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2020年3月からサービスが開始された5G。
5Gという言葉を耳にすることはあっても、4Gとは何が違うのか、意味が何か分からない人は多いのではないでしょうか。
そこで本記事では5Gとは何かから、5Gと4Gの違い、5Gの仕組みや特徴、メリットまで、簡単にわかりやすく解説していきます。
小中規模プロジェクトを中心にSEやコンサルとして活動。クラウド導入やスタートアップ、新規事業開拓の支援も経験しました。
5Gとは？
5Gは「第5世代移動通信システム」として定義されており、簡単に言うとこれまでの4G/LTE技術を大幅に進化させた通信規格です。
5Gは、高速データ通信、大容量のトラフィック処理、低遅延、そして多数のデバイス接続を可能にすることで、インターネットテクノロジーに革新をもたらしています。
特に、デジタルトランスフォーメーション、IoTの普及、高解像度動画コンテンツの需要増加などを見据えて、5Gはこれらのニーズに応えるための基盤技術として位置づけられています。
そのため、5Gは単なる速度向上にとどまらず、社会や産業の変革を促進するキーテクノロジーとして期待されている通信技術です。
5Gの基本的な仕組み
5Gの技術的枠組みは、高周波数帯の利用、高度なアンテナ技術、ネットワークの柔軟性と効率性の向上に重点を置いています。
具体的には、ミリ波帯を活用することで高速のデータ伝送を実現し、大規模MIMO（Multiple Input Multiple Output）やビームフォーミング技術を用いて、通信の効率とカバレッジを向上させています。
また、サービスごとにネットワークを仮想的に分割して、さまざまな品質要求に対応できる技術により、異なるニーズに合わせてカスタマイズされたネットワークを提供することが可能です。
これらの技術は、5Gが提供する超高速、超低遅延、多数同時接続といった特徴を支える基礎となっています。
ローカル5Gとは何か
ローカル5Gとは何かというと、企業や自治体が独自に構築・管理する5G通信網のことです。専用の高速・大容量通信を実現し、セキュリティや安定した接続を確保できるテクノロジーです。
自社のニーズに合わせた環境を作ることができ、高度なデータ処理や遠隔操作などがスムーズに行えます。
ローカル5Gの最大のメリットは、専用性の高さとカスタマイズが可能なことです。独自のネットワークを構築するため外部の影響を受けにくく、セキュリティ面も強化できます。
そして、5G回線のため超高速・大容量通信と超低遅延が実現しており多数の機器を一元管理することも可能です。
ローカル5Gの活用例は産業界全般に渡ります。
スマートファクトリーでは生産の自動化や品質管理、エッジコンピューティングなどに役立っています。医療産業においては遠隔医療での手術支援や緊急判断をリアルタイムで行うことを可能にしました。
また、自動運転では車車間通信や路車間通信の安全性の向上に役立っています。そして、教育ではリアルタイムの遠隔授業にローカル5Gが活用されています。
5Gと4Gの技術的な違い
5Gと4Gの技術的な違いはわかりやすく、速度、容量、遅延、接続台数の4つです。
| 項目 | 5G | 4G |
| 通信速度 | 最大20Gbps | 最大1Gbps |
| 遅延 | 1ミリ秒以下 | 数十ミリ秒 |
| 接続台数 | 100万台/km2 | 1万台/km2 |
| 周波数帯 | 3.7GHz帯、4.5GHz帯、28GHz帯 | 主に1GHz帯以下 |
| その他 | 高信頼性、省電力性 | – |
| 利用シーン | VR/AR、自動運転、IoT、スマートファクトリー、医療など | 動画視聴、Webブラウジング、SNSなど |
| 現状 | 商用化中、サービスエリアや料金はキャリアによって異なる | 世界中で広く普及 |
5Gは4Gに比べて、理論上の最大速度が10Gbps以上と大幅に高速であり、これにより4K/8K動画のストリーミングやVR/ARのリアルタイム体験が可能となりました。
また、大容量化により、同時に多くのデバイスをネットワークに接続でき、IoTデバイスの急増に対応できるようになっています。
