情報通信

5Gの次の移動通信がBeyond 5G（6G）。2030年ごろの実用化を目指し、超高速大容量・超低遅延・超多接続に加え、衛星との一体化やAI統合・省電力を目標に掲げる。標準化と特許で米中欧が主導権を争う。

Beyond 5G（6G）は、いま普及している5Gの次の世代の移動通信である。2030年ごろの実用化を目指し、5Gの特徴（超高速大容量・超低遅延・超多数同時接続）をさらに高めるとともに、地上の基地局だけでなく衛星・成層圏（NTN＝非地上系ネットワーク）と一体化して『つながらない場所をなくす』こと、AIをネットワークに組み込むこと、そして省電力で持続可能にすることを掲げる。技術の方向性は、ITU（国際電気通信連合）が2023年に承認した『IMT-2030』という6Gのビジョンに沿って定まり、具体的な仕様は標準化団体3GPPがRelease 21以降で固めていく。6Gで誰が標準と特許を握るかは、基地局・スマホ・半導体の産業競争力を左右する国家的な争いであり、日本は総務省のBeyond 5G（6G）基金で全光網・テラヘルツ波などの日本発技術の確立を目指している。

電気の処理を光に置き換え、ネットワーク全体を光で貫くのがNTTのIOWN構想（オールフォトニクス・ネットワーク＝全光網）。低消費電力・大容量・低遅延を狙い、2030年の電力効率100倍を掲げる日本の旗艦技術。

光通信ネットワークの中核が、NTTが2019年に提唱したIOWN構想（アイオン／Innovative Optical and Wireless Network）である。その心臓部がオールフォトニクス・ネットワーク（APN＝全光網）で、これまで電気で行ってきた信号処理を、端末からネットワークの中まで可能な限り光（フォトニクス）に置き換える。光は電気より速く、熱を出さず、長距離を低損失で運べるため、消費電力を大幅に下げながら大容量・低遅延を同時に実現できる。NTTは2030年に電力効率100倍・伝送容量125倍・遅延200分の1という目標を掲げ、2023年に初版（IOWN1.0）を商用化、2025年の大阪・関西万博で実装を披露した。光半導体・光ファイバ・光集積回路という日本の素材・デバイスの蓄積に立つ旗艦技術であり、推進母体IOWN Global Forumには世界の通信・IT企業が参加する。AIでデータセンターと通信網の電力が爆発する時代に、省電力を光で突破できるかが鍵になる。

低軌道に多数の衛星を並べて地上をつなぐのがLEOコンステレーション。地上網と衛星を一体化する非地上系ネットワーク（NTN）で、山間部・海上・被災地・スマホ直接通信まで通信圏を広げる。Starlinkが先行する。

衛星通信はいま大きく変わりつつある。従来の静止衛星（高度約3万6千キロ）より地球に近い低軌道（LEO＝高度数百〜2千キロ）に数百〜数千機の小型衛星を群れ（コンステレーション）として並べ、地上を切れ目なくつなぐ方式が主流になった。地球に近いぶん遅延が小さく高速で、米SpaceXのStarlinkが世界で先行する。これを地上の基地局網と一体に運用する考え方が非地上系ネットワーク（NTN＝Non-Terrestrial Network）で、6Gでは地上網（TN）と衛星・成層圏プラットフォーム（HAPS）を統合し、山間部・海上・被災地・離島など『つながらない場所』をなくすことを目指す。最近は専用端末なしで普通のスマホが直接衛星につながる直接通信（D2D／Direct-to-Cell）も実用化が進む。日本ではNTTとSKY Perfect JSATの合弁Space CompassがHAPSとGEO光通信を、WARPSPACEが衛星間の光通信を手がける。

国際通信の99%超は衛星ではなく海底ケーブルが運ぶ。光ファイバを海底に敷き、大陸間を結ぶデータの大動脈。日本は陸揚げ拠点として重要だが、切断・盗聴という地政学的脆弱性を抱える。

