次世代移動通信システム「5G」とは(8) サービス開始当初の5Gは「高速大容量通信」しか利用できない理由

国内での商用サービス開始を控え、5Gに対する関心が非常に高まっていますが、サービス開始当初の5Gは、5Gが持つ機能のうち、高速大容量通信しか実現できない、機能が限定された5Gでもあることも知っておく必要があります。その理由はどこにあるのでしょうか。

開始当初の5Gは「ノンスタンドアローン」運用

東京五輪が開始される2020年を迎え、いよいよ国内でも5Gの商用サービスがスタートすることとなります。そうしたことから携帯電話大手3社が2020年春頃を予定している、5Gの商用サービス開始に向け、5Gへの期待や関心が一層高まることが予想されています。

しかし、実はサービス開始当初の5Gは機能が限定されていることも同時に知っておく必要があるでしょう。5Gには「高速大容量通信」「低遅延」「多数同時接続」といった3つの特徴がありますが、サービス開始当初の5Gで実現できるのはこのうち高速大容量通信のみなのです。

それゆえ、5Gの開始当初から5Gで自動運転が実現できる訳でも、産業のデジタライゼーションが急速に進む訳でもありません。当面5Gの活用範囲は、スマートフォンが高速になる、4K映像の伝送がしやすくなるなど、高速大容量通信を活用した施策に限られる訳です。

KDDIらが北海道新冠郡で実施した、5Gと8Kカメラなどを活用した軽種馬の育成支援に関する実証実験より。さまざまな産業での活用が期待される5Gだが、法人での活用は当面、高精細映像の伝送など高速大容量通信を用いたものに限られる

では一体、なぜ5Gは最初からフルに性能を発揮できないのでしょうか。最も大きな理由として挙げられるのは、サービス開始当初の5Gが「ノンスタンドアローン」(Non-Standalone、NSA)での運用となるためです。

NSAとは、4Gのネットワーク設備の中に5Gの基地局を導入することで、高速大容量通信など5Gの機能の一部を実現する仕組みになります。既存の4Gの設備をそのまま活用できることから早期に5Gのサービスを提供できるメリットがありますが、一方でコアネットワークに4Gの設備を用い、実際の通信は4Gでこなすことから、4Gの性能に引きずられてしまい5Gの性能をフルに発揮できないのです。

2019年6月27日の「KDDI 5G SUMMIT 2019」より。サービス開始当初の5Gは、4Gのネットワークの中に5Gの基地局を設置し、高速大容量通信を実現するノンスタンドアローン運用となる

では、低遅延など5Gの性能をフルに発揮するにはどうすればいいかというと、基地局だけでなくコアネットワークも5G仕様の機器で構築した「スタンドアローン」(Standalone、SA)運用に移行する必要があります。NSAからSAへの移行時期は会社によって異なりますが韓国では2020年からSAへの移行を進めるとされており、日本でもKDDIが2021年半ばころからSAへ移行するとしています。

早くスムーズに5Gへ移行するための仕組み

5GではNSAとSAという2つの運用形体が設けられたのは、5Gの商用サービスを早期に実現するためです。標準化の段階で、5Gの商用サービスを早期に提供したい日本や韓国の携帯電話会社や、ネットワーク機器ベンダーなどが5Gの商用サービスの早期実現を求めたことから、それを受ける形でまずNSAで商用サービスを開始し、その後SAに移行するという仕組みが整備された訳です。

しかもNSAは、携帯電話会社にとって4Gの設備をそのまま活用できることから、少ないコスト負担で早期に5Gのサービス提供が可能だというメリットもあります。まずはNSAで5Gを開始し、その後徐々にSAへと移行すればよいので4Gから5Gへのスムーズな移行がしやすいというのも、NSAの大きなメリットといえるでしょう。

実は過去、通信規格の世代を交代する毎に機器の入れ替えが発生し、携帯電話会社の投資コストがかさみ移行に苦しんだ経緯があることから、4G以降は新しい規格へとスムーズに移行できるよう、標準化の時点で配慮がなされるようになっています。実際3Gから4Gへ移行する際には、まず4Gの一歩手前の通信方式である「LTE」を導入してもらい、LTEが本格化した後に本格的な4Gの通信方式である「LTE-Advanced」を導入することで、スムーズに移行できる仕組みが整えられました。

日本ではNTTドコモが2010年に「Xi」という名称でサービス開始したLTEは「3.9G」とも呼ばれ、4Gへスムーズに移行しやすくするための通信方式でもあった

そうとなると「新たに敷設するローカル5Gでは最初からSAで運用ができるのでは？」と思う人もいるかもしれません。確かに理論上はそうなのですが、現在ローカル5G用として免許申請を受け付けている28GHz帯はNSAでの運用が求められていることから、当面はローカル5GでもNSAでネットワークを構成する必要があるようです。

そのため総務省は、NSAでローカル5Gを運用する上で必要となる4G用の周波数帯として、「地域BWA」(ケーブルテレビ会社などが地域限定で提供している、WiMAXやAXGP方式による無線ブロードバンド用のシステム)向けとして割り当てられている2.5GHz帯を、地域BWAが使われていない場所で企業などが活用できるようにする方針を示しています。NSAでも早期にローカル5Gを展開できるよう、取り組みは進められているようです。