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4Gと5Gの違い｜どちらがよい？切り替わる時期や移行時の注意点をわかりやすく解説
近年、スマホの広告やCMなどで、「4G」や「5G」という単語を耳にする機会が増えました。
5Gとは具体的にどのようなもので、どんなメリットがあるのか、詳しく理解している方は多くないでしょう。
そこで本記事では、4Gや5Gの概要や違いをテーマに解説します。
これからスマホの機種変更や新規契約を迎えようとしている方は、ぜひ最後までご覧ください。
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4Gと5Gの違い
4Gと5Gはいずれもスマホなど移動通信機器向けの通信規格ですが、以下の3つの点において大きく異なります。
- 高速かつ大容量の通信が可能（超高速）
- 多数同時接続が可能（多数同時接続）
- 低遅延かつ高精度なネットワークが実現（超低遅延）
以下では、それぞれの点について詳しく解説しましょう。
参考
高速で大容量の通信が可能になる
5Gでは通信速度が飛躍的に向上します。
近年はリモートワークが普及したこともあり、Web会議やビデオ通話などを活用することも増えました。
現在主流の4Gが5Gに切り替わると、通信速度は一気に高速化します。
また、モバイル通信経由での動画視聴や高音質の音楽聴取もよりスムーズになるでしょう。
わかりやすい例を挙げると、5G通信における最良の状態であれば、2時間の映画を数秒でダウンロードできます。
このように利便性の向上という点では従来の比になりません。
普段に暮らしにおいても、ビジネスシーンにおいても高速かつ大容量の通信が必要になる昨今、5G実用化が進むことで得られる恩恵は非常に大きいのです。
同時接続できるデバイスの数が増える
5Gの普及によって、複数デバイスの同時接続が可能になります。
従来のコンピュータや携帯端末だけではない、家電などのモノをインターネットに接続することで利便性を向上させる、「IoT（Internet of things）」が徐々に実現しつつあります。
こうした背景のもと、通信網への接続の需要の高まりに5G通信網は応えるものです。
具体例を挙げると、1平方kmあたり100万台程度まで接続できるようになります。
現在の4Gの30倍から40倍もの同時接続が可能になるのです。
通信遅延が少なくなる
通信の高速化により、遅延リスクが低減します。
遅延が小さくなることの具体的なメリットとしては、オンラインゲームを楽しむ際に遅延を意識せずプレイを楽しめるようになったり、遠隔治療技術や自動運転技術分野での安全性・信頼性向上にも寄与したりすることが考えられています。
現在開発が進められているIoTデバイスとして自動運転の車があります。
これは自動運転する車同士が通信網に接続して互いに通信し合い、安全な車間距離を維持したり、ブレーキやアクセルといった操作を互いに伝え合ったりして安全を保っています。
こうしたデバイスにおいて、安全面を担保するという意味でも通信速度は大きな意味を持つのです。
また、高速・大容量という特徴を活かした遠隔医療のアイデアも検討されています。
遠隔地からの映像を利用した診断を行うことで、医療に関する都市部と地方の格差を縮小させたり、ネットワーク経由で操作できる医療機器を使用した処置も検討されたりしています。
こうした事例においても、遅延なくサービスを展開できるのは5Gの大きなメリットといえるでしょう。
そもそも4Gとは？
4Gとは通信規格の名前で、「4th Generation（第4世代移動通信システム）」の略称です。
約50Mbps〜約1Gbps程度の速度で通信が可能となっています。
前身となる「3G（3rd Generation、第3世代移動通信システム）」から発展して、2012年に規格として承認されました。
このとき承認されたのは、LTE-AdvancedとWiMAX2のふたつの技術です。
前世代の3Gの通信速度が384kbps～14Mbpsであったことに比べると通信速度は大幅に向上し、一般消費者レベルではスムーズなインターネット利用のほか、モバイルゲームや動画など大容量コンテンツを楽しめるようになりました。
参考