意外に知られていないが、国際的なインターネット通信の99%以上は衛星ではなく海底ケーブルが運んでいる。海底に光ファイバのケーブルを敷設し、大陸と大陸、島と本土を結ぶ、文字どおりデータの大動脈である。日本は太平洋と東アジアを結ぶ海底ケーブルの重要な陸揚げ拠点であり、NTTやKDDI（子会社のケーブルシップ部門）が敷設・保守の世界的な技術を持つ。近年は1本のケーブルで運べる容量が飛躍的に増え、GoogleやMetaなど巨大IT企業（ハイパースケーラー）が自前のケーブルを敷く動きも強い。だが海底ケーブルは切断・損傷・盗聴に弱い。2024〜2025年にはバルト海や台湾周辺で船舶による切断事案が相次ぎ、グレーゾーンの攻撃が疑われた。日本の通信が複数本同時に切られれば、欧州との接続が失われ経済活動と防衛に深刻な影響が出る。総務省は2025年に防護の検討会を立ち上げ、強靭化（多重化・修理体制・法整備）が安全保障課題になっている。

基地局の装置を標準化された部品の組み合わせにし、ソフトウェアで動かすのがOpen RAN（オープンな無線アクセス網）。特定メーカーへの依存を断ち、楽天モバイルが世界に先駆けて完全仮想化網を実現した。

携帯電話の電波を扱う基地局（RAN＝無線アクセスネットワーク）は、これまでEricsson・Nokia・Huaweiなど特定メーカーの一体型装置に頼ってきた。Open RANは、その基地局を標準化された仕様で部品（アンテナ・無線装置・制御ソフト）に分け、異なるメーカーの組み合わせや汎用サーバー上のソフトウェアで動かせるようにする考え方である。これにより特定ベンダーへの依存（ロックイン）を断ち、調達の自由度とコスト競争・安全保障を高められる。日本の楽天モバイルは、世界に先駆けて基地局をクラウド上のソフトウェアで動かす完全仮想化ネットワークを商用で実現し、その技術を『Rakuten Symphony』として海外へ売り込む。米国もHuawei排除と並行してOpen RANに約15億ドルを投じる。一方で、複数メーカーをまたぐ品質保証や性能・セキュリティの確保が課題で、仮想化が進むほどソフトウェアの脆弱性管理が重要になる。

生成AIとデータ増で通信網・データセンターの電力消費が急増。性能を上げながら電力を下げる省電力ネットワークが要になる。光技術（IOWN）・省電力半導体・効率的な網設計が鍵を握る。

通信は『電気を食う』産業である。スマホやデータセンター、基地局、海底ケーブルの中継——どれも大量の電力で動く。生成AIの普及でデータ量と計算量が爆発的に増え、通信インフラとデータセンターの電力消費が急増している。性能を上げれば電力も増えるという綱引きの中で、性能を保ちながら消費電力を下げる省電力ネットワークが、6G・IOWN時代の最重要課題になっている。鍵を握るのが、電気処理を光に置き換えて発熱を抑える光技術（フォトニクス／IOWN）、消費電力の小さい省電力半導体、通信量に応じて装置を賢く休ませる効率的な網の制御、そして再生可能エネルギーでデータセンターを動かす取り組みである。NTTがIOWNで掲げる『2030年に電力効率100倍』は、この電力制約を光で突破しようという挑戦であり、通信の省電力化はカーボンニュートラル（脱炭素）とも直結する。

データを遠くのクラウドに送らず、基地局や端末の近く（エッジ）で処理するのがエッジコンピューティング。遅延を減らし通信量と電力を抑え、自動運転・工場・AR/VRなど即応が要る用途を支える。

これまでデータは、利用者の手元からはるか遠くの巨大データセンター（クラウド）まで送られて処理されてきた。だが自動運転・遠隔操作・工場の制御・AR/VRのように一瞬の遅れも許されない用途では、遠くまで往復していては間に合わない。そこで、基地局のそばや端末の近く（＝エッジ）でデータを処理するのがエッジ・分散コンピューティングである。処理を利用者の近くで行うことで、遅延を減らし、ネットワークに流すデータ量と電力を抑え、プライバシーも守りやすくなる。6Gでは通信網と計算資源（コンピューティング）を一体で設計し、必要な処理を地上・エッジ・クラウドに賢く振り分ける考え方が中心になる。NTTのIOWNも、光ネットワークでデータセンターどうしを結び計算を分散させる『データセンター分散』を掲げる。AIの推論を端末やエッジで動かす流れ（エッジAI）とも重なり、通信と計算の境目が溶けていく領域である。

