10年ごとに世代交代している。なぜ世代交代をするのかというと、利用者の通信量が年々増えているためである。

 もともとは携帯電話は音声通話が中心で、利用する人も限られていた。現在は大半の人が携帯電話やスマホを持つようになったのに加え、データ通信の利用頻度が増え、テキストや画像だけでなく、動画など大きなデータもやり取りされるようになった。

 モバイルネットワーク上でやり取りされるデータの量は毎年増え続けている。それゆえ古い技術で開発された通信規格を使い続けていれば、いずれパンクしてしまうことが目に見えている。そこで携帯電話の通信事業者は、多くの人が、同時に快適に通信できる新世代の規格へと入れ替えることで対処しているのだ。

トラフィック増に対処するべく、モバイル通信規格は5世代にわたって進化を遂げてきた。「ワイヤレス・テクノロジー・パーク2019」での総務省講演の資料より
トラフィック増に対処するべく、モバイル通信規格は5世代にわたって進化を遂げてきた。「ワイヤレス・テクノロジー・パーク2019」での総務省講演の資料より

 1Gから2Gに移行する際には、通信方式がアナログからデジタルへと変わり、より多くの人が同時に通話できるようになった。3Gではデータ通信需要の高まりから、データ通信の高速大容量化が進められた。スマホの普及によってデータ通信の需要が一層高まった4Gでは、データ通信専用のネットワーク構成として高速大容量化を図った。

 ちなみに3Gまでは、かける相手と受ける相手の経路を確保するための回線交換と呼ばれる旧来からの電話の仕組みを引き継いでいたが、4Gではインターネットのデータ通信だけで音声通話を実現する「VoLTE(ボルテ、Voice over LTE)」を導入している。1Gや2Gの時代は音通話声がメインで、データ通信はオマケという存在だったが、4Gの時代には完全に通話とデータ通信の主従関係が逆転するに至っている。

 当然、5Gも通信トラフィックの増加に応えるために、高速大容量通信を重視した設計になっている。新しい技術や周波数帯を用いることで、要求条件としては4Gの10~20倍となる毎秒10~20ギガビットもの高速大容量通信を実現することになっている。

 そうしたモバイル通信の条件は、3Gの頃までは複数の企業や団体が決めており、規格争いなども存在したが、4G以降は「3GPP」という標準化団体の仕様に一本化した。5Gも4G同様、3GPPが標準化を進めている。

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