5Gの意味や特徴は？5G誕生の背景やメリット・実現できることを解説【2024年最新版】

スマートフォンに代表されるモバイルデバイスの普及とともに通信規格も進化し、現在は5Gサービスが注目を集めているものの「特徴や4Gとの違いがよくわからない」という方も多いのではないでしょうか。
そこでこの記事では、営業・バックオフィスなどさまざまな分野の発注先を比較検討できる「アイミツ」が、5Gの意味や特徴、誕生の背景から、4Gとの違いやメリット、5Gで実現が期待されることなどを詳しく解説します。

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5G（5th Generation／第5世代移動通信システム）は、モバイルデバイスなどに用いられる通信規格の第5世代目を意味するものです。日本では2020年3月にサービスが開始、対応機種やエリアの拡大が進んでいます。5Gには以下の特徴があります。

5Gでは高速で大容量の通信が可能です。前世代である4Gは通信速度が100M～1Gbps程度とされていますが、5Gは理論上では10G～100Gbpsにまで向上します。昨今は動画をはじめとする大容量のデータをやりとりする場面も多く見られますが、2時間の映画をダウンロードするには4Gは約5分かかっていたのに対し、5Gでは数秒で完了させることができます。

4G以前の通信では理論上は十分な通信速度を実現可能であっても、環境によってデータの遅延が発生し、オンラインゲームなど即時性を重視する場面では課題視されることもありました。しかし、5Gではデータ遅延が4Gの10分の1ほどに抑えられるとされているため、遅延が少なく信頼性の高い通信が可能です。

5Gではネットワークに同時接続できるデバイスの数が飛躍的に増加しました。IoT（Internet of Things）が普及し、PCやスマートフォンだけでなく多くの家電や機器がネットワークに接続する現代では、多数同時接続は大きな意味のある特徴だといえます。5Gの登場によってさらにIoTの可能性が広がり、新たなサービスの誕生が見込まれています。

5Gは第5世代の通信規格であり、その前には第1世代（1G）から第4世代（4G）が存在します。ここからは、5Gが誕生した背景ともいえる、1〜4Gの各世代について解説していきます。

1G（第1世代移動通信システム）は、セルごとに基地局を設置して端末を追跡する「セルラー方式」と呼ばれるアナログ無線の通信規格で、1970年代の後半から1980年代に登場しました。音声通話を主としており、自動車電話として提供されたのが最初の商用化サービスです。端末や通信量が高額であったこともあり普及は限定的でしたが、日本における移動通信の歴史はここから始まりました。

1Gに続いて1990年代前半に登場したのが、2G（第2世代移動通信システム）です。アナログからデジタルへ変化し、パケット通信が可能となったことで音声通話だけでなくデータの送受信が行われるようになりました。1G時代は持ち運びが大変だった大きな端末も片手で持てるサイズとなったことで「携帯電話」と呼ばれ利用が広がり、現在のスマートフォンにいたる基礎が形成されたといえます。

2000年代初頭に登場した3G（第3世代移動通信システム）は、インターネットが普及した社会環境に対応し、2Gから始まったパケット通信が高速化します。これによってさまざまなWebコンテンツを携帯電話で閲覧できるようになり、音楽・映像の配信サービスやテレビ電話などが登場しました。
その後、データ通信への需要と高速化の必要性から登場したのが第3.5世代と呼ばれるW-CDMA HSPAなどです。また、通信規格の発展に合わせてデバイスも進化し、2000年代後半にはスマートフォンが誕生しました。

データ通信における高速化への需要は2010年代に入ってさらに加速し、第3.9世代と呼ばれる通信規格のLTE（Long Term Evolution）を経て、4G（第4世代移動通信システム）の登場へいたりました。4Gはパケット通信に特化する一方で、高速化・低遅延・多接続を重視しており、これらの飛躍的な進化を特徴とする5Gへの布石として十分な性能を有しています。通信速度は100M～1Gbps程度とされており、3Gと比べてさらに大きく向上しました。

