5Gの種類：貴組織に適した種類とは

5Gテクノロジーは、ボタンを押すだけでデジタル・トランスフォーメーションを実現できる万能のソリューションというわけではありません。5Gには3種類あり、それぞれに固有のユースケースと機能があり、ビジネス・リーダーが理解しておく必要があります。

5G無線通信は、サポートされる無線周波数のスペクトルに応じて名付けられた3つの種類（低帯域、中帯域、高帯域）に分類されます。

• 低帯域5Gは、600〜900MHzの周波数でデータを送信
• 中帯域5Gは、1～6GHzの間で送信
• 高帯域5Gは、24GHz～47GHzで送信

AT&TやVerizon、Googleなど、北米の主要な通信事業者（および世界中のほとんどの通信事業者）は、これら3つの帯域幅をすべて提供しています。各帯域が提供する機能をご紹介する前に、5Gテクノロジー自体とその仕組み、そして世界中の企業がその可能性に関心を持っている理由について詳しく説明します。

5G（第5世代モバイル・テクノロジー）は、スマートフォンやPC、タブレットなど、5Gネットワークで動作するように設計された端末機器の開発を導くために、2018年に第3世代パートナーシップ・プロジェクト（3DPP）によって開発された無線通信網の新しい仕様です。

3G、4G、4G LTEなどの従来の無線技術標準と同様に、5Gも電波経由でデータを送受信します。ただし、レイテンシーと帯域幅の改善により、5Gネットワークはアップロードとダウンロードの速度を大幅に高速化できます。一部の5Gネットワークのダウンロード速度は10ギガビット/秒（Gbps）に達するため、人工知能（AI） や機械学習（ML） 、モノのインターネット（IoT）などの新しいテクノロジーに理想的です。

5Gのユースケースが増えるにつれて、5G上で動作する端末機器をサポートできるネットワークの需要も高まります。北米だけでも、現在2億世帯以上が5Gの接続速度を利用でき（ibm.com外部へのリンク）、その数は今後4年以内に2倍になると予想されています。

他の種類の無線通信網と同様に、5Gテクノロジーは「セル」に分割された地理的なサービスエリアで動作します。各セル内では、5G電話機やPC、IoTセンサーなどの端末機器が電波を介してインターネットに接続できます。これと同じ接続の確立方法は、旧世代の無線通信網で使用されていましたが、5Gでは、技術の向上により、はるかに高速な速度が可能になりました。

新しいRAT規格

2018年に3DPPによって制定された携帯電話ネットワーク用の5G NR（New Radio、新無線）規格は、すべての5Gモバイルネットワークの次世代無線アクセス・テクノロジー（RAT）仕様を定義しています。重要なのは、2018年に公表された新しいRATが、これまで携帯端末では使用されていなかった6GHzを超える周波数帯の5Gスペクトルを開放したことです。

ネットワーク・スライシング

2018年の5G展開のもう1つの重要な進展は、ネットワーク・スライシングの追加でした。5Gを利用すると、通信事業者は、同じ5Gインフラを使用するパブリック・ネットワークに加えて、独立した仮想ネットワークも展開できます。5G独自のこの機能により、ユーザーは高レベルのセキュリティーを確保しながら、リモートで作業する際にさらに多くの機能を利用できるようになります。

プライベート・ネットワーク

5G対応企業は、パーソナライゼーション機能とセキュリティー機能を備えた完全プライベート・ネットワークを構築し、幅広いユースケースに対応する従業員の制御とモビリティーを高められます。

5Gは、使用する周波数が高いことと、大量のデータを迅速かつ安全に転送できる新しい機能により、さまざまな業界で変革の可能性を秘めていることが評価されています。2000年代初頭にブロードバンド技術が初めて登場して以来、無線端末によって生成されるデータ量が爆発的に増加しています。今日、AIやMLのような最先端のテクノロジーを必要とする場合、古いネットワークでは実行できないほど大量のデータが必要になります。一方、5G対応端末は大規模なデータ要件を持つアプリケーションに最適です。ここでは、5Gとその前身との主な違いをいくつか紹介します。

