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5Gとは?4Gとの違いからわかるメリットと課題を解説!

5Gとは?のイメージ

「5Gって何なの?スマホ、料金がどう変わるのか、いつ、どの地域で、何ができるようになるのかを知りたい」

こんな疑問にお答えします!

5Gは、2020年3月、ソフトバンク、ドコモ、auでサービス開始。
6月には楽天モバイルがサービス開始を予定しており、4キャリアでの展開になります。

記事では、5Gとは何なのか、いつ、何ができるようになるのかなどについて解説しつつ、各キャリアのサービスについてもわかりやすくまとめていきます。

那比光太(なびこうた)
こうた

今回は専業ライター「めんおう」さんに今話題の5Gについて調査してもらったよ!

めんおう様プロフィール画像修正版
めんおう

記事の最後には、Twitterでいただいた100件ほどの質問にも回答しているので、ぜひ参考にしてみてくださいね!

5Gとは?何ができるようになるのか

そもそも5Gとは、「5th Generation」の略称で、第5世代移動通信システムと表記されます。
現行の4G(LTE)の次世代通信規格であり、高速・大容量、超低遅延、多数同時接続が特徴です。

5Gが普及すると、一言で言えば「インターネットを通じて、あらゆるものがつながる」ようになります。

以下の動画では、5Gが普及した未来のイメージがわかります。

(出典:ドコモ公式YouTubeチャンネル

(出典:総務省公式YouTubeチャンネル

まだサービスは始まったばかりですし、課題も多いのが現実です。
しかし、各キャリアは、上記の動画と同様の構想で動き始めています(記事で詳しく解説します)。

5Gの特徴、できるようになることをまとめると、以下の通りです。

可能になるサービス
高速・大容量 ・4K、8Kによる動画サービス
・AR、MR、VRの技術を活用したあらゆるサービス
超低遅延 スマートシティの実現
多数同時接続 IoTであらゆるものがインターネットにつながる

なお、4キャリアの5Gサービスについて早く知りたいという方は、5Gサービスについて、4キャリアが発表していること【ソフトバンク、ドコモ、au、楽天モバイル】に飛んでいただいて大丈夫です!

それでは、詳しく解説していきます。

4K・8Kによる動画サービス

5Gの高速・大容量通信を活かすことで、4K・8Kによる動画のスムーズな配信が可能になります。
現行の4Gでは、主に2Kの動画が利用されており、4K・8Kでより臨場感と迫力のある映像を楽しめるようになります。

2K、4K、8Kのイメージは、以下の通りです。

4K・8Kのイメージ

現行の4Gでも4Kの動画配信サービスはありますが、5Gが導入されれば、以下のように、4K・8Kでの動画をよりスムーズに、かつ、幅広い用途で利用できるようになります。

  • セキュリティ:4K・8Kの画像を利用した防犯カメラの設置
  • エンタメ:満員電車、イベントなど、利用者が密集している中での利用
  • 医療:遠隔地からの診察、手術でも、「患者の状態」を詳細に確認

AR、MR、VRの技術を活用したあらゆるサービス

よく耳にするAR、MR、VRは、5Gの高速・大容量通信の特徴が活かされています。
具体的には、すでにあるものも含め、以下のようなサービスが期待されています。

AR(拡張現実) MR(複合現実) VR(仮想現実)
概要 現実世界(一部)に下層の情報を重ね合わせる。 現実世界(視界全体)に仮想の情報を重ね合わせる。 現実世界の情報は遮断して、仮想世界のみを描く。(災害などの再現が困難なイベントの体験、実験などにも使われます)
主な機能 ・スマホ
・タブレット端末
ARイメージ
・メガネ(グラス)
・ヘッドマウント
MRヘッドマウント画像
・ヘッドマウント
VRヘッドマウント画像
イメージ動画

5Gでは、遅れたり途切れたりすることなく、スムーズで大容量の通信ができるようになることから、他にもさまざまなサービスが期待されています。

  • 360°自由視点でのライブ、スポーツ観戦(マルチアングル)
  • 遠隔地からの映像や医療機器を利用した診療、処置(遠隔地医療)
  • 体感型のゲーム、エンターテイメントなど

