5Gの時代へ。第1世代～第4世代までの通信規格をふりかえる。
こんにちはNAOです。最近ではどこのキャリアも「5G対応で高速通信」を掲げて宣伝をしています。しかし少し前までは4G(voLTE)を当たり前のように使っていましたし、今でも4Gを使っている人は多いと思います。今回は5Gが普及している中歴代の1G～4Gまではどのようなものだったのかを振り返ってみましょう。
「1G」アナログ携帯電話時代
最初の携帯電話は、日本、アメリカ、ヨーロッパ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しました。この「アナログ無線技術のモバイルネットワーク」が第1世代となる1Gになりました。これらは1980年から1990年代のことでした。
「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である。無線技術がデジタルによると、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」のサービス提供を開始し、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ようになりました。これに応える技術開発も進められ、3Gの中心技術となる「COMA(符号分割多元接続)」を用いた、「cdmaOne」が商用化された。この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」初の世界標準に
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ため、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ませんでした。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ました。
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りました。
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りました。
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と呼ばれました。
3Gは今の人ならほとんどの方が記憶に新しいと思います。今でも一部の地域ではSoftBankやドコモがサービスを提供しているので、田舎の地域では3Gを使う人もいると思います。
「4G」高速化を実現
もう一つはさらなる高速化のために4G向けの新技術を先取りした高速化技術「LTE」（Long Term Evolution）である。将来の4G時代にでも利用できる「長期的な革新技術」として開発されたことから命名され、4Gを先取りした3G技術ということで3.9Gと呼ばれた。
ITUはIMT-2000の後継となる国際標準を「IMT-Advanced」と命名し、その目指すべき目標として50M～1Gbps程度の超高速通信や、固定通信網と移動通信網のシームレス利用などを掲げてたが、実質的な仕様作成活動は地域ごとの標準化団体が集まって組織した標準化プロジェクト「3GPP」と技術者団体であるIEEEに任せ、それらの標準化活動の成果を国際標準として認定することにした。
具体的には3GPPが作成したLTE-AdvancedとIEEEが作成したWirelessMAN-Advancedでる。2012年、ITUはこの2方式をIMT-Advancedとして制定した。これが4Gである。
その一方でITUは、2012年10月6日に3.5Gや3.9Gを使ったサービスの名称として4Gの使用を認めるような記述を含むプレスリリースを発表した。
背景には、3.5Gや3.9Gで高速化が急ピッチで進んだことと、それらの商用化時に「4G」という表現を含んだサービス名称が使われ始めたことがある。こうしたことから、日本でも3.9G技術を用いた「4Gサービス」が登場している。
このように4Gは技術的な定義とサービス名称としての使われ方に若干のズレがある。ただ、ユーザー目線で4Gを位置付けるなら、4Gは「スマートフォンのためのモバイルネットワーク技術」であると言えるだろう。
それでは5Gはどのような位置付けになるだろうか。5Gがターゲットとするのは、「2020年代の社会を支えるモバイルネットワーク」である。
ちょっと漠然としているように感じられるかもしれないが、「多くの場面」で「多様なニーズ」に応えられるようにしたいと考えられている。
最後に
どうでしたか？現在普及しつつある5Gの前には、生活を豊かにしたいと望む開発者の努力がたくさんあります。今も僕らが毎日なん時間も使っているスマホは、そんな人々の努力があったからこそ当たり前に使えていると思うと感動しますね。僕はこれからの５G世界が非常に楽しみです。