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【世界を変える技術】5Gについて解説してみた

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ついに今年から本格的に稼働する通信技術5G

エリアが限定されるようですがついに日本でも利用できる様になります

 

5Gが稼働することによって携帯電話の通信速度が早くなるだけではなくて世界が変わってしまうかも知れません

 

世界を変える様な技術が今年から利用できる様になります

今回はそんな5Gについて解説します

 

【5Gで実現する世界】

非常に期待されている技術である5G

5Gになると通信速度が飛躍的に速くなるため大容量のデータ通信が可能になります

それによって様々な事が実現していきます

主にこの様な事が実現するといわれています

•自動車の完全自動運転
•遠隔医療
•コンビニなどの無人店舗
•IoTの発展
VRやなどの技術

これらの技術は大容量のデータ通信だから可能になるものばかりです

 
自動車の完全自動運転が可能になれば自分で車を運転する必要が無くなるので高齢者による交通死亡事故などは無くなります


遠隔医療が可能になれば名医と呼ばれる様な医師の治療が受けられやすくなるかも知れません


無人店舗は現在アメリカでAmazonが展開していたり日本の大手コンビニで実験がされています

お店のは入り口でスマホQRコードをかざして入店して欲しい物を取って店を出ると自動的に決済される仕組みです
無人店舗が普及すると少ない人員で店舗運営が可能になるので人手不足も解消されます


IOTとは色々な物をインターネットに繋いで様々な事が出来るようになる技術です

現在はエアコンや洗濯機をインターネットに繋いで遠隔操作ができたりスマートウォチでランニングをした時の記録や健康状態のチェックに利用できたりしています

今は主に家電に利用されている技術ですが5Gによって家電以外の物もインターネットに繋がり様々な事ができる様になるかも知れません


VRも5Gによって普及されると言われています

2019年のラグビーのワールドカップでも取り入れられましたが

5Gが普及すればヘッドマウントディスプレイを装着することで自宅に居ながらにして
スタジアムにいるかの様にスポーツを観戦したりする事ができるようになります


これ以外にも5Gの普及で様々なサービスや技術が実現可能になるでしょう


まさに時代を5Gは変える技術だと言えると思います

 

【通信技術の歴史】

そもそも5Gは「5th Genereation」(第5世代移動通信システム)の略称です

1Gから始まり日本では2020年に本格稼働が始まります

5Gまではどの様な技術だったのか解説します

•1G

1Gで出来たことは信号がアナログ方式のため音声通話だけでした
最初は1979年に自動車電話として使用されました
1980代に携帯電話が登場して持ち運んで通話が出来る様になります

•2G

アナログからデジタルになった事でメールやデータ通信が出来る様になりました
1999年にNTTドコモiモードなどのサービスが始まったのはこの時はからです

•3G

2001年から開始された3Gは無線通信方式が採用されて国際標準となり日本の携帯電話が海外でも使える様になりました

NTTドコモFOMAで世界で初めて3Gのサービスをスタートさせました

そして2008年には日本で初めて発売されたiPhoneであるiPhone3Gが発売されました

•4G

2012年にサービスが開始されました
大きく進化したところは通信速度が向上したこと
動画配信やゲームなどのコンテンツが普及しました

 

この様に通信技術は発展を遂げて行きました
そして5Gになり4Gよりも大容量のデータ通信が可能になるのです

 

【5Gを実現するための技術】

5Gの特徴を簡単にまとめると
•高速大容量通信
•低遅延
•多数同時接続

これらの特徴をどの様な技術で5Gを実現するのか解説していきます


◯高速大容量通信

5Gは最大で20Gbpsという4Gの20倍の大容量を実現します

その様な大容量通信を可能かするのは幅広い周波数帯の電波を活用するからです

4Gで使用されていた周波数は3.5GHzだったのかに対して5Gはサブ6帯呼ばれる3.6GHz 4.5GHzとミリ波帯と呼ばれる28GHzなど高い周波数を幅広い帯域を活用します

それによって大容量通信を可能にしています

今まではミリ波帯は直進性の高いため障害物があると反射してしまう特性がありました

それを解決する技術として電波を特定の方向に絞り込んで送るビームフォーミングという技術を使用します

ビームフォーミングはフェーズアレイアンテナと呼ばれる複数のアンテナを利用して特定の地点に向けて最適な電波感度にします


これによって障害物があっても反射させずに電波を送る事で大容量の通信が可能になりました

◯低遅延

遠隔治療や自動車の完全自動運転を実現するために必要な要素が低遅延である事です

遅延が起これば安全な医療や自動運転は実現できません

遅延は5Gになると4Gの10分の1になると言われています

この低遅延をエッジコンピューティングという技術です実現します

現在のネットワークの仕組みはスマートフォンでアップロードする場合

スマートフォン基地局→ネットワーク→クラウドサーバー

の順でデータが送られて行きダウンロードする場合は逆を辿ってスマートフォンまでデータが送られて行きます

それに対してエッジコンピューティングでは

スマートフォン基地局基地局に近傍したエッジサーバー

データをエッジサーバーで処理することで今までよりも低遅延を可能にしています

技術的な課題としては利用者の近くに大量にサーバーを設置しないといけないこと

今後は時間をかけてサーバーを増設されていくでしょう


◯ 多数同時接続

今まで以に多くの端末を同時にネットワークに接続できる様になります

4Gでは1㎢あたり10万台の端末が同時接続ができるとされていましたが

5Gになると100万台の同時接続が可能になります

これを実現するのがグラント•フリーと呼ばれる方式です

今までは端末と基地局で通信する場合は通信周波数や利用時間を端末と基地局でやり取りして基地局が事前承認していました

グラント•フリーでは事前承認する過程を無くしてしデータを送れるようにすると言う方式です

基地局が事前承認をする過程が無くなったのでその分多くの端末のデータ送信が可能になるのでたくさんの同時接続が出来る様になります

これによって今まで以上に普及する事が期待されているのがIoTです

あらゆる物をインターネットに繋げる技術なので多数同時接続は重要な技術となります

5Gが本格稼働する事でIoT対応の製品は増えて来るでしょう

 

【最後に】

今後5Gによって色々なサービスが誕生してくるでしょう

それによって私たちの生活は劇的に変わって来ると思います

日本全国で5Gが使用出来る様になるのはまだ先になるでしょう

まずは東京などの都心からになりそうです

今後の5Gの普及に期待していきたいです