超低遅延は、自動運転車や遠隔医療などのリアルタイム性が求められるアプリケーションにとって重要な要素であり、5Gはこれをミリ秒単位で実現しています。
さらに、5Gはネットワークの柔軟性と効率性を大幅に向上させるので、省電力化や低コスト化にも役立ちます。5Gは4Gを大きく超えるパフォーマンスを実現するため、新たなサービスやビジネスモデルの創出を促進すると期待されています。
周波数帯
4Gはほとんどがマイクロ波帯を使用していましたが、5Gではマイクロ波に加えて、ミリ波帯という高周波の電波も利用されます。
ミリ波は周波数が高いため、通信容量は大きくなりますが、電波の到達距離が短くなる特徴があります。そのため都市部で多くのアンテナを設置し、中継することで広範囲をカバーする必要があります。
波形
4Gでは直交周波数分割多重（OFDM）という波形が使われていましたが、5Gではより進化した直交周波数分割多重伝送（OFDMA）に移行しています。
OFDMAでは細かくリソースをスライスでき、デバイスに合わせて柔軟に通信リソースを割り当てられます。
ネットワークアーキテクチャ
4Gは基地局とコアネットワークが分かれていましたが、5Gではネットワークの仮想化が進み、基地局とコアネットワークが統合されたガラス張りのネットワークになりました。
ネットワーク機能をソフトウェア化し、クラウド上で柔軟に構成できるため、新サービスの立ち上げも簡単にできます。
5Gの特徴やメリット
5Gは、通信技術の新たな世界を切り開く「第5世代移動通信システム」です。
この技術は、高速・大容量のデータ伝送、超低遅延、そして多数同時接続の実現を可能にします。
5Gは現代社会のデジタル化を加速し、スマートシティ、自動運転、遠隔医療、バーチャルリアリティなど、多岐にわたる分野での革新が期待されています。
5Gの普及は、単に速いインターネット接続を提供するだけでなく、社会のインフラとしての通信テクノロジーの役割を根本から変える可能性を秘めているのが特徴といえます。
特徴1. 大幅な高速化と大容量化
5Gの最も顕著な特徴は、そのデータ伝送速度の向上です。
理論上、5Gは4Gの20倍以上の速度を提供し、ピーク時には10Gbps以上の速度を達成することが可能で、これは2時間の映画をわずか数秒でダウンロードできるほどの速さです。
また、大容量化により同時に多くのデータを扱うことができるため、高解像度の動画ストリーミングや大規模なファイル転送がスムーズに行えます。
この高速・大容量通信は、4K/8K映像の配信、高度なクラウドサービス、リアルタイムでの大規模データ分析など、新しい技術やサービスの実現を可能にしています。
特徴2. 超低遅延通信
次に5Gの特徴となるのは、超低遅延通信テクノロジーです。
5Gは4Gの1/10以下の遅延を実現し、1ミリ秒以下の遅延を目指しています。この超低遅延は、リアルタイム性が求められるアプリケーションにとって重要といえるでしょう。
例えば、自動運転車は、周囲の状況をリアルタイムで把握し、即座に反応する必要があります。また、遠隔医療では、遅延なく医療機器を操作することが患者の安全に直結します。
5Gの超低遅延は、より安全でスムーズな自動運転、効果的な遠隔医療など我々の技術進歩に伴うシステムの実現を可能にします。
他にも、建設業や製造業などでのリモート作業指示が現実的になるため、現場作業の効率化や安全性の向上にもつながります。
専門的な作業を遠隔地から指示できるようになることによって、作業の質の向上とコスト削減が期待できるため、中小企業にとっても大きなメリットとなるでしょう。
特徴3. 多数同時接続の実現
5Gのもう一つの特徴としては、これまでのモバイルネットワークと比較して大幅に多くのデバイスを同時に接続できるように設計されています。
5Gの多数同時接続は、スマートホーム、スマートオフィス、スマートシティなど、あらゆるものがインターネットに接続されるIoTの世界を加速させています。
5Gによる接続性の改善は、デバイスごとの通信がより効率的になるだけでなく、新たなサービスやビジネスモデルの創出を可能にするでしょう。
5Gでは何ができる？実用例から見る5Gでできること
5Gは「第5世代移動通信システム」として、これまでの4G/LTEに比べて大幅な進化を遂げた通信技術です。
しかし、「実際に5Gを導入する意味が感じられない」「導入してできることは何かわからない」という人もいるでしょう。