• 物理的フットプリントの縮小：5Gの送信機は3G、4G、4G LTEネットワークで使用されているものより小さく、カバレッジエリアが分割されているスモールセルはより少ない電力で済みます。
• エラー率の改善：5G開発は適応型変調・コーディング方式（MCS）に依拠しています。これはデータを伝送するための方式で、3Gや4Gネットワークで使用されている方式よりも強力です。その結果、5Gのブロック・エラー率（BER）（ネットワーク上のエラー頻度）がはるかに低くなります。
• 帯域幅の向上：旧世代のネットワークよりも広い範囲の無線周波数を使用することで、5Gは一度に多くの端末機器をネットワーク上でサポートできます。
• 低遅延： 5G の低遅延（ネットワーク上の端末機器間でデータが移動するのにかかる時間の測定値）により、ビデオゲームのプレイやファイルのダウンロード、クラウドでの作業などのアクティビティーが、他の種類の無線通信網よりもはるかに高速になります。

ここでは、5G通信網の3つの種類と、企業がそれらを検討すべき理由を詳しく見ていきます。

低帯域5G

低帯域5Gは、テレビ局やラジオ局の周波数に非常に近い600〜900MHzの周波数で動作します。これらの周波数は、決して「超高速」というわけではありませんが、それでも4Gの速度よりもかなり速く（場合によっては最大10倍）、長距離移動や広域のカバレッジが得られます。低帯域5Gは、リーチのために速度を犠牲にしても構わないと思っているユーザーにとっては素晴らしい選択肢です。

中帯域5G

中帯域5Gは低帯域よりは高速ですが、AIやML、IoTなどの最先端のアプリケーションに必要な速度に達することはできません。中帯域5Gは、1～6GHzの周波数で動作するため、より大量のデータ移動が可能になる大きな容量が得られますが、広域での移動はできません。中帯域5G通信網の活用を検討する企業にとって重要な考慮事項の1つは、建物やその他の堅牢な構造物が、特に帯域幅の上位層で接続に干渉する可能性があるという事実です。

高帯域5G

高帯域5Gはそれほど遠くまで移動できませんが、5Gの最もエキサイティングなアプリケーションに要求される超高速の速度を提供できます。高帯域5Gは、自動運転車やロボティクス、スマート・シティなど、多くの革新的テクノロジーのゴールド・スタンダードとなります。この高速度と性能の多くは、5Gのミリ波（mmWave）テクノロジー、つまり30～300GHzの特定のスペクトルによるものです。

• ミリ波（wwWave）： mmWaveのユースケースは他の種類の 5G ネットワークとは少し異なり、低帯域スペクトルと中帯域5G通信網が提供できるものよりも高い速度と性能を必要とするデータセンターやストリーミング・ビデオ、拡張現実または仮想現実（AR/VR）などが含まれます。mmWave 5Gは、速度と性能の点では他の種類の5Gよりも優れていますが、見通し線の中断に関しては同じ制約があります。例えば、建物や密集した葉、さらには大雨でさえ、5Gミリ波接続を妨げる可能性があります。
• ダイナミック・スペクトラム・シェアリング（DSS）： より高い帯域の5G周波数が持つ見通し線の問題の一部に対処するため、一部の通信事業者は、4G携帯電話や端末機器で通常使用される周波数と同じ周波数で5Gを展開しています。ダイナミック・スペクトラム・シェアリング（DSSテクノロジー）は、組織が既存のインフラを置き換えることなく5Gの速度を達成できるようにします。

