5Gは、第5世代移動通信システムの略。
5Gは、4Gに比べて通信速度が100倍速く、レスポンスも早い！
そして大容量のデータを送受信できるため、仮想空間や自動運転などの先進技術分野での活用が期待されています。
しかし、4Gの通信設備に比べて構築にコストと時間がかかるのだそう。
なので、2020年の利用開始から3年経った今も、都心などの一部のエリアでしか5G通信は使えません。まんべんなくは普及しきってはいないですよね。
利用エリアが限定されていることから、最新の5Gスマホを買っても4G契約のままの人も割といるのが現状。
また、4Gよりも高周波な電波を利用した通信手段のため、5G通信は体に悪影響があるのでは？と気になるという声も。
そこで、今回は、5Gに用いられている通信電波の仕組みや5G通信が人体に与える影響について考えてみます。
5Gに割り当てられる2つの周波数帯とは？
通信に使う電波は、通信の種類ごとに周波数が割り当てられています。
これは、通信技術同士の混線防止と、電波を公平で効率よく使うため。総務省が指揮する電波法施行規則に沿っています。
5G通信に使う通信電波には「sub6」と「ミリ波」という2種類の周波数帯が割り当てられています。
sub6
周波数が「6ギガヘルツ未満」の周波数帯の通称をsub6と呼びます。
読み方はサブシックス（サブロク）、サブシックスギガヘルツと呼ぶことも。
5G通信用に割り当てられたもので、ミリ波とともに6GHz未満の「3.7GHzと4.5GHz帯」の2種類の周波数帯を使用します。
技術的には、もともと4G通信で用いられてきた技術（3.6GHz帯）の技術の一部を転用しているので、ミリ波のシステムに比べて構築が簡単です。
ミリ波
大枠での「ミリ波」は、30GHzから300GHz帯の電波です。
その範囲のうち、5G通信やWi-Fi 6には、30GHz（28GHz帯）の電波を使用しています。
ミリ波でインターネット通信をすれば、4G通信とは比較にならないほど通信速度が速くなり（約100倍）、一度により多くのデータを送れることはわかっていたのですが、雨や霧などの障害があると不安定になる弱点と、設備を作るのにかかるコストも莫大なことから、4G通信までは使われてきませんでした。
ミリ波の弱点をできるだけ抑える帯域を使うことで、5G通信で4K動画のストリーミングやオンラインゲームもガクつくことなくスムーズにできるようになりました。
ただ、周波数帯域が限られているため、現在でも利用できる場所が限られてしまいます。
5Gに割り当てられる周波数帯のメリット・デメリットは？
「ミリ波」と「sub6」には、それぞれ異なる強みと弱みがあり、5G通信にこの2つの周波数を用いることで、お互いのデメリットを補い合うことができる仕組みになっています。
利用する端末や使う目的によっても、どちらの周波数が適しているかが異なってきます。
それぞれの周波数のメリットとデメリットをもう少し掘り下げてみます。
sub6のメリット
- ４G技術が転用できるため、使用環境がすぐに整う
- 障害物に回り込める
- 電波の届く範囲が広い
ミリ波は、4G技術の一部を転用しているため、使用環境がすぐに構築できます。
そのため、既に日本国内で用いられている5G通信の大半がまだsub6を用いた通信になっています。
一般的な無線通信では、周波数が高いほど直進性が強くなります（障害物にぶつかると途切れたりすす）
sub6は、ミリ波に比べて周波数が低いため、障害物や雨の影響を受けにくいため、電波の届く範囲が広くなるのです。
5Gが使われるようになった初期に発売されていたスマホの大半は、sub6には対応しているものの、ミリ波には対応していないものが多かったです。
sub6のデメリット
- ミリ波に比べて低速
- ミリ波に比べて同時接続台数が少ない
sub6は、もともと4G通信や無線LANで使われている周波数。なので、ミリ波と比べると帯域幅が狭いです。
帯域幅とは「最高周波数と最低周波数の差」のことで、例えるなら「道路」のようなもの。
幅が広ければ広いほど一度に通してあげるデータ量が多くなるイメージです。
そのため、4G通信技術とほぼ変わらない、帯域幅の狭いsub6では、通信速度は4G通信とそれほど変わらないのです。
また、同様に、送受信できるデータ量がミリ波に比べて少ないため、同時接続台数も少なくなります。
sub6の周波数は「3.7GHzと4.5GHz」、ミリ波は28GHz。
安定しているメリットがあるいっぽうで、通信速度と同時接続台数ではミリ波に大きく劣ります。
ミリ波のメリット
- 通信速度が飛躍的に向上