ここでは、5Gでできることを紹介します。
5Gの特徴である高速・大容量のデータ通信、超低遅延、多数同時接続能力などのテクノロジーを発揮している「5Gでできること」を紹介します。
4K・8Kのライブ配信を実現
5Gの登場により、4Kや8Kといった超高解像度の映像をリアルタイムで配信することが可能になります。これは、スポーツイベントやコンサート、重要な会議やセミナーなど、さまざまなシーンで革命をもたらす可能性があります。
例えば、8Kカメラで撮影されたバスケットボールの試合が、5Gネットワークを通じてリアルタイムに配信されることで、視聴者はまるで会場にいるかのような臨場感を味わうことができます。
この技術は、エンターテインメントのみならず、教育や医療などの分野でも活用が期待でき、遠隔地にいる人々にも高品質な映像を届けることができます。
スムーズな遠隔操作・遠隔監視
5Gの超低遅延特性は、遠隔操作や遠隔監視の分野にも革命をもたらしています。
遠隔地からの精密な機械操作や危険な環境での作業の遠隔監視が可能になることにより、工場の自動化、遠隔医療、災害時の救助活動など、さまざまな分野での安全性と効率性が向上しています。
特に遠隔医療では、専門医が遠隔地の患者に対してリアルタイムで診断や手術を行うことが可能になり、地域による医療格差の解消に貢献することが期待されています。
安全性の高い自動運転
5Gは自動運転技術の実現においても重要な役割を果たしています。
超低遅延により、車両は周囲の環境をリアルタイムで把握し、即座に適切な判断を下すことが可能になるため、交通事故の減少、交通の効率化、そしてドライバーの負担軽減が期待されます。
また、5Gを活用した車両間通信（V2V）や車両とインフラ間通信（V2I）により、より安全でスムーズな交通網が実現可能です。
自動運転車は、高齢者や障害を持つ人々の移動手段としても活用できるため、社会全体の利便性向上に期待できるでしょう。
VR・ARのリアルタイム配信
5Gの高速・大容量通信は、VR（仮想現実）やAR（拡張現実）のより広い活用に必須の技術です。
これまでの技術では、高品質なVR・ARコンテンツのリアルタイム配信は困難でしたが、5Gにより高解像度の映像や複雑な3Dモデルをスムーズにストリーミングすることが可能となります。
また、超低遅延によってユーザーの動きに対する即時の反応が実現し、よりリアルで没入感のある体験が可能となるでしょう。
5Gはこれまでの4Gでは実現が難しかった高品質なリアルタイムサービスを提供することができ、これによりユーザー体験を大きく向上させています。
例えば、スポーツイベントやコンサートの4K/8Kライブストリーミング、リアルタイムでのVR体験、遠隔地からの精密な機械操作、スマートファクトリーでの生産プロセスの最適化などです。
5G技術は、VRやARを活用した幅広い分野での応用が期待されています。
スムーズなリモートワーク
5G導入はビジネス面でも活躍が期待できます。5Gは高速大容量通信と低遅延が実現されるため、オンラインミーティングなどリモートワークをよりスムーズに行えるようになります。
従来の通信環境でも動画は途切れる場合がありましたが、5Gなら高品質な映像をストレスなく送受信できます。
また、多数の参加者が同時に接続しても快適にコミュニケーションが取れるでしょう。
さらに、5Gは移動体通信も高速化されるため、外出先からでも高画質な動画会議に参加可能です。
5Gはリモートワークの生産性と利便性を大きく向上させ、業務の効率化、新しいサービスの創出、そして運営コストの削減に大きく貢献します。
5Gを実用化した企業の活用事例
5G技術は多岐にわたるビジネスチャンスを生み出しています。
高精細な映像やVR/ARコンテンツのストリーミング、遠隔医療、スマートシティ、自動運転車、そしてIoTデバイスの大規模なネットワークなどが代表的な例として挙げられます。
実際に5G技術を活用し、効率化や品質向上を実現した企業は数多く存在します。
特に製造業や自動車産業では、5Gの特性を生かした革新的な取り組みが進んでいます。
ここからは5G技術の活用事例について、紹介していきます。
EBINAX株式会社（旧：ヱビナ電化工業株式会社）