6Gでは、より高い周波数（テラヘルツ波・サブテラヘルツ）を使って超高速大容量を狙う。電波は使える帯域が限られた貴重な資源で、高い周波数ほど大容量だが届きにくい。新周波数の開拓が6Gの鍵になる。

電波（周波数）は、空気のように無限にあるわけではない、限られた貴重な資源である。携帯電話・テレビ・Wi-Fi・衛星・レーダーが奪い合い、総務省が割り当てを管理する。通信を高速大容量にするにはより広い帯域が要るが、空いている広い帯域はより高い周波数にしかない。そこで6Gでは、5Gのミリ波よりさらに高いテラヘルツ波（サブテラヘルツ）という新しい電波の活用が研究されている。高い周波数は桁違いの大容量を運べる一方、直進性が強く障害物や雨に弱く、遠くまで届きにくいという弱点があり、これを補う多数のアンテナ（超多素子MIMO）や反射板（再構成可能な知能反射面＝RIS）が研究される。電波を効率よく使い回す技術や、衛星と地上で同じ帯域を共用する仕組みも重要で、新しい周波数の開拓と有効利用が6Gの実用化を左右する。日本のNICTもテラヘルツ・電波有効利用の研究を重点に据える。

どれだけ速く・正確に情報を送れるかの理論的な限界を定めたのが情報理論。クロード・シャノンが1948年に確立し、すべての通信・圧縮・誤り訂正の数学的な土台になっている。

あらゆる通信技術の根っこにあるのが情報理論である。米国の数学者クロード・シャノンが1948年に『通信の数学的理論』で確立し、『情報』を数値で測り、雑音のある通信路でどれだけの情報を誤りなく送れるかという理論的な限界（通信路容量）を数式で示した。この『シャノン限界』は、いまも通信技術が目指す究極の目標であり、5G・6Gの変調方式や誤り訂正符号（雑音で壊れたデータを復元する技術）、データ圧縮、暗号の設計まで、すべてが情報理論の上に立つ。携帯電話が混雑した電波の中でもつながるのも、海底ケーブルが膨大なデータを正確に運べるのも、限界ぎりぎりまで通信路を使い切る符号化の理論があるからである。シャノンが一人で打ち立てたこの理論は、20世紀の数学が現代社会を作り変えた最も鮮やかな例であり、6Gでテラヘルツ波や巨大アンテナの性能を見積もる物差しも、結局はこの情報理論である。

電波に情報を載せて運ぶ仕組みを扱うのが通信工学。情報を電波の波形に変える変調、複数のアンテナで同時に送るMIMOなどが、5G・6Gの高速大容量を実現する核心技術である。

情報理論が『限界』を定めるなら、それを現実の電波で実現するのが通信工学である。中心にあるのが変調——情報（0と1のデジタル信号）を電波の波の形（周波数・位相・振幅）に載せ替える技術で、波形を精密に作り分けるほど多くの情報を運べる。もう一つの核心がMIMO（マイモ／複数入力・複数出力）で、送信側と受信側に多数のアンテナを並べ、同じ周波数で複数の信号を空間的に同時に送る。アンテナの数を増やすほど容量が増え、5Gの『Massive MIMO（超多素子）』はこの原理で大容量を稼ぐ。6Gではテラヘルツ波と数百素子のアンテナ、電波を狙った方向に集めるビームフォーミングが中心になる。日本は無線通信の研究と部品（高周波半導体・アンテナ・フィルタ）で蓄積を持ち、限られた電波という資源から最大限の通信を引き出すこの工学が、移動通信の世代交代を支えてきた。