5Gとは？
「5G（5th generation 第5世代移動通信システム）」とは、4Gの後継として、2020年代からサービス提供が開始された通信規格です。
大容量・高速通信・低遅延・同時多数接続といった特徴があります。
携帯機器での大容量・高速通信を前提とする利用の仕方が普及し、さらにIoTにより通信への需要が高まってきたことを前提にして開発が進められてきました。
5Gで使われる電波と技術
そもそも5Gでは、今までの移動体通信では使われてこなかった高周波数の電波を利用します。
4Gでは3.6GHz以下の周波数帯が使われていましたが、5Gでは3.7Ghz帯や4.5Ghz帯（Sub6）、28GHz（ミリ波）が使われます。
この電波を送受信する基地局や端末の技術にも、通信に複数のアンテナを同時に束ねて利用し、周波数帯域を増やさずに高速化を実現する「MIMO（マイモ、Multiple-Input Multiple-Output）」という比較的新しい技術が使われています。
Distributed MIMOでは複数の基地局が協調・連携動作することで、相互干渉による速度低下や不具合を防止します。
Multi-user MIMOでは同時に同じ周波数で複数の信号を送受信し、受信側では複数の電波を受信し、そこから自分に向けられた信号を分離・復元することが可能です。
これにより単一のアンテナしか持たない基地局であっても、複数のユーザーに対しそれぞれ個別の通信路を割り当てられるようになりました。
こうしたMIMOに加え、「ビームフォーミング」と呼ばれる電波を特定の方向に鋭く絞って送受信する技術と、端末と基地局が互いを追跡して電波をやり取りするビーム追従機能が組み合わされることで、電波の強度を上げつつ、遠距離での高速通信を実現しています。
また、同時接続数の増大にはグラント・フリーという技術が使われています。
5G以前の移動体通信では通信を始める際に、利用する周波数や利用時間のやり取りをし、基地局が発行した許可（グラント）にしたがった方法で通信をすることで混雑を回避するなどしていました。
しかし、5Gではグラントを不要にし、いきなり通信を始められるように改良したのです。
通信失敗のリスクもありますが、リトライの仕組みまで含めて設計されています。
通信の仕組みをシンプルにしたことにより、多数の端末による同時接続が容易になっています。
規格上の同時接続数は平方キロメートルあたり、100万デバイスですが、これは4Gの10倍にあたります。
参考
5Gでできること
5Gでできるようになることとして、具体的に下記のようなことが挙げられます。
- インターネット環境の向上
- IoTの普及
- 5G応用技術による生活の利便性の向上
以下、詳しく確認していきましょう。
インターネット環境の向上
端的にいうと、ネットワークを利用するうえでのストレスが大きく低減されます。
期待されているのは、「高速大容量の通信が同時多数でできるようになる」という5Gの効果です。
一般消費者レベルであれば、4K・8Kのような大容量通信が必要な高精細度映像の視聴が容易になるだけでなく、スポーツやライブのようなエンターテイメントを、まるで会場にいるかのように楽しめます。
IoTの普及
5GはIoTの普及の後押しになるでしょう。
改めておさらいすると、IoTは「Internet of things」の略称で、直訳すると「モノのインターネット」となります。
モノ（典型的には家電製品など）にセンサーと通信機能を組み込み、インターネットと連携させることで、モノに関する情報を検知・収集し、新たな価値や活用の可能性を見出そうとする概念のことです。
これにより遠隔地から機器の状態を把握したり、操作できたりすることで、モノ（製品）の利便性を向上させられます。
企業向けであれば、本社から遠隔地にある工場の機器の稼働状況や生産品の状態を把握することができるようになり、必要であれば操作することで現地に赴くことなく管理が可能になるでしょう。
機器の稼働状況や生産品の状態のデータが蓄積されれば、機械の故障の前兆や不良品の発生に先回りして対策を打つなどといった業務効率化・生産性向上も実現できます。
また、インターネットにつながる「モノ」として、照明やエアコン、洗濯機、鍵など、家庭にあるさまざまな家電・設備をつなぐスマートホームという概念にも注目が集まっているようです。