このように、エンターテイメントはもちろん、医療やインフラなど、広い分野での活用が見込まれます。

IoTの普及によるスマートシティの実現

スマートシティとは、5Gの特徴である多数同時接続を活かし、IoT(インターネットによりあらゆるモノをつなげる技術)を利用した安心・安全で生活の質(QoL)が高い街づくりです。

背景には、人口増による経済成長でのQoLの維持が難しいことがあります。
人口減に対応し、一人当たりの生産性を高める必要性については、世界共通の課題とされています。

IoTにより、発電・蓄電の自動制御、インフラの管理、車の自動運転、電化製品の遠隔操作、無人店舗などのサービス普及が期待されます

例えば、車の自動運転において高いレベルに到達すれば、トヨタの「e-Pallete」構想が実現できるかもしれません。これにより、運転からの解放、交通事故の減少、ドライバーの減少への対応が可能になります。

(出典:トヨタ公式YouTubeチャンネル

まだまだ課題は多く、「こうなるかも、こうなったらいいな」という構想段階ではあります。しかし、すでに実用化に向けた社会実験などが行われています。

【車の自動運転実験】

自動運転の実験イラスト

(出典:総務省ホームページ、自動運転(東京臨海部実証実験)

2019年10月から実験が始まり、2020年度末に終了予定。
国内外の自動車メーカー、大学など、28機関が参加し、自動運転を成り立たせるための自動車とインフラとの連携について実験が行われています。

また、自動運転以外にもスマートシティに向け、無人店舗導入の実験もありました。

【JR赤羽駅のキヨスク】

無人店舗JR赤羽店のイメージ

(出典:東洋経済

2018年10月から2ヶ月間の実験。
入店時にICカードをタッチした後は、商品を手に取るだけで合計金額が自動で計算されます。
出口付近のカードリーダーで再度ICカードをタッチすれば決済が終わります。

買い物する本人と商品が複数のカメラで捕捉されるため、商品を手に取るだけで金額が把握される仕組みです。

スマートシティの実現には、まだ多くの課題がありますし、「いつ利用できるか」については不透明な部分が大きいです。
しかし、少しずつでも着実に5Gサービスは拡充していくでしょう。

4Gと5Gの違い【メリット3つ】

4Gと5Gの違いは、5Gの特徴である「高速・大容量、超低遅延、多数同時接続」で、これこそがが最大のメリットです。

5Gが導入される2020年まで、移動通信システム(携帯電話などのこと)は以下のように、40年間かけて進化してきました。

1Gから5Gへの変遷のイメージ

(出典:ドコモ公式サイト

1G(アナログ携帯電話)が登場し、音声通話が可能になった1980年から、10年ごとに世代交代をしてきました。
通信速度は約10万倍以上にもなり、対応サービスも大きく変化し、2020年、5Gの商用化がスタートすることになりました。

4Gと5Gの違いをまとめると、以下の通りです。

4G 5G
通信速度 最大1Gbps 最大20Gbps
遅延速度* 10ms 1ms
同時接続 10万台/km2 100万台/km2

*遅延速度:データ(パケット)が端末とサーバを往復するのにかかる時間のことで、単位は1000分の1秒を表すms(ミリ秒)で表現

上記の通り、4Gに比べ通信速度は20倍、遅延は10分の1、同時接続台数は10倍になることが期待できます。

ここでは、5Gが可能になった理由について技術的な観点で解説していきます。

5Gが可能になった理由

5Gの3つの特徴「高速・大容量、超低遅延、多数同時接続」のカギとなる技術は、以下の通りです。

カギとなる技術
高速・大容量 ・広帯域、高周波化
・Massive MIMO
超低遅延 無線区間、優先区間両方での遅延の短縮
多数同時接続 グラント・フリー

高速・大容量(最大1Gbps→最大20Gbps)

高速・大容量のカギは、以下2つの技術です。

  • 広帯域・高周波化
  • Massive MIMO

高速・大容量な通信を可能にするには、より広い周波数帯域が必要になります。
4Gまでは、3.6GHz以下を利用していましたが、広い帯域を確保するため、5Gでは、6GHz未満、28GHzの帯域を利用しています。

