こんにちは。masato(@masatoiphone1)です。
今回は近年定着した言葉のひとつ「5G」について解説します。
そもそも5Gとは
5Gとは「第5世代移動通信システム」の略称です。
移動通信システムなので、スマートフォンなどの無線通信機器に用いられる次世代通信規格となります。
5GのGは「Generation」の頭文字をとったもので、第５世代目であることを表しています。
日本では2020年3月に一般消費者向けに5Gサービスが開始されました。
まだまだ日本の5Gは始まったばかりなんだね。
ところで5Gは4Gとは何が違うの？
5Gの特徴は３つあります。
・高速・大容量
・低遅延
・多数端末同時接続
それでは、4Gと比較しながらそれぞれの特徴を見ていきましょう。
5Gの特徴
①高速・大容量
一つ目の特徴が「高速・大容量」です。
4Gの最大1Gbps程度に比べて、5Gでは最大20Gbpsでの通信が可能です。
キャリア（ドコモ、KDDI、ソフトバンク、楽天モバイル）各社による5G展開では高速・大容量通信を訴求してきたことから、 5Gの特徴ときかれて真っ先に思い浮かべた方も多いのではないでしょうか。
高速・大容量通信を可能にするため、5G用の広い周波数帯がキャリア各社に割り振られています。
②低遅延
２つ目の特徴が低遅延です。
遅延が大きいと、オンライン会議などで映像と声が噛み合わなくなったりします。
また、自動運転車やドローンなど、高速移動する物体の遠隔操作に遅延が発生すると、大事故につながりかねません。
5Gではこうした遅延を大幅に小さくし、遠隔でも遅延なく操作することが可能になります。
③多数端末同時接続
３つめの特徴が多数端末同時接続です。
人がたくさん密集するライブ会場やスタジアムでも、快適に5G回線を利用することが可能になります。
（補足）なぜ高速・大容量が可能なのか
理由は２つあります。
・高周波数帯を利用している
・利用できる周波数の幅（帯域幅）が広がった
高周波数帯を利用するほど、伝送できるデータ容量が大きくなります。理論的な話は割愛しますが、周波数が高いほど通信速度が速くなる、と簡単に理解していただいて大丈夫です。
さらには利用できる周波数の幅も広がっています。4Gでは10~40MHzの幅だったものが、5Gでは100~400MHzに広がっています。
これは高速道路の車線数で例えるとわかりやすいでしょう。
従来10車線程度だったものが、一気に100車線以上に広がりました。移動できる車の量（通信量）も桁違いに多くなります。
参考までに、4Gと5Gの比較を図示します。
ミリ波 / Sub6（サブシックス）とは？
5Gの特徴は理解したよ。
ただ、ミリ波とか、Sub6（サブシックス）というワードが出てくるとよく分からない…
5Gの特徴のひとつは、高い周波数帯を使って大容量・高速通信を実現するというものでした。
その中でも、ミリ波とは特に高い周波数帯（28GHz）のことを指します。
一方、Sub6（「サブシックス」と呼びます）は6GHz未満の周波数帯である3.7GHz、4.5GHzを指しています。ミリ波と区別するため、2つの周波数帯をまとめてSub6と呼んでいます。
中でも、ミリ波は割り当てられている帯域幅が400MHzと広く、5Gの理論上の通信速度である20Gbpsを実現するためにはミリ波の利用が必須となります。
5Gが２つの周波数帯に分けられているのはなぜか
高速通信を実現するならミリ波だけでいいんじゃないの？
なんでミリ波・Sub6と分けているの？？
高周波数帯を利用するミリ波には「遮蔽物に弱い」「遠くまで電波が届かない」という特徴があるからです。
一方でSub6は既存の4Gに近い周波数帯を利用しているため、4G技術を5Gに転用することが比較的容易です。
まずは4Gの延長であるSub6を使い、ある程度5Gのメリットを実現しつつ、順次ミリ波エリアを拡大していくことを念頭に置いて２つの周波数帯に分けたものと推測します。
5Gエリアの拡大はなぜ遅いのか？
ミリ波、Sub6を使って5G展開していることは理解したけど、
なかなか5Gエリアが広がらないのはなんでだろう？
理由は大きく２つあります。
①高周波数帯を利用しているため
先ほどお伝えした通り、高周波数帯であるほど「遮蔽物に弱い」「遠くまで電波が届かない」というデメリットがあるからです。
こうしたデメリットに対処するため、高周波数帯を利用する5Gは、4G以上にきめ細かく基地局を設置して5Gエリアを拡大していく必要があります。
しかしながら、整備には莫大な時間と設備投資を必要とすることから、エリア拡大が遅くなっています。
②電波干渉調整問題
Sub6の3.5GHz帯、ミリ波の28GHz帯は、いずれも固定衛星通信と利用周波数を共有しています。
既存の衛生通信への影響を都度協議しつつ基地局を設置する必要があるため、エリア拡大のボトルネックとなっています。
奥の手：4G回線の5G転用
5Gエリアがなかなか拡大しないことに政府も危機感を募らせました。
5Gの早期実現は、2020年東京オリンピックを見据えた国威発揚の一大プロジェクトだったからです。
結果、総務省の省令等改正により4G周波数を5Gに転用することが認められました。
4G周波数では5Gの目玉である大容量・高速通信は実現できません。一方で「低遅延」「同時端末多数接続」の恩恵は受けることができます。こうして5Gエリアは従来よりも拡大スピードが上がることとなりました。
5Gエリア拡大の現状は？
キャリアごとの最新の5Gエリアマップを記載します。
・ドコモ
・KDDI
・ソフトバンク
・楽天モバイル
まとめ
今回は5Gの特徴、周波数帯（ミリ波/Sub）について解説しました。
いかがでしたでしょうか。
みなさんの5G理解促進の一助になれたら幸いです。
それでは、さようなら。
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