「5G」時代へ。1から4世代までの通信ネットワークをおさらい

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 2020年の実用化・商用化に向けて開発が進められている新技術に、放送分野の「4K・8K放送」、自動車分野の「自動運転」、そしてネットワーク分野の「5G」がある。今よりテレビ画像が高精細になる「4K・8K放送」とドライバーが運転をしなくてもクルマが自律走行する「自動運転」は進化の姿をイメージしやすいが、5Gについてはどんなことができるようになるのかがわかりにくいかもしれない。

 それは5Gが、「4Gとの違いは速度が●●倍!」といった単純な高速化だけでなく、新しい価値に満ちた次世代社会を産み出すことを目的に設計されているからだ。4K・8K放送と自動運転もその新しい価値の一つで、5Gはこれらを支える役割も担っている。

 5Gという言葉自体は馴染みがあるだろう。Gは「Generation(世代)」のこと。つまり4Gは「モバイルネットワークの第4世代技術」を意味する。

 5Gは、4Gの次に予定されている「モバイルネットワークの第五世代技術」のことで、一般には「第五世代移動通信システム」と呼ばれる。

 5Gの特徴を知る早道は、モバイルネットワークの発展経緯を知ること。各世代の移動通信システムの発展経緯を見ていく。

「1G」アナログ携帯電話時代
 最初の携帯電話は、日本、米国、欧州の地域別に技術開発が進められ、アナログ無線技術の地域別仕様が策定されて商用化となった。この「アナログ無線技術のモバイルネットワーク」が第1世代(1G)。80年代から90年代にかけてのことだった。

 90年代になると、無線技術のデジタル化が進み、デジタル無線技術を用いたモバイルネットワークが標準化され、サービス提供が始まった。

「2G」デジタル化とデータ通信
 このデジタル無線による携帯電話システムが第2世代(2G)だ。無線技術がデジタルになると、データ通信サービスの提供が容易になる。

 そこで、メールをはじめとする携帯データ通信の利用が本格化した。国内では、1999年にNTTドコモがiモードを開始し、各種の情報提供やインターネットメールを携帯電話で使えるようになり、携帯データ通信の利用が一気に広がった。

 携帯データ通信を日常的に利用するようになると、ユーザーは高速化を求める。これに応える技術開発も進められ、3Gのコア技術となる「CDMA(Code Division Multiple Access、符号分割多元接続)」を用いた「cdmaOne」が商用化された。cdmaOneは、3Gを先取りした高速化技術であったため“2.5世代”と呼ばれた。

「3G」初の世界標準
 1G同様、2Gも地域ごとに別々の技術で商用サービスが始まったので、当時の携帯電話は地域限定の携帯電話だった。今のように、1台の携帯電話を持ち歩いて世界中で使うことはできなかった。この問題を解決するために、国際連合の専門機関であるITU(国際電気通信連合)が標準化を進めたのが3Gである。

 ITUは80年代から3Gの検討を重ね、1)サービス開始時期を西暦2000年にすること、2)使用する周波数帯域を2000MHz帯にすること、3)最大データ速度を2000kbpsにすること―をターゲットに決めた。

 この三つの目標が“2000”という数字に関係していることから、ITUは3Gを「IMT-2000(International Mobile Telecommunication 2000)」と命名し、1999年に世界標準としてIMT-2000規格を制定した。3Gによって、一つの端末を世界中に持ち歩ける時代が始まった。

 3Gの特徴は「初めての国際標準」のほかにもう一つある。それは継続的かつ急激な高速化が実施されたことだ。3Gの当初の開発目標だった2Mbpsという最大データ速度は2000年代に入って軽々とクリアされ、10M〜20Mbpsクラスの高速化技術が実用化されるようになった。

 これらの高速化技術は、その技術的な特徴から二つに分かれる。一つは3Gの技術をベースに高速化する方法で3.5Gと呼ばれた。