5Gは4Gとは別の帯域を使っているイメージ

(出典:ドコモ公式サイト

このように、4Gの周波数帯域と重ならない6GHz未満、28GHzといった高周波帯域の電波を利用することで、高速・大容量通信を実現しています。

また、Massive MIMOというアンテナ技術も重要です。

Massive MIMOのイメージ

(出典:ドコモ公式サイト

上の図のように、5Gの多数の素子を持ったアンテナが、送受信ビームの形状を制御します。
ビームの一方向への集中、複数のビーム放出を組み合わせることで、エリア拡大や同時接続数の増加を実現しています。

超低遅延(10ms→1ms)

5Gでは、以下の図のように「端末から基地局(無線区間)」、「基地局からサーバ(優先区間)」のそれぞれの通信時間(遅延)を短くすることで超低遅延が可能になりました。

超低遅延の図解

遅延短縮の仕組みは、以下の通りです。

  • 無線区間:信号送信に要する時間を短縮し、同一時間単位で送信できる情報量が増加
  • 有線区間:無線基地局に近い位置にサーバを設置し、送信時間を短縮

まったく新しい技術というわけではなく、これまでの技術の組み合わせにより超低遅延が実現されています。

多数同時接続(10万台/km2→100万台/km2)

多数同時接続のカギは、「グラント・フリー」という技術です。
グラント・フリーは、端末と基地局の間の通信をシンプルにして、接続をスムーズにするものです。

グラントフリーのイメージ

上の図のように、4Gでは、端末と基地局の通信の前に事前許可(グラント)のやり取りをしていました。
5Gのグラント・フリーでは、事前許可のやり取りを省略し、その分、同時接続数を増やしています

実際に、4Gでは、ひとつの基地局に100台の端末が同時にアクセスすると、接続できなくなることもありましたが、5Gではこれを100倍の1万台まで引き上げています

スマホだけでなく、道路、家電、店舗などあらゆる場所にセンサーが埋め込まれ、インターネットとモノがつながるIoTを見据えたものと言えるでしょう。
もちろん、満員電車や繁華街などで「スマホがつながりにくい」という状況も起こりにくくなります。

5Gを支えるネットワークスライシング

他にも、5Gは「ネットワークスライシング」という技術で支えられています。

5Gは、スマホだけでなく、道路、自動車、家電、工場などのあらゆる場所のセンサーとの接続を見据えた技術です。
それぞれのセンサーとの通信は、大容量データが必要な通信、リアルタイム性を必要とする通信など、通信の種類や用途が異なります。
このため、ネットワークを仮想的に薄切り(スライス)にし、リソース配分を適切にしています

5Gが抱えている課題【変化は一気に起こらない】

5Gというと、「どんなことでも叶えてくれる」というイメージを持ちやすいですが、実は以下のような課題を抱えています

  • すぐに全国一律のサービスを利用できるわけではない
  • 5G向けのコンテンツは発展途上

以下、詳しく解説していきます。

すぐに全国一律のサービスを利用できるわけではない

5Gは、2020年3月からサービス開始していますが、すぐに全国一律のサービスを利用できるわけではありません
むしろ、「5Gの恩恵をみんなが実感できるまでには相当の時間がかかる」と言っていいでしょう。

例えば、ソフトバンクが公表している5G対応エリアは、以下の地域となっています。

千葉県、東京都、石川県、愛知県、大阪府、広島県、福岡県

(詳しくは、ソフトバンクの5G対応エリアに関する資料をご覧ください。こちらに、「丁目」まで指定されています)

上記の地域の中でもごく一部となっており、東京都を例に挙げると、このようにエリアが設定されています。

ソフトバンク5Gエリア

(出典:ソフトバンク公式サイト

赤色が4G、ピンク色が2020年4月末予定の5G、黄色が2020年夏以降予定の5Gエリアです。
「東京都の一部地域」と言っても、東京駅の周辺や主要な沿線の一部に限定されています。

5Gは4Gよりも高周波であり、障害物の影響を受けやすい弱点もあります。
対応エリア内でも、建物などの影響によっては、5Gが使えない地域も出る可能性があるのです

エリアは「中長期的に、少しずつ広がっていく」と認識しておくのがいいでしょう。
なお、5Gエリアでは4G(LTE)にも対応しているので、5Gがつながらない場合は自動で4Gに切り替わります。

