5Gの通信速度が携帯キャリアごとに違う理由とは? 原因について解説 (1)

いよいよ国内でも5Gの商用サービスが始まりましたが、各社のサービス内容を見ると5Gの理論上の最大通信速度に違いが出ているようです。こうした違いはどういったところから生まれてくるのでしょうか。この謎をひも解く鍵となる、5G通信速度の仕組みについて解説したいと思います。

同じ5Gで通信速度にばらつきがある

2020年3月25日に、NTTドコモが5Gの商用サービスを開始して以降、KDDI(au)、ソフトバンクが相次いで5Gのサービスを開始。いよいよ国内でも5Gが使えるようになりました。ですが各社の5Gサービス内容を見ると、さまざまな点に違いがあるようです。

料金プランや提供するスマートフォンなどに違いがあるのはもちろんなのですが、よくよく見ると意外と違いがあるのが通信速度です。実際、各社が公表している理論上の最大通信速度を確認すると、やや違いがありました。

NTTドコモ	下り最大3.4Gbps/上り最大182Mbps
KDDI（au）	下り最大2.8Gbps/上り最大183Mbps
ソフトバンク	下り最大2.0Gbps/上り最大103Mbps
いずれも5Gサービス開始時点

KDDIは2020年夏頃に予定されているソフトウェアのアップデートで下り最大3.4Gbpsになるとしていますが、それまでは各社とも、ややばらつきがあることは確かです。

5Gスマートフォンでは現時点でも1Gbpsを超える通信速度を実現できるが、現在理論上の最大通信速度には3社でやや違いがある

なぜこれだけ速度に違いがあるのでしょうか。多くの人が最初に思い浮かべるのは、5Gで使用している周波数帯域幅の違いではないかと思います。理論上の通信速度には周波数帯域、つまりデータが通る道幅の違いが大きく影響してくるからです。

実際、NTTドコモとau、ソフトバンクは割り当てられている周波数帯域幅に違いがあります。28GHz以上の周波数帯「ミリ波」に関しては3社ともに共通で、28GHz帯を400MHz幅ずつ割り当てられていますが、6GHz以下の周波数帯「サブ6」に関しては、NTTドコモは3.7GHz帯と4.5GHz帯を100MHz幅ずつ、KDDIが100MHz幅の3.7GHz帯を2つ割り当てられているのに対し、ソフトバンクは100MHz幅の3.7GHz帯を1つしか割り当てられていません。

そうしたことから、サブ6の帯域幅で不利なソフトバンクの通信速度が遅いのでは？と思われる人も多いかもしれません。ですが実際のところ、サービス開始当初に3社が使用しているのはサブ6の100MHz幅を1つずつなので、5Gの周波数帯域の差が現在の通信速度の差につながっているワケではないのです。

総務省「第5世代移動通信システム(5G)の導入のための特定基地局の開設計画の認定(概要)」より。サブ6に関してはNTTドコモとKDDIが2枠、ソフトバンクと楽天モバイルが1枠ずつの割り当てとなっている

NTTドコモ	【サブ6】3.7GHz帯 3600MHz～3700MHz（100MHz幅）【サブ6】4.5GHz帯 4500MHz～4600MHz（100MHz幅）【ミリ波】28GHz帯 27.4GHz～27.8GHz（400MHz幅）
KDDI（au）	【サブ6】3.7GHz帯 3700MHz～3800MHz（100MHz幅） / 4000MHz～4100MHz（100MHz幅）【ミリ波】28GHz帯 27.8GHz～28.2GHz（400MHz幅）
ソフトバンク	【サブ6】3.7GHz帯 3900MHz～4000MHz（100MHz幅）【ミリ波】28GHz帯 29.1GHz～29.5GHz（400MHz幅）
楽天モバイル	【サブ6】3.7GHz帯 3800MHz～3900MHz（100MHz幅）【ミリ波】28GHz帯 27.0GHz～27.4GHz（400MHz幅）
各キャリアが割り当てられた5Gの周波数帯域

実は4Gの通信速度が5Gにも大きく影響

では何が影響しているのかというと、それは現在の5Gの運用方法です。5Gは携帯電話会社の負担を減らすため4Gから徐々に移行する仕組みが取られており、現在の5Gは4Gの通信設備の中に5Gの基地局を設置し、5Gによる高速大容量通信を実現する「ノンスタンドアローン」(NSA)という方式で運用がなされているのです。

そしてNSAの仕様上、5Gの基地局だけに接続しても通信はできず、ベースとなる4Gの基地局にも同時に接続している必要があります。そこで多くの携帯電話会社は現状、4Gと5Gの電波を結合する「デュアルコネクティビティ」という技術を用いて5Gの通信速度の高速化を図っているため、実際の通信速度には4Gのネットワークも大きく影響しており、デュアルコネクティビティで組み合わせる4G周波数帯の違いによって各社の通信速度に差が出てきているのです。

KDDIは5Gを展開するに当たり、4Gのネットワークを「ピカピカにする」として強化を進めてきたが、それも5Gの通信速度に影響してくるが故と見られている

ちなみにもう1つ、NSA運用の特性によって、「5Gに接続している」とされていても、実際は4Gでしか通信していないケースが起き得ることも覚えておく必要があるでしょう。先にも触れた通り、NSAで5Gに接続するにはまずベースとなる4G基地局に接続する必要があるのですが、5Gの電波は周波数が高く障害物などがあると届きにくいため、4G基地局に接続できたからといって必ずしも5G基地局にも接続できるとは限りません。

しかしながらそうした場合でも、仕様上スマートフォン上のアンテナ表示は「5G」となってしまうのです。この場合当然4Gのみでの通信となるため、通信速度は5Gに接続した時と比べ大きく落ちてしまいますし、そのことが見た目にも分かりにくいことから、先行して5Gのサービスが始まっている国では、消費者から「問題がある」との声が相次ぎ騒動になったこともあるようです。