5Gテクノロジーは、その速度に加えて、旧世代の無線通信網よりも安全で信頼性が高く、あらゆる種類の企業が検討すべき新しい機能やメリットを実現しています。

• 超高信頼性低遅延通信： 超高信頼低遅延通信（URLLC）は、5Gネットワーク上で動作するIoTやその他の高需要アプリケーションの遅延と信頼性の要件をサポートするために特別に設計された新しい通信機能です。URLLCを使用すると、2つの当事者が物理的にどこにいても、通信速度は瞬時に行われます。 URLLC は、自動化や遠隔車両操作から AR/VR ヘッドセットを使用したゲームまで、幅広いタスクを可能にします。
• 強化されたモバイル・ブロードバンド：拡張モバイル・ブロードバンド（eMBB）テクノロジーは、4Gと比較して帯域幅を強化し、レイテンシーを低減する5Gサービスの新しい規格です。3GPPが5G NR規格の一部として開発したeMBBガイドラインは、5G通信網全体のデータ速度、帯域幅、スループットを向上させ、幅広いメディア・サービスを向上させることを目的としています。eMBB規格の対象となっているアプリケーションには、ビデオ・ストリーミングやゲーム、AR/VR操作が含まれます。
• 多数同時接続：多数同時接続（mMTC）は、特にIoTテクノロジーを利用するサービスやアプリケーションを対象として、3GPPが5G NRガイドラインの一部として展開したもう1つの規格です。mMTCは通常、単一ネットワーク上の多数のIoT端末機器やマシン間の高速で低遅延の通信用に設計されたネットワーク・アーキテクチャーを対象としています。mMTCの例としては、スマート交通ネットワークやスマート・ファクトリー、スマート・エネルギー・グリッドなどがあります。

その速度と遅延要件および信頼性により、5Gは今日利用可能な最も話題のイネーブラー・テクノロジーの1つになりつつあります。無人運転車からスマート・エネルギー・グリッド、遠隔操作室まで、5Gが可能にする最もエキサイティングな開発をいくつか紹介します。

• 自律走行車： タクシーやドローンからパイロットのいない飛行機まで、5Gは自律走行車の最も先進的な設計を支えています。5Gが登場するまで、従来の無線通信網規格ではデータ要件を満たせなかったため、無人運転車は夢のような話でした。今日、5Gの接続速度により、自動車や電車、飛行機などの遠隔操作や自律運転において画期的な進歩が可能になっています。
• スマートファクトリー：5Gは、AIやML、IoTテクノロジーとともに、工場をより安全に、よりスマートに、より効率的にしています。これは、燃費や機器の修理から、盗難防止や職場の安全に役立つ遠隔操作カメラまで、あらゆる分野でのブレークスルーのおかげです。例えば、忙しい倉庫では、5G通信網で動作するIoT経由で接続されたドローンやカメラを使用すると、人間の従業員よりも迅速かつ効率的に商品の位置を特定し、輸送することができ、二酸化炭素排出量も少なくなります。
• スマート・シティ：ハイパー接続された都市環境では、法執行や廃棄物処理、災害軽減などの分野でのイノベーションを促進するために、5G通信網に頼るようになりつつあります。一部の都市では、5G対応のセンサーを使用して交通パターンをリアルタイムで追跡し、信号機を調整して交通の流れを変更し、渋滞を最小限に抑え、大気の質を改善しています。さらに、5Gの電力供給網は、人口過多地域の全体での需要と供給を監視し、AIとMLアプリケーションを導入して、エネルギーの需要が高い時間帯と低い時間を「学習」します。
• スマート・ヘルスケア： 医療業界は、5G接続速度の最大かつ最も早い受益者の1つです。ロボティクスと5G通信網経由でインターネットに接続された高解像度のライブ・ストリームを使用する遠隔手術の分野がその一例です。もう1つはモバイル・ヘルスです。5Gによって、現場の医療従事者は患者記録に迅速かつ安全にアクセスでき、より迅速に、より多くの情報に基づいた意思決定が可能になり、命を救う可能性があります。最後に、パンデミックの際には、5G対応の接触者追跡と流行のマッピングが人々の安全を確保する上で大きな役割を果たしました。
• エッジコンピューティング：エッジコンピューティングは、データソースの近くで計算を実行できるコンピューティング・フレームワークであり、データ処理をコアコンピテンシーの1つと考える企業にとって急速に標準になりつつあります。このGartner社のホワイト・ペーパー（ibm.com外部へのリンク）によると、2025年までに企業データの75%がエッジで処理されるようになるとのことです（現在はわずか10%）。5G接続と速度によって推進されるこのシフトにより、企業は時間と費用を節約し、大量のデータをより適切に制御できるようになります。

企業が5Gを最大限に活用するには、5G向けに構築されたプラットフォームが必要です。IBM Cloud Satelliteにより、あらゆる種類の企業が5G通信網上のオンプレミスやエッジコンピューティング、パブリッククラウド環境に一貫してアプリケーションをデプロイし、実行できるようになります。これらはすべて、IBM Cloud内の安全で監査可能な通信によって実現されます。