「帰宅前に給湯器のスイッチを入れて帰宅したらすぐ入浴できるようにする」「鍵の施錠・解錠の履歴をいつでもスマホで確認できる」などといった用途が考えられます。
自動運転や遠隔手術などの技術の進歩
私たちの身近なところでも、5Gを応用した技術の進歩を目にできるかもしれません。
応用の例として考えられていることのひとつが、自動車の自動運転です。
自動車同士や制御サーバーが5Gのネットワークで互いに結ばれ、互いの状況を把握しながら走ることで適切な車間距離や速度を維持し、安全な道路交通を維持するというものです。
また、自動運転ではありませんが、車に取り付けらえたドライブレコーダのデータを損害保険会社のサーバーに送り、そのデータに基づいた分析結果を契約者にフィードバックするという、IoTを活用したサービスもあります。
すでに一部の大手損保会社では、保険商品の一環として提供されているものです。
もうひとつは医療分野への応用です。
都市部と地方では医師や病院の数、提供される医療水準にも格差があり、数十年にわたって問題視されてきました。
しかし、5Gの実用化が叶えばこうした問題解決の糸口になり得ます。
例えば、映像越しに都市の病院の医師や専門医が地方の患者を診察したり、さらには機器を遠隔操作して処置を行ったりといったことが、ズレなくできるようになるかもしれません。
手術支援ロボットを遠隔から操作して手術を行い、術後の入院中も遠隔から患者の血圧や体温などを計測・監視することで、急変に備えることができるようになるでしょう。
VR・AR・MRの普及
5GはVR・AR・MRの普及の後押しにもなるでしょう。
「VR（Virtual Reality）」は仮想現実のことで、ディスプレイやゴーグルに投影された仮想空間のなかで、現実とは異なる体験ができます。
一方「AR（Augmented Reality）」とは、拡張現実とよばれるものです。
現実世界に仮想現実を重ね合わせて、現実世界を拡張した体験ができます。
そして「MR（Mixed Reality）」は複合現実と呼ばれるもので、現実世界を反映した仮想世界を体験できる技術です。
5Gの高速大容量・低遅延という特性により、VR・AR・MRを活かした多彩な表現が可能になります。
これらの技術はエンターテイメントやゲームから、医療・商品開発・技術開発に至るまで、さまざまな分野への応用が期待されています。
すでに産業用途での導入が始まっている実例としては、造船業や航空機製造業などです。
航空機や船舶の設計はかつて紙で行われていましたが、後に2D CADが用いられるようになりました。
しかし、内部で3次元的に複雑に配管や配線が絡み合い、機器や設備を設置しなければならない航空機や船舶の設計は、不整合が見つかると設計段階まで戻らなければなりません。
すでに建造してしまったモノの修正に大変な手間がかかり遅延や手戻りを招いていたのです。
それが今日では、図面を設計しながらVRの仮想空間内に3次元的に表現し、矛盾の有無や整合性を即座にチェックしながら設計を進められるようになりました。
建造が開始されてからの手戻りを防止できるようになったのです。
4Gと5Gはどちらがよい？
これまで5Gの応用としてIoTのトピックを紹介してきましたが、IoTのための通信として5Gがすべての場合に最適というわけではありません。
IoT機器のなかには、速度は遅いものの低コスト、超省電力で接続できる他の方式が適している場合も依然としてあります。
つまり、目的や用途によって使い分けができることが肝心なのです。
また、5Gの特徴として高速な通信制と、それを実現するために高い周波数の電波を用いることを説明しました。
ところが、高い周波数の電波は直進性が高いため、障害物を回り込まなかったり、電波が減衰しやすくて遠くまで届けるのが難しかったりといった特性があります。
そのため、サービス開始当初は5Gの提供エリアは都市部や観光地などを中心に限定されたエリアのみでした。
5G基地局増設のコストに対応するため、海外では通信事業者間で基地局を共用するような試みもありますが、国内ではせいぜい実証実験レベルに留まっています。
基地の増設とともに、提供エリアは拡大する見込みですが、当面は4Gと併用が続くでしょう。
