移動通信の世代交代の歴史

　携帯電話などの移動体の無線通信規格は、1980年代に始まったアナログ規格の第1世代（1G）から、約10年周期で世代交代を繰り返し、2000年代には移動体音声通信からデータ通信への大転換を支える第3世代（3G）が誕生した。

　また、現行の最新世代である4Gは、人々の働き方や生活スタイルまで一変させたスマートフォンの普及と、その利便性を著しく向上させるインフラとして、2010年代に登場したものである。

　3G、4Gの普及は、新興国における通信業の「リープフロッグ」（注1）と呼ばれる現象を引き起こした。具体的には、3Gを装備した携帯電話により、それまで主流であった固定通信網をインフラ未整備の新興国であえて普及させる必要がなくなり、4Gが固定網によるインターネット接続の必要性をスマートフォンで代替した。


　このような流れを受け、次世代の通信規格として5Gの検討が行われており、各国で3GPP（Third Generation Partnership Project）と呼ばれる3G時代から続く標準化団体を機軸に、複数の団体が標準化の検討を急ピッチで進めている。

5G実現のための3つのハードル

　通信規格の世代交代の歴史に見られるように、世代交代時には明確な通信機能・性能の向上が見られた。5Gもその例外ではなく、これまでに比べて主に、1.高速・大容量、2.大量接続、3.低遅延などを要求条件とした検討が行われている（この3つがすべてではない。あくまで特徴的な点のみピックアップしている）。

1.高速・大容量
　5Gにおける通信速度の達成目標は、現行の4GやWi-Fi接続の約10倍にあたる10Gbps以上とされている。これにより、従来は携帯端末での視聴が敬遠された4K、8Kなどの大容量マルチメディアコンテンツや、VR（バーチャルリアリティ）などを使った新たなアプリケーションの活用に道が開けるといわれている。

　しかしながら、現行の4G/Wi-Fiでストレスなく使える以上の大容量コンテンツがそれほど多く存在しているか、またユーザーがそれを求めているかについては、甚だ疑問であり、この要求条件自体が5G普及の決め手になるとは考えにくい。

　特に日本においては、居住地域のほとんどをすでに4Gネットワークがカバーしていることもあり、3Gから5Gというリープフロッグ効果もほとんど期待できない状況である。
　一方で以降に挙げる2つの要求条件は、現行世代とは明確に異なる技術要件と需要があると考えられる。

2.大量接続
　現在、世界のいたるところでIoT（モノのインターネット）による新たなビジネスが勃興しており、これにより各種センサーを初めとして、これまでとは比較にならない数の移動体通信端末をインターネットに接続する必要が出てきている。

　なぜセンサーなどが「移動体」である必要があるかというと、仮に固定した場所に配置されるデバイスであっても、有線でインターネットに接続するための設備を用意することが困難もしくは割に合わないケースが大多数と考えられるからである。

　フロスト＆サリバンでは、2020年までにこれらのIoT関連端末数が800億台に達すると予想しており、その後も飛躍的なスピードで成長すると考えている。


　これらの大量の端末をカバーする無線基地局には、当然のことながら、これまでにはなかった大量接続を賄う機能が不可欠であり、IoT時代を支えるインフラとしての5Gの必要性を裏付ける要件といえる。

　また、この大量接続は同時に大容量通信の要件をも生み出す。総務省の調査によれば、移動体通信トラフィックは1年で約1.4倍増加しており、複利計算して10年で40倍、20年で1171倍増加のペースであり、一説には2020年ごろには容量の観点で移動体通信網の資源は枯渇してしまうという観測も行なわれている。MNO（通信キャリア）が出しているスマートフォンのデータパックが消費者にとって高く感じられるように設定されているのも、通信資源枯渇の防止策であると考えれば、うなずける方針である。


3.低遅延
　低遅延についても、IoT時代の新ビジネスモデルからの要求事項の部分が大きいと考えられる。たとえば、自動運転を行う車両が、センサーから得られた周囲の情報をサーバに送信してから、しばらく待った後にアクション指示を受け取るようでは、交通事故につながってしまう。

　エッジコンピューティングなどを使って、センサーや車両自体を賢くする技術で代替することもできるが、それではコストに見合わないため、センサーとサーバの間の通信遅延を極小化することができれば理想的である。5Gでは、従来の約1/10である1ミリ秒以下の低遅延の通信を達成目標として設定している。

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