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5Gから6G、そして7Gへ。 次世代通信で社会はどう変わる?!
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2020年3月から日本の携帯電話会社は5G通信を提供するようになりました。ただし、通信会社により5G通信のエリア拡大状況も異なるため、まだ世の中的には4Gから5Gに完全に入れ替わってはおらず、これから本格的な普及に入ることでしょう。
そんな移行期の中、今回はさらにその先の6Gについてのお話をしたいと思います。5Gの普及が進むその裏側で、もっと先の未来の通信や、夢のような社会の実現についての議論が既に始まっているのです。

何気なく使っている5Gの「G」は「Generation=世代」の略

5Gや6GのGは移動通信システムの世代(Generation)を表します。つまり、これまで入れ替わってきた携帯電話の通信システムの仕様を表現しているのです。

その昔、150年前にグラハム・ベルが発明した電話は話す人と聞く人を物理的な線でつないだもので、その後、電話といえば有線が当たり前でした。そして、1980年代に入り、ついに電話線から解き放たれて、移動しながら利用できる電話機が登場します。これが第1世代(1G)の通信です。バブル期「ショルダーフォン」と呼ばれるに肩からぶら下げるタイプの電話を利用していた頃のシステムです。ちなみに、その頃の通信はラジオのようなアナログ無線を使っていたため、ノイズも大きく盗聴の危険性もありました。

それから第2世代(2G)のシステムとして、デジタル通信が採用されました。このとき、携帯電話はポケットサイズになり、メールが送受信できるようになりました。そして迎えた第3世代(3G)では、通信システムの基準が国際的に標準化されて、日本で使っていた携帯電話がそのまま海外でも使えるようになります。

そしてついにスマートフォンが登場。その後時代は遂に第4世代(4G)に突入します。4Gではスマートフォン上から多彩なアプリケーションが使えるようになり、もはや電話やメールといった通信に限定されず、動画を始め、位置情報や大量のデータを活用した様々な機能を楽しむことのできる時代となりました。

世界に広がるデジタル通信

自動運転や遠隔手術など、5Gが変えるIoTを駆使した未来

では、最新の5Gではどんなことができるようになるのでしょうか。ポイントは「高速大容量」、「高信頼・低遅延」、「多数同時接続」という3つの特徴です。5Gになると、同時に沢山の機器やセンサーをつなげて、大容量のデータのやり取りが可能になります。そのため、これまでの移動通信システムは主にスマートフォンやタブレットなどのデバイスをつないでいましたが、5Gでは世の中にある沢山の機械やセンサーとつながるようになります。

身近なところでは普段の生活で利用する家電製品や住宅設備がインターネットとつながることで、外出中に遠隔で操作し、家の中の状況を把握できるでしょう。また、センサーや人流データを使って道路の状況をリアルタイムで把握可能になり、AIと組み合わせることで、車の自動運転の発展に大きく貢献すると期待されています。

医療の現場では、「高信頼・低遅延」の特性を活かし、医師が遠く離れた場所から5G通信を使って手術ロボットを操作するという実証実験も行われています。5Gが整備・導入されると、長距離の移動が困難な重篤な患者が遠くはなれた名医の手術を受けることも可能となります。また、熟練の医師から若い医師への技術継承も今より容易になると考えられ、地方の医師不足も解消としても期待されています。

しかし、5Gを使ったソリューションは実証実験中のものが多く、実際に世の中に広く普及するまでにはあともう少し時間が必要でしょう。

いま、6Gの規格化に向けて、世界中の企業がしのぎを削る

では、さらに次の6Gでは何ができるようになるのでしょうか?これまで第一世代から第五世代まで、約10年単位で世代は入れ替わってきました。そのため、6Gの実用化は2030年頃といわれています。

しかし実は、6Gとしては国際的な基準はまだ決まっておらず、明確な定義は存在しません。今は世界各国や色んな企業が、6Gに向けた議論を進めており、コンセプトをまとめている最中です。ちなみに、5Gはアメリカが中心となって開発し、標準化を行った規格になります。そのため、6Gについては現在、世界中の国、キャリア、通信機器メーカらが次の主導権を握るべく、競い合いながら、国際基準へ向けた準備を進めているところなのです。そして、もちろん日本でも、この6Gの標準化をめざし、熱い議論が続けられています。

日本はどんな姿を描いているのか。6Gを構成する6つの要素

それでは、具体的に6Gがめざす姿はどのようなものでしょうか。ここでは、NTTdocomoの発表する要求条件を基に見てみたいと思います。項目としては大きく6つ(「超高速・大容量」「超カバレッジ拡張」「超低消費電力・低コスト化」「超低遅延」「超高信頼通信」「超多接続&センシング」)ありますが、その中でも注目の4点を見てみましょう。



1. 超高速・大容量

まず、「超高速・大容量」です。具体的には、毎秒100Gbpsを超える通信速度で、100倍以上の大容量通信をめざしているといいます。これは、通信速度が人間の脳と同じくらいの処理レベルに近づくことを示します。そのため、これまでのような視覚や聴覚だけでなく、味覚、嗅覚、触覚を含めた五感での体感や、雰囲気などのその場の感覚を伝えることができるようになると考えられています。