5G向けのコンテンツは発展途上

5G向けのコンテンツは、2020年4月現在、十分とは言えない状況にあります。

例えば、ソフトバンクの5Gスマホでは、AR、FR、VR、GAME SQUAREの4つを含む「5GLAB」というコンテンツを提供していますが、コンテンツの量は十分ではなく、さらに課金が必要なものもあります。

5Gラボのイメージ

(出典:ソフトバンク公式サイト

5Gの普及は、基地局などのインフラだけでなく、コンテンツへの需要の両輪によるものになります。
コンテンツの充実度も合わせ、変化は一気には起こらないでしょう。

5Gについて、よくある質問に回答します【Twitterで100件もの質問をいただきました!】

Twitterで、5Gについての質問を集めたところ、100件ものリプライをいただきました!

いただいた質問をまとめると、以下の9項目にわけられます。

  1. 5Gによる健康被害は大丈夫?(19件)
  2. 今の暮らしはどう変わるの?(18件)
  3. キャリアごとの、5Gサービス内容はどうなってるの?(17件)
  4. 各業界や働き方はどう変わるの?(15件)
  5. 都会と地方の差は?5Gはいつごろ普及するの?(9件)
  6. 5Gでは、何が実現できるの?(9件)
  7. 4Gと5Gの違いについて知りたい(8件)
  8. 5Gは、格安スマホでも使えるの?(4件)
  9. その他(16件)

一言で言えば、「5Gって結局どうなの?何がいつ、どう変わるの?」ということでしょう。

ここでは、記事で解説しきれなかった内容について、一問一答形式でお答えしていきます。

Q1.5Gによる健康被害は大丈夫?

A.総務省の見解では「大丈夫」ということで、日本でも5Gが導入されることになります。

5Gによる健康被害は、海外メディアにて報道されているものもあり、関心を持っている方が最も多い質問でした。
総務省は、省のホームページにおいて、以下のように説明しています。

電波防護指針を策定し、電波の強さの基準値(一般環境では、50倍の安全率をとったもの)を定め、電波法による規制をしています。
具体的には、携帯電話基地局や放送局などで、発射する電波の強さが電波防護指針の基準を超える場所には、一般の人が立ち入ることができないように柵などを設けることになっています。
また、頭の近くで使う携帯電話端末などは、あらかじめ、電波防護指針の基準(局所吸収指針)を守っていることを確認してからでないと販売できないようになっています。

(出典:総務省ホームページ

総務省に電話をしたところ、「新しい電波である5Gに関しても、上記の認識通りで問題ない」と確認がとれました。

上記のサイトには、電波の人体に対する影響について詳しく解説されています。
さらに知りたい方は、ぜひご覧ください。

Q2.5Gによって、今の暮らしはどう変わるの?

Q2-1.Wi-Fiはいらなくなるの?

A-1.Wi-Fiがなくなるとは考えにくいです。

公共機関などでも直ちになくなるとは考えづらく、万が一なくなるとしても、数十年などの相当な期間で見ていくことになるでしょう。
むしろ、5GとWi-Fiの併用の方が現実的です。

理由としては、以下の3点です。

  • 5GとWi-Fiは役割が異なる
  • Wi-Fiが一般家庭にも機関にも、既に十分に普及している
  • 必ずしも、5Gを必要としている人ばかりではない

特に、5GとWi-Fiの役割の違いは、Wi-Fiがなくなるとは考えづらい理由としては大きいです。
Wi-Fiが使われるシチュエーションを図解すると、以下のようになります。

【例:モバイルルーターが4Gの電波を受け、無線LAN構成用の電波を飛ばす】

モバイルルーターのイメージ

※無線LANとは、自宅、職場、公共施設などで小規模なネットワークを作ること

(上記の他には、光回線とつながったモデムからデジタル信号を受け、無線LAN構成用の電波を飛ばすパターンがあります)

5Gは、光回線ではなく4Gと対(つい)になる電波技術です。
Wi-Fiがなくなるというのは、5Gが、4G、光回線、そしてWi-Fiに完全に入れ換わるということなので、現実的ではないでしょう。

実際に、各メーカーから5G対応のモバイルルーターが発表されましたが、新規格のWi-Fi6だけでなく、現在普及しているWi-Fi5にも対応しています。

当面は、5Gが普及したからと言って、Wi-Fiがなくなるとは考えにくいのではないでしょうか。

Q2-2.光回線はいらなくなるの?