光を使って情報を運ぶ科学が光工学・フォトニクス。光ファイバ・レーザー・光半導体が、海底ケーブルからIOWNの全光網までを支える。電気より速く低発熱な光が、省電力ネットワークの鍵になる。

海底ケーブルもIOWNの全光網も、根っこにあるのは光工学・フォトニクス——光を使って情報を運ぶ科学である。情報を光のパルスに変えて光ファイバ（髪の毛ほどの細いガラス繊維）の中を全反射で走らせれば、電気の信号より速く、熱をほとんど出さず、長距離を低損失で運べる。光ファイバの低損失化は1960〜70年代の大発見（高純度ガラス）に始まり、いまや1本のファイバで膨大なデータを運ぶ。これを支えるのが、光を生み出す半導体レーザー、電気信号を光に変える光変調器、光のまま処理する光集積回路（フォトニクス）である。日本は光ファイバ・光半導体・光部品で世界有数の素材・デバイス技術を持ち、これがIOWN（全光網）という旗艦構想の土台になっている。AIで電力が爆発する時代に、発熱が少なく省電力な光を通信と計算の中心に据えられるかが、日本の競争力を左右する。

多数の地点をどうつなぎ、どう経路を選び、どう混雑を捌くかを扱うのがネットワーク理論。グラフ理論・待ち行列理論・分散システムが、インターネットや通信網の設計と運用を支える。

通信は『点と点をつなぐ』だけでなく、無数の地点を網の目（ネットワーク）として効率よく結ぶことで成り立つ。それを数学とコンピュータ科学で扱うのがネットワーク理論である。地点を点・回線を線として構造を分析するグラフ理論、データの行列（パケット）が混雑する様子を確率で扱う待ち行列理論、多数の機器が協調して止まらず動く分散システムの理論が中心にある。インターネットがどんな経路でデータを運ぶか（ルーティング）、どこかが切れても自動で迂回する仕組み、混雑を捌く制御、海底ケーブルや衛星をどう冗長に組んで途絶を防ぐか——すべてこの理論に支えられる。6Gでは地上網・衛星・エッジ・クラウドを一体で設計し、AIで最適な経路や資源配分を動的に選ぶ流れが強まる。海底ケーブルの『多重化で切断に備える』という安全保障の発想も、ネットワーク理論の冗長性・強靭性の考え方そのものである。

6Gや衛星で性能を語るとき見落とされがちなのが電力。生成AIとデータ増で通信網・データセンターの電力消費は急増し、性能向上と省エネが綱引きになる。電力を制する者が次世代通信を制する。

6Gの超高速や衛星のグローバル接続は華やかに語られるが、最も見落とされやすい盲点が電力である。通信は基地局・データセンター・海底ケーブル中継のすべてで大量の電気を使い、生成AIの普及でデータ量と計算量が爆発した結果、通信インフラとデータセンターの電力消費が急増している。性能を上げるほど電力も増えるため、次世代通信の真の制約は技術の限界より電力とコスト・脱炭素にある。基地局を増やせば消費電力が増え、AIをネットワークに組み込めば計算負荷が増す。だからこそ、電気処理を光に置き換えて発熱を抑えるIOWN（全光網）、省電力半導体、装置を賢く休ませる制御、再生可能エネルギーでのデータセンター運用が決定的に重要になる。『速さ』や『つながりやすさ』の裏にある『どれだけ電気を食うか』を直視しなければ、6Gも衛星も持続可能な事業にならない。電力こそ次世代通信の隠れた主戦場である。

世界のデータの99%超を運ぶ海底ケーブルは、切断・盗聴に弱く地政学的に脆弱。2024〜2025年のバルト海・台湾周辺の切断事案が示すように、技術より安全保障・国際法の整備が問われる盲点である。