通信速度の違い

2. 超多接続&センシング

「超多接続&センシング」では、5Gの10倍となる1000万デバイス/㎢が同時に接続可能です。センシング技術自体も発達し、テラヘルツ波にセンサー機能を持たせて利用する技術の実用化も進んでいます。テラヘルツ波は光に近い性質を持つ電波であり、物体を検出・分析することができます。そのため、電波でありながらも同時に空間情報を収集し、こうした情報をデジタルツインに集約することで、人々の日常生活から災害時の対応まで含めたシミュレーションを行い、安心安全で便利な暮らしをサポートすることが可能になります。

テラヘルツ波は物体を検出・分析することができる

3. 超カバレッジ拡張

「超カバレッジ拡張」は通信サービスの提供範囲をこれまでの地上から空、海、宇宙も含め、通信を「空気」と同等のライフラインと考えて普及させる考えがベースになっています。そのため、5Gではカバーしきれなかった山や原生林などの陸上の自然環境だけでなく、海や宇宙を含めたどの場所でも使えるように衛星ブロードバンドやHAPS(成層圏を飛ぶ通信プラットフォーム)といった技術も使い整備されることが含まれています。これにより、技術的な可能性として、例えば日常生活ではドローン宅配や空飛ぶ車の活用が進むことが考えられます。また、今まで難しいといわれていた台風の強度に関するリアルタイムの実測データ取得がかなえば、台風による防災に備えるだけではなく、台風を制御し、台風から発電する仕組みも生まれてくるかもしれません。そして、海洋での利用が実現すれば海難事故による被害も減らすことができるようになるでしょう。

「超カバレッジ拡張」は通信を「空気」と同等のライフラインと考えて普及させる考えがベースになっている

4. 超低消費電力・低コスト化

次は「超低消費電力・低コスト化」です。世界のエネルギー消費量は年々増えており、国際エネルギー機関(IEA)によれば、2040年の世界エネルギー消費量は2000年の1.8倍近くまで膨らむといわれています。そんな中、超高速・大容量の通信をあらゆる場所で実現するためには、並行して消費電力を抑える取り組みが必要不可欠です。このために考えられているインフラ技術の一つが、オールフォトニクス・ネットワーク(APN)です。これは、現在エレクトロニクス(電子)ベースで行われているネットワークから端末までの通信を、全てフォトニクス(光)ベースに置き換える技術です。この、できるだけ光のまま伝送する技術や、光電融合素子を用いたデバイスを使うことで、電力効率を100倍にすることをめざします。また同時に、ミリ波通信とワイヤレス充電の両方をかなえる技術も開発されています。スマートウォッチなどの他、電気の通じていないところに設置されたIoTデバイスもこうした技術を使うことで、バッテリー切れを気にすることなく使えるようになるでしょう。

オールフォト
	ニクス・ネットワーク(APN)でミリ波通信とワイヤレス充電の両方をかなえる技術も開発されている

6Gの実現する社会と、さらにその先の7G

要素からも分かるように、6Gではつまり、サイバーとフィジカルを融合させた社会の実現について検討が進められています。全ての要素が実現することで、メタバース等のVRやAR上でも、現実と変わらないレベルのバーチャルな世界を再現、体感することが可能になるでしょう。そして、これまで人々の生活を便利にする「利便性を提供する機能」として存在していた通信は、デバイス側の技術発展と共に、人の感覚や感情・思考に踏み込んだ、人間拡張やブレインテックを提供するための基盤へと変わっていきます。

そうすると、これまで伝達することのできた形式知だけでなく、個々人の経験に基づく暗黙知も共有することが可能になるかもしれません。例えばプロのスポーツ選手やミュージシャンの言葉では伝えきれない感覚的なスキルがデータ化され瞬時で伝達したり、時を経て共有することも可能になります。偉人の手の動きや感覚が情報化され、後世の人がその偉人の動作を感覚的に味わうこともできるようになるでしょう。

近年では、装着型のウェアラブル端末だけでなく、人の体に組み込むタイプのセンサーの研究も積極的に進められています。そうした技術の積み重ねと共に通信技術も進歩し、さらに先の7Gでは、物理的な距離感に関する問題を飛躍的に解決し、惑星間同士で通信をすることもできるようになると考えられています。そうすると、2040年代には、遠く離れて暮らす友人と、気軽に別の惑星への体感旅行を楽しむことのできる時代がやってくるかもしれませんね。

6Gを構成する要素技術

#APN
オールフォトニクス・ネットワーク。光通信と情報処理の基盤となる技術で、電子ではなく、光を用いることで、低消費電力、高品質・大容量、低遅延の通信を実現します。

#メタバース
コンピュータ上に作られた仮想空間のことをさします。アバターを使ってその世界の中で他のユーザとコミュニケーションを取ることができます。

#HAPS(High Altitude Platform Station)
高高度疑似衛星。携帯電話の基地局装置を乗せて成層圏を飛ぶ、無人の飛行機です。海や山などこれまで提供が難しいとされていた場所への通信サービス提供を実現します。

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