A-2.光回線の必要性は人それぞれですが、5Gが導入されたからと言って光回線がなくなるとは考えにくいです。

理由は以下の2点です。

  • 光回線は、通信の安定性が高い
  • 4Gが普及している現在も、4Gと光回線とが併用されている

ICT総研によれば、光回線の利用は、2019年3月時点で3,166万件あります。
現状、どのように5Gが普及するかについて確証はありませんが、4Gと光回線が併用されていることを考えれば、5Gが広く普及したとしても光回線に取って代わるとは考えづらいのではないでしょうか。

Q2-3.今持っているスマホやIoT製品は、5Gに対応しているの?

A2-3.スマホも、その他の製品も5G対応のものに買い替える必要があります

理由は、記事でも解説しましたが、4Gと5Gでは使っている周波数帯が異なるからです。
アプリで操作するIoT製品の場合など、周波数が関係ないものであれば買い替える必要はありません。

ただし、例えば今使っているスマホのOSを更新すれば5Gに対応できる、ということではないので注意してください。(なお、5Gスマホは4G(LTE)にも対応しています)

Q3.5Gで、各業界や働き方はどう変わるの?

A3.業界や働き方がどう変わるのかは、未知数としか言えないのが現状です。

5Gが抱えている課題【変化は一気には起こらない】でも解説しましたが、5Gが導入されても、コンテンツがなければ業界も働き方も変りません。

5Gが働き方を変えてくれるというよりも、「わたしたちが5Gを使って働き方を変えていく」ということになるのではないでしょうか。

Q4.5Gはいつごろ普及するの?都会と地方の差は?

A4.導入当初、5G対応エリアはごく一部に限られています。また、どこでも自由に使えるようになるには、数十年単位の時間がかかる可能性もあります。

普及のペース、都会と地方の差については、以下のような点を踏まえて想像するしかないと言えます。

  • どのようなペースで全国展開するのかについては、公式発表されていない
  • 5Gのコンテンツについて予想できない
  • 5Gのコンテンツがなければ、5Gが普及しない
  • 5Gを利用するには、5G対応の各種機器が必要(スマホに限ったことではありません)

5G対応エリアについては、各キャリアの公式サイトにて公表されているので、逐次確認するのがいいでしょう。

Q5.5Gは、格安スマホでも使えるの?

A5.公式発表はありませんが、以下の理由により「すぐに5G対応の格安スマホが普及するのは難しい」と言えます。

  • 2020年4月時点において、5G対応の格安スマホについては、動きがない
  • 大手キャリアがMVNO*に設備を貸す条件が未確定
  • 5Gの必要がないユーザー向けの、格安サービスの設計が難しい
  • 5G対応のスマホが低価格になりにくい

*MVNO:仮想移動体通信事業者といい、他社のインフラを借りて通信サービスを提供する事業者(格安スマホ提供事業者)のこと

例えば、ソフトバンクが発表しているように、「5G対応スマホでも、比較的安いエントリーモデルを採用する」という話はあります。
しかし、「現行の格安スマホのように月々数千円で使える」ようになるとは考えにくいのではないでしょうか。

Q6.日本の5Gって遅れてるの?

A6.実は、日本の5Gが、出遅れているわけではありません

海外における5Gの状況は以下の通りです。

  • 2019年4月から本格展開:アメリカ、韓国
  • 2019年順次展開:中国、スイス、イタリア、イギリス
    • (2020年3月から本格展開:日本)

一見、日本が出遅れているように見えますが、以下の理由から「あえて海外の様子を見ながら動いている」と言った方が妥当でしょう。

  • 5Gの普及につながるコンテンツが不十分
  • 3G時代、日本は世界に先駆けてサービスを開始したものの、コンテンツ不在で苦労した経験
  • 以上のことから、必ずしも5Gサービスで先頭を走るべきではないとの判断があった