EBINAX株式会社は、ローカル5Gを活用して製造業のデジタルトランスフォーメーション（DX）を推進しています。
同社は、高精細カメラとAIを組み合わせた遠隔管理や遠隔指導、IoT化された流量計や振動計を用いたリアルタイムの自動検知システムを導入しました。これにより、製造現場の品質管理を大幅に向上させ、生産性のアップを実現しています。
ローカル5Gの低遅延性能を活用することで製造ラインの即時調整や緊急時の対応が可能になり、ヒューマンエラーの削減にも貢献しています。
また、コスト面でのハードルが高いという課題においても、ローカル5Gシステムの低廉化により導入が進んでいるため、ヱビナ電化工業の事例は中小製造業におけるローカル5Gの可能性を示すものとなっています。
トヨタ自動車株式会社×NTTドコモ株式会社
トヨタ自動車とNTTドコモは、5Gを活用したヒューマノイドロボット「T-HR3」の遠隔制御に成功しました。
T-HR3は、トルクサーボモジュールとマスター操縦システムを用いて、操縦者と同じ動きをするロボットです。
5Gの低遅延性能を活用することで、遠隔地からでもリアルタイムに近い制御が可能となり、より実用的な遠隔操作を実現しています。この技術は、家庭や医療機関での支援、災害時の救助活動など、さまざまな分野での応用が期待されています。
またこの成功は、5Gがロボット技術や自動化技術の発展に大きく役立つことを示したこととなったため、トヨタとドコモの取り組みは、5G技術を活用した新たなビジネスモデルやサービスの創出に向けた重要な一歩となりました。
三菱重工業株式会社
三菱重工業は、5G技術を活用して工場内無線化の実証実験を行い、生産性の向上と効率化を実現しています。
具体的には、変種変量生産に資する制御系ネットワークの無線化、無軌道型AGVの遠隔制御、現場作業員の遠隔保守作業支援などです。
これにより、従来の有線環境では困難だった高度な自動化とリモート操作を実現し、製造現場の柔軟性と効率性を大幅に向上させました。
また、5Gによる振動データ収集やAIによるデータ解析をリアルタイムで行い、熟練工が不在でも工具の摩耗状況などを把握することが可能となったため、生産設備の保守作業の大幅な効率化を達成しています。
三菱重工業の取り組みは、製造業のデジタルトランスフォーメーション化を推進し、スマートファクトリーの実現に大きく貢献したといえるでしょう。
大森クローム工業株式会社
大森クローム工業は、ローカル5Gを活用して自社の検査機器による生産性向上と品質保証の明確化を図りました。
特に、高精細カメラを用いた外観検査システムを導入して微細な部位まで撮影し自動判定することで、検査工程の自動化を実現しました。
これによって、人手による検査の限界を超える精度とスピードでの品質保証が可能となり、全体の生産効率が向上しています。
また、ローカル5Gの導入により、検査データのリアルタイム処理が可能になり、即時に品質管理を行うことができるようになりました。
大森クローム工業のこの技術は、中小企業に向けたローカル5Gの導入支援の一環として、東京都中小企業振興公社が助成する事業の一つとして採択され、生産性向上やビジネスモデルの革新を促進したといえます。
富士通株式会社
富士通とトレンドマイクロは、「FUJITSU コラボレーションラボ」でローカル5Gシステムを用いたスマートファクトリーの実現に取り組みました。
高精細監視カメラや無人搬送車両などのIoTデバイスを活用してセキュリティ課題を組み込むことで、サイバー攻撃への対策を強化しています。
この技術によって、製造現場での自動制御や遠隔操作が安全かつ効率的に行えるようになり、DXを推進する上での新たな可能性を示しました。
社会課題の解決や新たなビジネスモデルの創出にも貢献すると期待されています。
実証で得られた知見をもとに商品化を目指し、グローバル展開も視野に入れたソリューションの検討を進めています。
この取り組みは、ローカル5Gを活用したセキュリティ強化と効率的な工場運営のモデルケースとして、製造業界全体のデジタル化を推進する上で重要な意味を持っています。
KDDI株式会社
KDDI株式会社は、携帯電話事業の全国統一ブランド「au」を通じて「auShort（旧：au5Gチャンネル）」という5G専用のエンターテインメントサービスを提供しています。