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4Gがスマートフォンの普及を支えた通信規格だとすれば、5Gは社会全体の進化を支える通信規格だといえます。5Gは反応性や接続性、速度とあらゆる面で4Gを凌駕し、変革する社会環境に対応しているからです。
 ・反応性
データが届くまでの時間を意味する平均遅延時間は、4Gが10ms（ミリ秒）と言われていますが、5Gではわずか1msと4Gと比べると10分の1程度です。これはリアルタイムでの正確な反応が求められる自動運転車などの普及にあたって非常に重要なポイントだと言えます。
・接続性
多数同時接続が可能な5Gは4Gでは実現できなかった処理が現実的なものとなり、革新的なサービスが誕生していくと予測されています。あらゆる機器やセンサーをネットワークへ接続させることで自動化・効率化を図るスマートホームやスマートシティも、5Gの特徴を最大限に活かせるものとして普及が期待されているようです。
・速度
トラフィック容量が大幅に増加しネットワーク効率が飛躍的に向上した5Gでは、4Gと比較すると理論上100倍の高速通信が実現するとされています。大容量データでも短時間での送受信が可能です。

5Gの具体的なメリットとしては、どのようなものがあるのでしょうか。ここからは、5Gの主なメリットについて解説していきます。

高速大容量の通信が可能な5Gは、インターネット利用をより快適にします。リアルタイムで複雑な処理を必要とするオンラインゲームや、大容量の動画視聴であっても5Gなら遅延やコマ落ちといったストレスを感じることなく高画質・高音質で楽しむことが可能です。また、オンライン会議やウェビナーなども映像・音声の途切れを心配する必要なく、スムーズに進められるでしょう。

5Gの高速大容量通信によって遅延や不通といったトラブルが発生しにくくなれば、それらの対応コストが削減できます。多数同時接続が可能なので、利用機器の拡大によるネットワーク増強の手間や時間も軽減できるでしょう。
さらに、5Gは1つの基地局に同時接続できる台数も大きく増加し、通信キャリアの環境維持コストも抑えられるため、将来的にはそれがユーザーの利用料へ反映されることも期待できます。

4Gでは10msとされる平均遅延時間が、5Gでは10分の1である1msとなるため、データ通信の信頼性が大きく向上します。自動運転車の運用に関するさまざまな判断や医療現場における遠隔手術など、リアルタイム性が特に重視されるシチュエーションであっても安心・安全に利用できるのではないでしょうか。

通信規格が4Gから5Gへと進化することで、具体的にはどんなことができるようになるのでしょうか。ここからは、5Gによってできるようになること、大きな変化が生まれると予測される主な用途について解説します。

極度のリアルタイム性を要する車の自動運転は、5Gの高速大容量通信や高信頼・低信頼といった特徴によって実現が近づくことが期待されています。自動車間での相互通信による車間距離の維持や情報共有のほか、道路状況や環境情報を5Gネットワークによって取得し、瞬時に判断・処理することで安全性・快適性の大幅な向上が可能となります。

車の自動運転と同様に5Gの高速大容量通信と高信頼・低遅延によって即時で機器を遠隔操作できるようになれば、世界中どこからでも遠隔で手術を行えるようになります。高精度な映像の受信、タイムラグのない機器へのオペレーション送信によって遠隔手術が可能になれば、僻地の医師不足の解消にもつながり、多くの命が救われるはずです。

5Gの高速大容量通信や低遅延は、ディスプレイやゴーグルを通じて仮想空間を体験できる「VR」や、現実世界と仮想現実が拡張された世界を楽しめる「AR」、現実世界が反映された仮想世界である「MR」を用いたより多彩な表現にも貢献すると考えられます。これらの技術はすでにゲームや医療、製品開発など幅広い分野で活用が進んでいます。

スマートホームとは、家電や照明、鍵、換気システムなどあらゆる設備がIoTデバイスとしてネットワークで統合管理されている住宅のことです。近年はWi-Fiを活用したスマートスピーカーなどのデバイスの普及が進んでいますが、これを5Gネットワークで拡大するとより多くのデバイス連携や、遠隔地からの操作が可能となります。これによって大幅な自動化・効率化を追求し、さらに快適な生活の実現を目指しています。

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この記事では、5Gの意味や特徴、誕生の背景、4Gとの違いなどをまとめて解説してきました。今後はさらに5Gの普及が加速するとともに、それを活用した製品・サービスが増加していくと考えられます。そうした時代の中でも生き残るためには時代をリードするような製品・サービスを生み出す必要がありますが、「社内に5Gに精通した技術者がいない」という場合はシステム開発会社への外注をおすすめします。
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