日本の各キャリアは、5Gネットワーク整備よりも、普及につながるデバイスやコンテンツの開発に努力を投入した形になっているのです。

5Gはあくまで手段です。
どのようなコンテンツが登場するのか、について注目するのがいいでしょう。

5Gサービスについて、4キャリアが発表していること【ソフトバンク、ドコモ、au、楽天モバイル】

5Gサービスを展開していくのは、ソフトバンク、ドコモ、au、楽天モバイルの4キャリアです。
2020年中には4キャリアともサービス開始しますが、当面は、主にスマホでの5Gサービスになります。

各キャリアが正式に発表していることをまとめると、以下の通りです。

ソフトバンク ドコモ au 楽天モバイル
サービス開始 2020年3月27日 3月25日 3月26日 ・2020年6月5Gサービス開始
・2021年3月全国展開

2020年3月時点では、上記のみ発表あり

プラン ・メリハリプラン
・ミニフィットプラン
・スマホデビュープラン
・5Gギガホプラン
・5Gギガライトプラン
・データMAX 5G
・データMAX 5G Netflixパック
・データMAX 5G ALL STAR
・ピタットプラン5G
料金(月額)*1 3,480円~
(メリハリプラン)
4,480円~
(5Gギガホプラン)
・5,460円
(データMAX 5G ALL STAR)
スマホ
ラインナップ*2
・AQUOS R5Gなど4機種
・~129,600円
・Galaxy S20 5G SC-51Aなど7機種
・~112,320円
・XPERIA 1Ⅱなど7機種
・~121,454円
今後の展開予定 全国64.0% 全国97.0% 全国93.2% 全国56.1%
備考 2年間5G基本料金(1,000円/月)が無料 36回分割払い、スマホの返却などを条件にスマホ購入代金がお得になる「スマホおかえしプログラム」あり 2年間の契約、スマホの返却を条件にスマホ購入代金がお得になる「かえトクプログラム」あり 他3キャリアとは別の技術(完全仮想化技術)を導入して5Gサービスを提供予定

*1:条件、契約期間により値段の幅が大きくなります。表は、データ使い放題か、それに最も近いプランを記載。詳細は、キャリアごとの各項目を参照ください。
*2:料金などは、税抜き表示

なお、表中の「今後の展開予定」は、「2024年度末時点での5G基盤展開率(計画)」という数値によるものです。

5G基盤展開率とは、以下の図のように、全国を10km四方のメッシュで区切り、1つでも5G基地局があるメッシュの割合を示したものです。

基盤展開率のイメージ

つまり、例えば「5G基盤展開率が全国50%」となっていたからと言って、全人口の50%が5Gを使えるようになるというわけではないのです。
5Gの電波が10km四方にまで届くかどうか、そして、建物や地形の影響をどの程度受けるのかもわからないということもあります。

ただし、各キャリアとも5Gが使える地域については公式サイトにて順次公表していくので、契約前にはサービスを利用する地域が、カバーされているかどうかを確認するのがいいでしょう。

まとめ

5Gとは何なのか、いつ、何ができるようになるのか、そして、5Gサービスを担う4キャリアの発表内容について解説してきました。

5Gに関して重要なことは、大きく2点です。

  • 5Gの変化は、ゆっくり進むということ
  • 5Gの技術は、4Gと比べて大きく躍進しており、可能性は無限大だということ

5Gが導入されたからと言って、暮らしが一気に変わるわけではありません。
数年~数十年の単位で少しずつ変っていくことになるでしょう。

5Gへの期待が大きい分、がっかりする時期が来るかもしれない、とも言われているくらいです。
しかし、だからこそ、可能性は無限大だとも言えます。

ドコモの公式サイトには「5G、希望を加速しよう」とあります。
これからの5Gに目が離せません。

めんおう様プロフィール画像修正版

執筆 めんおう

専業ライター。大学卒業後、防衛省にて10年勤め、民間企業を経てフリーランスへ転向。ネット、転職、英語、取材などを中心に書いています。クライアント様の伝えたいことを、万策をもってお伝えします。スマートニュース掲載、上位表示記事多数、寄稿(わたしのネット様、ゼロプラス様、スタープラチナ様など)。
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    監修 わたしのネット