- 超低遅延
- 多くの端末で同時接続が可能
先ほども書いたように、帯域幅が広いほど多くの情報が送受信できるようになります。
ミリ波は、sub6の20倍ほどの帯域幅を持っているため、一度に送受信できる情報量が格段に多く、速度も速いのです。
また、一度に送受信できる情報量が多いということは、その分同時接続できる端末の数も多くなるということ。
ライブ会場などでの同時接続などを可能にしてしまうほどです。
ミリ波のデメリット
- 障害物に弱い
- 電波の届く範囲が狭い
- 現時点で使用環境が整っていない
一般的に、電波は周波数が高いほど直進性が強く、障害物に回り込むことができません。
ミリ波は周波数がsub6に比べて高いため、障害物の影響を受けやすく、電波の届く範囲は狭くなってしまいます。
また、電波の届く範囲が狭いミリ波を用いた5G通信エリアを広げるためには、基地局を増やす必要があります。
基地局を増やすにはかなりのコストがかかるため、現時点では都会の一部エリアでしか提供されていません。
世界では周波数帯がバラバラ
日本では、5Gの通信電波として、Sub6（3.7GHzと4.5GHz）とミリ波（28GHz）の周波数帯が割り当てられていますが、世界各国で5G通信電波の周波数帯は異なります。
例えば、中国では、ミリ波は用いらず、Sub6（4G技術を転用した通信）だけによるスタンドアローン方式の5G通信の実用化を目指しています。
これは、廉価で拡張しやすいSub6の技術を拡張してより早く、多くの産業での利用に繋げていきたいという思惑があると考えられます。
逆に、日本やアメリカや韓国、欧州では、ミリ波を用いたノンスタンドアローン方式による5G通信の実用化に力を入れています。
これは、高速大容量通信の実現を優先することで、人口密集地域における利便性の向上や固定ブロードバンド回線への利用を視野に入れているから。
以下に、主な国の利用周波数帯と運用方式を記載しておきます。
Sub-6GHz帯
スタンドアローン：アメリカ、中国
ノンスタンドアローン：韓国、日本、ヨーロッパ
ミリ波帯
ノンスタンドアローン：アメリカ、韓国、日本
周波数帯が人体に影響あるって本当？
5G通信電波の普及に伴い、健康への影響を懸念する人もいるのではないでしょうか。
実際に、米国では一部の政府当局者がワイヤレス技術の健康リスクを危惧し、規制に乗り出しています。
5G通信が実用化されつつある中で、特に懸念されているのが、従来の通信電波より高い周波数を持つ「ミリ波」です。
通信電波は、可視光や紫外線と同様に電磁スペクトルの一種です。
中でも非常に高い周波数を持つ「電離放射線」と呼ばれるものは、分子結合を破壊したり、がんを引き起こす可能性があると言われています。
しかし、ミリ波はそれらの特徴を持たない「非電離放射線」と呼ばれるものに分類され、従来の通信電波よりは周波数が高いものの、X線やガンマ線などの「電離放射線」に比べるとはるかに低い周波数であり、健康への害はないと考えられています。
また、日常で誰もが頻繁に浴びている紫外線の方がミリ波よりも周波数が高いため、周波数の高さによる健康への害は心配する必要はない考えられます。
とはいえ、携帯電話が普及されてから今までずっと、携帯電話や電波が与える健康への影響に関しての議論が行われてきましたよね。
実際に、2011年にWHOの国際がん研究機関が、携帯電話を「発がん性が疑われる」と位置づけてもいます。
しかし、これは、コーヒーや漬物と同じ位置づけで…
実際に携帯電話や電波が健康に対して悪影響を及ぼすと決定づけるものがない。こんなふうに、議論はいつも堂々巡りします。
WHOのウェブサイトによると、
最新の知見によれば低レヴェルの電磁場曝露による健康への影響は認められない、と結論づける。
ただし、生物的影響についてはまだ知られていない部分があり、更なる研究を要すWHO資料より引用
との文言があり、健康への影響はないに等しいと言いつつ、人体含めた生物への影響は解明され切っていないことになります。
携帯電話が普及してからまだ30年程度、そして5G通信に採用されたのは、これまでインターネット通信に使われていなかった「ミリ波」。
5Gが人体に有害かどうか、大丈夫！と結論付けるにはもう少し時間が必要なのかもしれません。
最期までお読みいただいたのに、曖昧な結論になってしまいました。
今後研究などで解明されていくのかもしれません、最新情報がわかったら、またアップデートしたいと思います。
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