そのため、5G対応端末も4Gと5Gの両方に対応したものが流通しているのです。
4Gから5Gに切り替わる時期は？
それでは、4Gから5Gに切り替わる時期はいつ頃なのでしょうか。
現状、4G通信網は全国に行きわたっているのに対し、5Gは都市部などが中心です。
サービス提供エリアという観点では、4Gに比べればまだまだ限定されています。
それに対応する形で5G対応端末も4Gと5Gの両方に対応した端末が主流です。
このように現状は移行期間であり、4Gとの併用がまだまだ続くものと考えられます。
なお、2022年の総務省の発表によると、5G人口カバー率は2022年3月末時点で93.2％となったことが発表されました。
総務省は2025年度末にかけて全国の95％、2030年度末には全国・各都道府県の99%を目標にしており、格通信キャリアに働きかけをしています。
ただし、2022年10月時点で4G停波の動きはないため、現在の4G・5G併用は当面続くでしょう。
参考
4Gから5Gへ移行する際の注意点
ここでは、4Gから5Gに移行する際に注意すべき点についてまとめました。
5Gサービス提供エリアに注意
ほぼ全国に行きわたった4G通信網と異なり、5Gのサービス提供エリアはまだまだ都市部中心の限定された範囲にとどまっています。
5G対応の端末や契約に乗り換えても、5Gのサービス提供エリアに日常生活でアクセスできないようであれば、5Gを利用することはできません。
各キャリアでは5Gサービス提供エリアのマップを公開していることもあるため、自分の日常生活の行動圏内で5Gが利用できるのかどうか、事前に確認しましょう。
■監修者コメント
最近ではスマホのピクトアイコンが「5G」に切り替わるケースが多くなってきましたが、4Gの周波数帯域を5Gへ転用している場合がほとんどで、中身としては4Gと変わらないケースが多いです。
本当の意味での5Gが普及するのはもう少し先と言えるでしょう。
手持ちの端末が5G対応か要確認
5Gに対応した端末でなければ5G通信網は利用できません。
そのため、まずは手持ちの端末が5Gに対応しているかどうかを確認しましょう。
現在使っている通信機器が5Gに対応しておらず、かつ5Gを利用したいのであれば買い替えが必要です。
5G非対応の端末のまま5Gの料金プランとSIMに乗り換えると通信ができなくなる場合もあるため、十分注意しましょう。
5Gに対応した料金プランか
大手キャリアでは、5Gに対応した料金プランはほぼ間違いなく用意されているはずです。
しかし、いわゆる格安スマホ・格安SIMを販売するMVNOの場合、5Gの通信網を確保できていないケースもあります。
また、5Gの料金プランが用意されていない場合が無いわけではありません。
さらに5Gのサービス提供エリアが周囲になく、5Gの通信網にアクセスできない場合は、5Gの端末や料金プランは無駄な出費になります。
というのも、5G対応の端末や料金プランは、4Gのみの料金プランや端末に比べて割高であるだけでなく、5G対応端末を買ってしまうと5Gの料金プランが必須のため、余計な出費がかさんでしまうのです。
事前の確認を徹底しましょう。
4Gと5Gの違いを知ったうえで移行しよう
今回は4Gと5Gの違いをテーマに解説してきました。
5Gは高速・大容量・低遅延・同時多数接続といった特徴があり、これらの特性のさまざまな応用が期待される技術です。
例としてインターネット環境の向上、5G応用技術による生活の利便性向上といったものが期待されています。
しかし、5Gの特性上、サービス提供エリアはまだまだ限定されており、今後の拡大が予定されているとはいえ、4Gとの併用による移行期間は当面の間続くと思われます。
5Gのサービス提供エリアはまだまだ都市部中心に限定されているため、身近な場所に提供エリアがあるか否かなど、キャリアやMVNOの公開するサービスエリアマップをよく確認してからの方がよいでしょう。
ただし、5G対応プランだからといって、4Gに対応していないわけではないため、それほど5G対応の有無に神経質になる必要はありません。
最近では、標準で5Gに対応している携帯電話料金プランがほとんどとなってきており、追加料金も不要となっていることから、お使いの端末が5Gに対応しているのであれば、切り替えておいても損はないでしょう。