衛星通信が脚光を浴びるなか、国際通信の99%以上を運ぶ海底ケーブルが安全保障の最大の盲点になっている。海底ケーブルは数センチの太さで、漁網・投錨・地震で容易に損傷し、意図的に切断・盗聴することもできる。2023〜2025年にはバルト海で中国・ロシア関連の船舶による切断が相次ぎ、2025年には台湾周辺でも貨物船が関与した切断事案が起きて、グレーゾーン（戦争とも言い切れない）の攻撃が疑われた。日本は太平洋・東アジアの重要な陸揚げ拠点でありながら、複数本が同時に切られれば欧州との接続が失われ、経済と防衛に深刻な影響が出る。にもかかわらず、海底ケーブルの防護は国内法・国際法の整備が追いついておらず、修理船の数や予備ケーブルも限られる。総務省は2025年に防護の検討会を立ち上げたが、課題は技術より制度と地政学にある。多重化（一本切れても迂回できる冗長化）と国際協調、法整備が、目立たないが最も効く対策である。

世界の基地局市場は、Ericsson・Nokia・Huawei・Samsungなど少数のメーカーに集約されている。特定ベンダーへの依存は供給途絶・価格・安全保障のリスクで、Open RANによる多様化が課題になる。

通信を語るとき見落とされがちなのが、基地局を作れるメーカーが世界で数社しかないという構造である。携帯電話網の中核装置（基地局・コア）は、長年Ericsson（スウェーデン）・Nokia（フィンランド）・Huawei（中国）・Samsung（韓国）といった少数のベンダーに集約されてきた。少数依存は、供給途絶・価格交渉力の偏り・そして安全保障のリスクを生む。特に中国製の基地局には通信の傍受やバックドア（裏口）の懸念があり、米国・欧州・日本はHuawei・ZTEを重要インフラから排除する動きを進めた。だが排除すればするほど選択肢が減り、依存が深まるというジレンマがある。これを解くのが、基地局を標準部品とソフトウェアに分け、複数メーカーを組み合わせられるOpen RAN（①-5）であり、楽天モバイルの完全仮想化網はその実証例である。基地局の自国・多様な供給網をどう確保するかは、技術以上に産業政策と安全保障の課題であり、6Gの覇権争いとも直結する。

通信は半導体とデータセンターなしに成り立たない。基地局・スマホ・光通信の半導体、データを処理・保管するデータセンターが、6G・IOWN・AIの性能と電力を握る。情報通信と半導体・電力は一体である。

情報通信は単独では成り立たず、半導体とデータセンターという土台産業と一体である。基地局・スマホ・光通信装置の中身は半導体であり、高周波（ミリ波・テラヘルツ）半導体、光を扱う光半導体（フォトニクス）、省電力チップの性能が、そのまま通信の速さと消費電力を決める。一方、ネットワークが運ぶデータを処理・保管するのがデータセンターで、生成AIの普及で世界中にデータセンターが急増し、その電力消費が通信網と並ぶ巨大な課題になっている。NTTのIOWNが『データセンターを光ネットワークで結んで分散させる』ことや『電力効率100倍』を掲げるのも、通信と計算と電力が切り離せないからである。日本は光半導体・光ファイバ・電子部品で強みを持ち、半導体（⑮分野）・データセンター・電力（エネルギー分野）と情報通信を束ねて設計できるかが、AI時代の競争力を左右する。通信は『線』だけでなく、それを動かす『部品』と『計算拠点』と『電気』を含む産業群である。

通信は放送・自動車・製造といった産業を作り変える。放送と通信の融合、車がつながるV2X（自動運転）、工場をつなぐ産業用ネットワークまで、6G・低遅延通信があらゆる産業の前提になる。

次世代通信の波及は通信業界にとどまらず、放送・自動車・製造という産業を作り変える。放送は、インターネット配信（ストリーミング）の普及で通信と融合し、電波で一斉に送る放送と個別に届く通信の境目が溶けていく。自動車では、車が周囲の車・信号・歩行者・道路インフラと無線でつながるV2X（Vehicle-to-Everything）が、自動運転や事故防止の前提になる。一瞬の遅れも許されないため、5G・6Gの超低遅延とエッジ処理が欠かせない。製造では、工場の機械・センサー・ロボットを高信頼の無線で結ぶローカル5G（自営の5G網）や産業用ネットワークが、生産の自動化・遠隔保守を支える。これらに共通するのは、通信が『便利な道具』から『産業の神経網』へと役割を変えることである。だからこそ通信の遅延・信頼性・セキュリティが、自動運転や工場の安全と直結し、6Gはあらゆる産業の基盤技術として位置づけられる。

