情報技術・情報通信技術

5Gの周波数割り当て、電波、電磁波、周波数帯とは?

5Gとは今年2020年初にサービスが開始される予定の、新しいネットワーク。

携帯電話にフォーカスして考えると、これまで、3G→4G→LTEとネットワークは変化してきました。

友人や家族との通信手段が、ポケットベルから携帯電話にかわったときも感動したけど、

その後、携帯電話からスマホになり、ゲームや動画のダウンロードが早くなったり、写真や動画の投稿が簡単になり、SNSに近況を投稿するようなことも、今では普通に行えますが、ほんの10年の間に、これほど進化してきたのも、通信技術が向上し、通信規格が変更されてきた背景があります。

ここで、5Gになると、さらに、通信速度が速くなり、動画のダウンロードや投稿がさらに早くなり、ライブ配信の遅延が短縮され、いろいろな産業やサービスが同時に検討されています。

5Gの周波数割り当て、電波、電磁波、周波数帯とは?

この背景の中で、いろんなことが高速化、大容量化されるというのはぼんやり分かるけど、そもそもその通信をやり取りする電波とは、その周波数とはという点にフォーカスして、本日は、周波数帯について説明します。

電波とは?

まず、電波とはなんでしょうか?

NTT ドコモのこちらのページで定義を確認すると、

参考


電波とは、電磁波の一種で空間を伝わる電気エネルギーの波のことです。

この波を電波では周波数といいます。

電波の大きさ(単位)は周波数であらわし、1秒間に繰り返される波の数をヘルツ(Hz)という単位であらわします。

https://www.nttdocomo.co.jp/area/know/

とあります。

まとめると、

ポイント

  • 電波は、電磁波の一種。
  • 電波は、電気エネルギーの波で、その波を周波数という。

さて、電波は電磁波の一種、では電磁波とは何でしょうか?

電磁波とは?

関西電力さんのこちらのページで電磁波の定義を確認すると、

参考

電気の流れるところに発生するもので、電界と磁界が組み合わさって、遠くまで波のように伝わるものをいいます。

https://www.kepco.co.jp/energy_supply/energy/emf-k/qa/qa-1.html

電気が波になって遠くまで伝わるので、遠くにいる友人や家族と、インターネットや電話を通して話すことができます。

ただ、電磁波は、ラジオの電波、携帯電話の電波、衛星放送の電波などいわゆる私たちが「電波」として認識しているものから、赤外線、紫外線、可視光線(色)などの、光や光線、そして、X線などのレントゲンに使用される電磁波まで分類されます。

 

また、電磁波は、

  • 波長が短いほど周波数が高い
  • 波長が長いほど周波数が短い

といった特徴があります。

 

ここで、5Gの話に戻ります。

5Gで検討されている通信に使用される電磁波の周波数としては、

4Gで使われてきた3.6GHz帯以下の周波数と、

3.6GHz~6GHz帯

そして28GHz

の利用が検討されています。

ちなみに、帯は周波数を使う辺りの範囲をさしていて、後程、改めて、周波数の割り当ての説明がでてきますが、例えば、28GHz帯とは、周波数27.0GHzから29.5GHzまでの範囲を指します。

周波数の割り当て

電磁波は周波数によって、いろいろな用途に割り当てられています。具体的には、国際電気通信連合 無線通信部門(ITU Radiocommunication Sector)という機関によって国ごとに割り当てられ、その国ごとの割り当てから、日本では総務省が各周波数の利用目的を決定します。

また、携帯電話で使用する周波数帯の範囲で、各携帯電話会社が使用してもよい周波数の割り当てがされています。

例えば、3.7GHz帯と、4.5GHz帯に関しては、

総務省で決められた、携帯電話用の周波数の範囲で、NTTドコモ、KDDI、楽天モバイル、ソフトバンクによって、100MHzづつの周波数が割り当てられています。

28GHz帯では、400MHzづつ、各携帯会社に割り当てられています。

携帯電話各社に異なる周波数が割り当てられており、各携帯会社がその周波数の電磁波を使うことで、各会社間のサービスを分けることができます。

まとめ

ということで、本日は、携帯電話やスマホに使用される電波の周波数帯についての説明をしました。最後にポイントを簡単にまとめると

  • 電波は光と同じく電磁波の一部
  • 電磁波の周波数によって用途が変わってくる
  • 使用する周波数は、ITUという機関で国際的に決められている
  • 日本国内では、周波数は総務省が決定する
  • 各周波数帯で、各携帯会社に周波数が割り当てられている

5G、5Gって世間では騒がれてるけど、で、電波って何なの?電磁波って?周波数帯???と疑問に思う方の参考になれば幸いです。

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