移動通信ネットワークは、1Gから4Gに至るまでに性能が大きく進化してきた。ただし、どれも伝送速度などの規格に最大限近づけることを目指すベストエフォート型で、性能を保証していなかった。これが5Gとの大きな違いだ。5Gは、移動通信ネットワークを利用するサービスが必要とする性能を、エンドツーエンド（サービス事業者から利用者の端末まで）で保証することを前提にしている。そのため4Gまでの移動通信ネットワークでは採用が難しかった用途も、5Gなら現実的になる可能性がある。

　5Gが目標としている伝送速度は下りが20Gbps、上りが10Gbps。現行の4Gの伝送速度は規格や通信事業者によって異なり、ソフトバンクの「SoftBank 4G LTE」を例に取ると、下りの実効伝送速度が72Mbps～125Mbps、上りが17Mbps～28Mbpsとなっている。両者を比較すると、5Gは少なくとも100倍以上の速さになる。

　広範囲に電波を飛ばす能力では、これまでの移動通信ネットワークで使用されている3.5GHzまでの低周波帯が適している。5Gで検討されているのはそれより周波数が高い3.7GHz帯、4.5GHz帯、28GHz帯などだ。周波数が高くなるほど送れる情報量が増える一方、電波の直進性が高くなるため、壁やビルなどの障害物に遮られて電波が届きにくくなってしまう。

　この直進性の特性を生かし、任意の方向にビームのようにして電波を飛ばす技術「ビームフォーミング」を使って、特定のデバイスとの間に安定したネットワークを構築することが可能になる。一方で基地局の数は4Gの何倍も必要になってしまう。2020年から数年は4Gのネットワークと併用する形で、必要なエリアにのみ5Gの基地局が増設されていくことになりそうだ。

　5Gの基地局では、用途ごとにトラフィックを分類して処理する「ネットワークスライシング」という技術が採用される見込みだ。4Gまでの移動通信ネットワークでは全てのトラフィックが混在してしまっていた。例えば映像用のトラフィックと、情報量の少ないデバイスが多数接続するようなトラフィックを異なる層で処理することで、混雑を避けられる。

5Gでなければ実現できない用途

　2020年の商用化の前に、国内では早ければ2019年のラグビーワールドカップに合わせて5Gの試験運用が始まる見通しだ。こうしたスポーツシーンにおける4K（4000×2000ピクセル前後の解像度）、8K（8000×4000ピクセル前後の解像度）の高精細の映像配信は、5Gが備える3つの特徴のうち、超高速を生かした用途だといえる。

　超低遅延では、遠隔医療や自動車の自動走行など、4Gまでのベストエフォート型ではサービスの信頼性確保ができない用途が考えられる。労働力不足が深刻になりつつある中で、地方部における建設機械の遠隔操作なども期待される5Gの用途だ。

　多数接続で考えれば工場IoTや観光、スマートシティーなどが挙げられる。ただし大容量のデータ通信が必要ない用途や、遅延が許容できる用途ならば4Gでも実現できる可能性がある。こうした用途では、まずは4Gで試験的に導入し、伝送速度やデータ容量などの要件に応じて5Gへ移行することになるだろう。

　5Gの実用化が見えてくる中で、通信事業者やネットワークベンダーにはサービス事業者から多様な要望が寄せられているようだ。さまざまな課題を抱える事業者にとって、5Gに対する期待は高い。例えば英語教育のALT（外国語指導助手）が不足している教育の現場からは、「3D（3次元）映像や音声を使ったサービスはできないか」といった要望がある。1人のALTが広範囲を移動しなくても、遠隔で実際に面会している感覚で授業ができるようにするためだ。保育士不足の保育園からも、映像やIoTを使った解決策に関する相談が入っているという。

B2B2Xのモデルで多様なニーズに対処

　こうした多様な用途を5Gで具現化するとなると、通信事業者、ネットワークベンダー、サービス事業者など、関係する事業者が双方向に協力しなければならなくなる。5Gを推進する小林史明総務大臣政務官は「全産業がインターネットと融合して生産性を上げる時代になってきた」と指摘する。通信事業者の電波をサービス事業者が利用し、その先の個人や企業のユーザーにサービスを提供する「B2B2X」が、5G時代のビジネスモデルになると、小林氏は説明する。

　総務省では5Gの成功に向け、年間約20億円の予算を取り、通信事業者とサービス事業者の協力を促す実証実験プログラムを推進している。2018年はこの一環で5Gの利活用に関するアイデアコンテストを実施する。移動通信ネットワークでこのような外部からのアイデアを取り入れようとする試みは、同省では初めてだという。

　通信事業者は、通信ネットワークを広く他事業者に活用してもらうことを模索してきた。5Gで広くサービス事業者との協力を推進すれば、さまざまな課題の解決を後押しすることが期待できる。