5G・6Gの国際標準と特許、基地局市場の主導権をめぐり、米国と中国が激しく争っている。Huawei排除とOpen RAN推進、中国の国家主導の6G開発が、通信の安全保障と産業競争の最前線になっている。

情報通信で最も直視すべきシグナルが、米中の通信覇権争いである。5G・6Gの国際標準（3GPP）と特許を握れば、世界中の基地局・スマホ・半導体の産業競争力と安全保障で優位に立てる。中国はHuaweiを軸に5Gの基地局・特許で世界有数の地位を築き、6Gでも国家主導の『IMT-2030推進グループ』で先行を狙う。これに対し米国は、安全保障を理由にHuawei・ZTEを重要インフラから排除（Rip and Replace）し、特定ベンダー依存を断つOpen RANに約15億ドルを投じ、業界連合Next G Allianceで6Gの主導権を取り返そうとする。欧州（Hexa-X/SNS JU）・韓国（K-Network 2030）・日本（Beyond 5G基金）も標準化の場で存在感を競う。通信規格は『中立な技術』ではなく地政学そのものであり、どの国の技術が世界の通信網に組み込まれるかが、覇権と安全保障に直結する。日本がこの争いの中で、光技術（IOWN）と国際標準化でどこまで主導権を握れるかが問われている。

世界のデータを運ぶ海底ケーブルの切断・損傷事案が相次ぎ、安全保障リスクが顕在化している。日台・日中・日米ケーブルが同時に切られる有事のリスクに、防護・強靭化・国際協調が急務になっている。

海底ケーブルをめぐる安全保障リスクが、世界で急速に顕在化している。2023〜2025年にバルト海で中国・ロシア関連の船舶による切断が相次ぎ、2025年には台湾周辺でも貨物船が関与した切断事案が複数報告された。意図的にも見える切断（グレーゾーン作戦）が、平時と有事の境目で重要インフラを脅かす新しい脅威として浮かび上がった。日本にとって深刻なのは、日台・日中・日米を結ぶ海底ケーブルが同時に切られる有事のリスクである。通信容量が激減するだけでなく欧州との接続が失われ、経済活動の麻痺と、防衛作戦に不可欠な指揮統制への打撃が起きうる。台湾有事と連動した通信遮断は、安全保障上の現実的なシナリオとして検討が進む。総務省は2025年に『国際海底ケーブルの防護等に関する検討会』を立ち上げ、多重化・修理体制・監視・法整備・国際協調を急ぐ。Starlinkのような衛星が補完策になりうるが、海底ケーブルの代替には容量が遠く及ばない。技術より制度と備えが問われる、最も地政学的なリスクである。

低軌道衛星通信はSpaceXのStarlinkが圧倒的に先行し、一社による寡占が進む。便利さの裏で、特定企業・特定国への依存が安全保障と通信主権のリスクになる。各国・日本の自律的な衛星網が課題になる。

低軌道衛星通信（LEOコンステレーション）は便利さの一方で、一社による寡占という新しいリスクを生んでいる。米SpaceXのStarlinkは数千機の衛星を打ち上げて圧倒的に先行し、山間部・海上・被災地・紛争地まで通信を届ける『つながらない場所をなくす』存在になった。だがその影響力の大きさは、一企業・一国（米国）への依存が安全保障と通信主権のリスクになることも意味する。ウクライナ戦争では、一企業の判断が戦場の通信を左右しうることが現実に示された。特定の衛星網に頼り切れば、政治的・経済的な圧力に弱くなり、料金や接続の条件も相手次第になる。だからこそ各国は、欧州の自前コンステレーション（IRIS²）や、日本のSpace Compass（HAPS・GEO光）・WARPSPACE（光衛星間通信）のように、自律的な衛星通信インフラを確保しようとしている。衛星は『あれば便利』ではなく、海底ケーブルと並ぶ基幹インフラとして、誰が支配するかが問われる領域になりつつある。