5Gセルタワーとは？身近な場所で目にする理由とその仕組みを徹底解説

「5G」という言葉を耳にしたことがある方は多いでしょう。4Gに代わる最新のモバイル通信技術として、次世代のインターネット接続デバイスを支える存在です。しかし、その具体的な仕組みをご存じでしょうか？5Gネットワークでは「スモールセル」と呼ばれる技術が使われることをご存じの方もいるかもしれません。では、それは一体何なのでしょうか？

セルタワー（基地局）は、モバイルネットワークに欠かせない中核的な要素です。あらゆるネットワークインフラと同様、デバイス間で情報をやり取りするためには専用の設備が必要であり、5Gネットワークに5Gタワーが必要となるのはまさにこのためです。

5Gタワーは、4Gタワーとは物理的にも機能的にも大きく異なります。同じ範囲をカバーするにはより多くの台数が必要で、サイズは小型化され、まったく別の周波数帯域でデータを送信します。5Gネットワークは、スモールセルを活用してこそ本来の性能を発揮できます。5Gが掲げる広範なカバレッジ、高速通信、低遅延を実現する最良の手段だからです。

5Gスモールセルとは？

5Gネットワークにおけるスモールセルとは、ネットワーク全体において重要な役割を担う基地局のことです。4Gネットワークで使われる「マクロセル」に対して「スモールセル」と呼ばれるのは、その名の通り比較的小型であるためです。

5Gタワーは大きな電力を必要としないため、コンパクトに設計できます。これは美観の面だけでなく、設置スペースの効率化の観点でも重要です。スモールセルは高周波のミリ波に対応しており、ミリ波は到達距離が限られているという特性があります（この点がなぜ重要なのかは後述します）。

5Gセルタワーは基本的に小さなボックスのような形状で、上記の「5G」ラベル付き画像のような外観をしています。多くの導入事例ではこの形態が採られていますが、なかにはマンホールの蓋の下にアンテナを埋め込み、街路を通じてモバイルネットワークを拡張する企業もあります。

5Gスモールセルの仕組み

小型であるにもかかわらず、スモールセルは決して性能が弱いわけではありません。セル内部に搭載された技術こそが、5Gの圧倒的な高速性と、インターネット接続を必要とするデバイスの急増への対応を可能にしているのです。

スモールセルの内部には、接続されたデバイスとの間でデータを送受信するために必要な無線機器が収められています。スモールセル内のアンテナは高度な指向性を備えており、「ビームフォーミング」と呼ばれる技術を用いて、タワー周辺の特定のエリアに信号をピンポイントで集中させます。

さらに、これらの装置は現在の負荷に応じて電力消費を瞬時に調整できます。無線機が使用されていない際にはわずか数ミリ秒で低電力状態へ移行し、より多くの電力が必要になれば同じ速さで再調整されるのです。

5Gスモールセルは設計がシンプルで、数時間以内、場合によってはさらに短時間で設置できます。たとえばエリクソンが提供する「Street Radio 4402」は、わずか15分で街灯に取り付けられるソリューションです。これは、設置から稼働開始まで長い時間を要する大型の4Gタワーとは対照的な点といえます。

もちろん、スモールセルにも電源と、キャリアの5Gネットワークひいてはインターネットへ接続するためのバックホール回線が必要です。この接続方式には、有線の光ファイバーまたは無線マイクロ波が選択されることが一般的です。

なお「スモールセル」は総称的な用語であり、3つのサブタイプが存在します。それぞれサイズ、カバー範囲、電力要件が異なり、用途も変わってきます。マイクロセルは最大約2km、ピコセルは最大約200mの範囲をカバーできるため、主に屋外での利用に適しています。一方、フェムトセルはカバー半径が10メートル（約32フィート）未満と狭いため、屋内向けに採用されています。

5Gタワーの設置場所

5Gは、スマートウォッチ、自動車、住宅、農場などあらゆるモノが超高速・低遅延の通信を活用する、高度に相互接続された世界の実現を掲げています。これを隙なく実現するには、膨大な数の5Gタワーが必要不可欠です。とりわけ大都市、大規模イベント会場、ビジネス街といった、大量のトラフィックが発生するエリアではその傾向が顕著になります。

幸い、5Gセルタワーは非常に小型であるため、街灯柱、建物の屋上、街路灯など、日常的な場所に設置できます。従来型の鉄塔のようなタワーは減少しますが、その反面、街の至るところに機器が目につき、景観面での懸念が生じる可能性もあるでしょう。

たとえば人口密集地で5Gの真価を発揮させるには、その短い伝搬距離の制限を考慮し、交差点、店舗の入り口付近、大学キャンパスの周辺、交通結節点、さらには自宅前の通りなど、接続デバイスがアクセスを必要とする場所のごく近くにタワーを配置する必要があります。

混雑したエリアに5Gタワーを頻繁に設置しなければならない理由はもう一つあります。スモールセルが超高速通信を実現するには、スマートフォンや住宅などの受信デバイスとの間に直接の見通し線（ライン・オブ・サイト）が確保されている必要があるからです。家庭の固定回線ブロードバンドを5Gに置き換えたいと考えているなら、おそらく家の近くの通りに5Gセルタワーが設置されることになるでしょう。ただし、長距離通信に対応したローバンドのネットワークであれば、そこまでの密接な配置は必須ではありません。

5Gの展開が進むにつれて、各キャリアは更新版のカバレッジマップを公開していますが、すべてのタワーの正確な設置位置まで表示することは、現実的にはほぼ不可能といえるでしょう。