このサービスは、XRコンテンツ、バーチャルシティ、音楽、映画、ドラマ、アニメ、スポーツ、お笑い、ゲーム、癒しといった幅広いジャンルの厳選された動画を提供しています。
ユーザーはザッピング感覚でこれらのコンテンツを楽しむことができ、5Gの高速通信を利用して、高画質な動画をスムーズに視聴できます。
また、5Gエリアでの特別コンテンツ提供や、生活圏が5Gエリア化された際の通知機能など、5Gならではの付加価値を受けられる点が大きな特徴といえるでしょう。
5Gは必要ない？普及しないと言われる理由や問題点
5Gが必要とされながらも、そのネットワークの整備と普及においては様々な課題や問題点が指摘されています。コスト面や実用性、公平性の観点から検討が必要とされています。
ここでは「5Gは必要ない」「5Gは普及しない」と言われる理由となっている問題点を紹介します。
インフラ整備コストがかかりすぎる
5G通信の実現には、新たな基地局の建設や既存設備の大規模なアップグレードが必要不可欠です。特に高周波のミリ波を活用するため、基地局を密に配置する必要があり、多額のコスト負担が避けられません。
総務省の試算では、5Gのインフラ整備に必要な費用は3.5兆円から4.5兆円と見積もられています。
この巨額の投資は通信キャリアのみならず、インフラ設備メーカー、自治体などの負担増加にもつながります。さらに将来的には、さらなる高度化に向けて設備の入れ替えが求められる可能性もあります。
一方で、投資に見合った利用者の伸びが得られなければ、通信会社の収益が圧迫され、サービスの質の低下にもつながる可能性も捨てきれません。
5Gの全国整備が当初の計画通りに進まないことやインフラコストに対する過度な負担が、5Gが普及しないと言われる理由の一つになっています。
対応端末の価格が高い
5G対応の新しい端末を購入する必要があり、その価格が高くなることが懸念されています。
現時点で5G対応スマートフォンの価格は、従来の4G端末に比べて1万円以上高くなっている製品も多いです。
企業が社員にスマホを支給する場合や、一般ユーザーが自費でスマホを購入する際の金銭的な負担が、5Gが普及しないと言われる理由になっています。
既存の4G端末では5Gのメリットを受けられないため、多くのユーザーが新しい端末やスマホに変えなければならず導入コストの増大が避けられません。
4Gとの差別化が難しい
都市部においては既存の4G通信でも十分な速度が出ており、5Gを導入する必要性が見いだしにくいという課題があります。
4Gと比較して、あまりサービス体感が変わらなければ、企業や個人がわざわざ5Gに切り替える理由にするのが難しくなります。
そのため、5Gの真価が発揮されるのは、多数の機器がネットワークに繋がるIoTの分野や、工場の自動化のような産業利用といった、特定のユースケースに限られるのではないかと言われています。
デジタルデバイドの解消が必要
5Gエリアと4Gエリアの区別なく、誰もがサービスを公平に受けられることが重要です。
しかし、5G基地局は都市部から整備が始まることから、都市部とその他地域の通信環境に大きな開きが生じる可能性があります。
こうした「デジタルデバイド」が発生すると、地理的要因で通信サービスへのアクセスが左右されてしまう恐れがあります。
5Gのメリットを広く届けるためには、この通信格差をいかに早期に解消できるかが課題となっています。
まとめ：5Gで変わるビジネスの未来
5Gの登場は、ビジネスの未来に革命をもたらすと言われています。
この先進的な通信技術は、超高速、超低遅延、そして多数同時接続の特性を持ち、これまでの4Gとは比較にならないほどのパフォーマンスを実現します。
BtoB領域では、スマート工場、自動運転、遠隔医療、遠隔操作など、多岐にわたる分野での応用が期待されています。企業への直接的なメリットは、生産性の向上、コスト削減、新たなビジネスチャンスの創出です。
BtoC領域では、動画ストリーミングやゲームなどのエンターテイメント体験が格段に向上します。
しかし、これらの変革を実現するためには、企業は新たな技術への適応、人材の育成、セキュリティ対策の強化など、多くの課題に直面することでしょう。
5Gへの疑問やDX化への質問がある場合は、実績豊富な株式会社Jiteraに一度ご相談ください。貴社のお悩みに的確なアドバイスを提供します。
