ブロードバンドインターネット接続
G.fast は2014年に制定された VDSL/VDSL2 の後継であり、構内から宅内までの構内配線に光ファイバーを引くことができない古い集合住宅などで使われている。これは建物内まで光ファイバーで繋ぎ、宅内までに電話線(メタルケーブル)を使うという形が多い。電話線を通るデータは直交周波数分割多重方式 (OFDM) でデジタル変調される。
国内では2018年よりauひかりがそれにより比較的高速な下り664Mbps/上り166Mbpsの「auひかりマンション タイプG」を提供している(UR都市機構の賃貸住宅向けの「auひかりマンション 都市機構G」もある)。一方、NTTは未提供となっている(古いVDSLのみ)。
なお G.fast の後継としてマルチギガビットに対応する MGfast 規格が2021年に制定された。既にその実装が登場しているものの、日本でのその展開はまだとなっている。
2022年3月現在、日本の携帯電話回線のエリア外集落は残り611ヶ所、エリア外居住人口は残り約0.6万人となっており、2023年度末までにエリア外人口を解消することが計画されている。
また、携帯電話の使えないトンネルも数多く残っている。鉄道の新幹線トンネルでは未整備区間が解消され、在来線トンネルでも平均通過人員の多い区間 (109km中17km以上) で整備が進んできているものの、それ以外では未整備区間が残っている。道路トンネルでは2018年度末の時点で高速道路の約2%、直轄国道の約5%が未整備区間となっている。
高速道路および国道の道路カバー率は2021年度末に95%程度とされており、2030年度末までに99%が目標とされている。
日本百名山を始めとする人気登山スポットの登山道でも各社の高速モバイル通信が使えるようになってきており、また万一に備えてデュアルSIMで複数キャリアの回線を使用することも推奨されている。高速モバイル通信により山でも動画のアップロードやライブ配信などが可能となってきているものの、通信速度の遅い区間や電波の入らない区間も未だ残っている。
農地では95%以上が携帯電話のカバー内となっているものの、都道府県によってはカバー外の農地が5%以上残っている(2022年の農林水産省の試算による)。
2022年3月現在、日本の光ファイバーの未整備世帯は残り16万世帯(0.3%)となっており、その時点において光ファイバー未到達でFTTN接続やマイクロ無線中継、ADSL等を用いて通信を行ってる主な地域は以下となる。
新潟県岩船郡粟島浦村(粟島)
長野県下伊那郡売木村/泰阜村(2022年4月には整備済み)
広島県山県郡北広島町(2022年4月には整備済み)
また未整備世帯率が50%以上の地域は以下となっている。
高知県土佐郡大川村
鹿児島県徳之島町(徳之島の一地域)
沖縄県島尻郡南大東村(南大東島、2022年8月に整備拡大済み)
沖縄県島尻郡北大東村(北大東島)
同様に未整備世帯率が20%以上の地域は以下となっている。
熊本県天草市
大分県杵築市
静岡県駿東郡小山町
佐賀県唐津市(2024年度までに全域整備予定)
宮崎県えびの市
上記以外にも光ファイバの通っていない離島や陸の孤島は多数存在する:
広島県呉市の情島
鹿児島県の請島および与路島
沖縄県の石垣市桴海地区
長崎県 佐世保市の宇久島・寺島・高島 平戸市の高島 松浦市の黒島、青島、飛島 小値賀町の大島、納島、六島、野崎島
山口県の櫃島、蓋井島、六連島、野島、牛島、馬島、佐合島、笠佐島、平郡島、前島、黒島、端島、柱島
岡山県笠岡市の笠岡諸島(北木島以外)
静岡県〜山梨県の富士山
岐阜県高山市丹生川町の乗鞍岳畳平
など
2021年3月時点で、離島に住む世帯のうち7.6%の世帯は光ファイバーの利用が不可能となっている。
民生用ブロードバンド回線は帯域保証のされないベストエフォート(最善努力)となっており、途中で回線が共有されているため、様々なボトルネックが存在している。2021年時点で30%前後のユーザーがインターネットの実効速度の問題を経験しており、その実効速度の問題は映像配信だけでなくWeb会議にも影響を及ぼしている。
FCCは下り100Mbpsをブロードバンドと、日本は下り30Mbpsを超高速ブロードバンドと定義しているが、実際にオンデマンド動画配信で4K動画を視聴するのに推奨される通信速度は以下となっている:
そのため同世帯の二人以上が各々で4K動画を視聴する場合、30Mbpsでは不足する状態となる(2020年現在の日本の世帯平均人数は2.27人)。また光ディスクのUltra HD Blu-rayでは82Mbps以上の映像が可能となっており、2022年現在のネット配信動画はそれよりも低いビットレートが主流となっている。
また4K解像度のライブ動画配信に必要な通信速度は以下となっている:
ライブ動画配信は一般的な映画(24fps)に比べてフレームレートが高く、またリアルタイムエンコードの必要性から高い処理量を使った高度な圧縮が難しく、また動画全体を見てのビットレートの再配分(マルチパスエンコード)も不可能なため、所要ビットレートが増大する傾向にある。
ブロードバンドでは優先通信機能の使えないインターネット経由でも低レイテンシ向けのサービスが比較的可能となる。しかしながらレイテンシの問題はまだ残っており、アクセス回線側においては特に無線通信が問題となる。
同軸配線方式も集合住宅で使われている。テレビの放送波が乗る同軸ケーブルに対応する規格として地デジとBS・CSデジタルの間にある空白周波数を使った「c.LINK」(MoCA(英語版)の前身)という仕様が存在し、2005年にはJ:COMがそのc.LINKを使って「J:COM NET 光」を提供していたものの取り止めとなっている。
2006年には最大135Mbpsの MoCA 1.0 が標準化され、その後、2010年のMoCA 2.0で最大1Gbpsに、2016年のMoCA 2.5で最大2.5Gbpsに、計画中のMoCA 3.0で最大10Gbpsに対応している。しかしながら日本ケーブルラボによれば2015年時点で日本での公知なMoCAの使用例は存在しないとされている。
また通信衛星は海底ケーブルなどの国際回線が事故や災害や事件などで切れた場合の国際通信の最後の頼みの綱ともなっており、特に海底ケーブルが1本しか繋がっていないトンガのような島国で活躍する機会が多くなっている。しかしながら宇宙との送受信を行う高速衛星通信は小型化の難しいパラボラアンテナやフェーズドアレイアンテナが必要となるため用途が限られており、大気圏に置いてより小型のアンテナで送受信が可能な成層圏プラットフォーム (HAPS) も検討されている。
なお衛星インターネットは通信に高い周波数を使っているためより天候の影響を受けやすく豪雨で不通となりやすい。
衛星以外でも無線ブロードバンドは光ファイバー接続に比べて上りの速度が遅かったり、大気条件や建物の条件によって安定性が低くなったりするため、遠隔医療やテレワークや遠隔教育には不利となる。また輻輳にも弱いとされている。
建物内での接続安定性を上げるためには、宅内〜部屋内まで有線回線を引き、端末近くに無線LANのアクセスポイント(Wi-Fiスポット)やLTEのフェムトセルを設置する必要がある。2022年現在、各部屋まで光ファイバを引いて繋げるようにする Fiber to The Room (FTTR) の仕組みが開発中となっており(ITU G.finなど)、世界ブロードバンド協会 (WBBA) がその FTTR を第5世代ブロードバンド (BB5) の接続性として規定している。
また電波を線で広げる漏洩同軸ケーブル (LCX) もあり、屋内やトンネルなどで使われている。
ブロードバンドのアクセス回線の提供サービスには自社網を使ったものと他社網を借りたものが存在する。自社網と他社網の両方を使ったサービスも存在する。自社の光ファイバ網を使った光アクセス回線提供サービスには主に以下が存在する:
通信系(NTTのフレッツ光、KDDIのauひかりなど)
電力系(東京電力系のTEPCOひかり(auひかりに移行)、関西電力系のeo光、中部電力系のコミュファ光(KDDIへ売却)、九州電力系のBBIQ、沖縄電力系のひかりふる(終了)など)
CATV系 (J:COM系、TOKAI系、CCJ系、CNCI系など)
鉄道系(東急系のイッツコム、近鉄系のKCN、阪神電鉄系のベイコムなど)
主な光アクセス回線の提供者の地域と最大速度は以下となっている(最大速度は地域の一部のみ):
1 2 3 4 5 フレッツ光ギガファミリー/ギガマンション
1 2 3 フレッツ光クロス
1 2 3 4 auひかり ホーム1ギガ/マンション ギガ
↑ auひかり 10G
↑ 中部テレコミュニケーションの「コミュファ光 ホーム10G」
↑ 沖縄セルラー電話の「auひかり ちゅらホーム」「auひかり ちゅらマンションギガ」
↑ 「TOKAIケーブルネットワーク」だけでなく傘下の「仙台CATV」「厚木伊勢原ケーブルネットワーク」「いちはらケーブルテレビ」「エルシーブイ」「トコちゃんねる静岡」「倉敷ケーブルテレビ」「テレビ津山」「沖縄ケーブルネットワーク」なども含む。
↑ 仙台CATVの「キャット・ヴィ光 10ギガ」
アクセス回線の分岐数、プロバイダー (ISP) との境界であるネットワーク終端装置(PPPoEの場合)や仮想固定通信提供者 (VNE) との境界である網・網インタフェース(NNI; IPoEの場合)の回線容量、ISP内又はVNE内のルーターの処理能力や回線容量、バックボーンの回線容量やインターネットエクスチェンジの交換能力などがボトルネックとなってるため、通信規格最高速度を宣伝していても実際の通信速度は低くなる。
民生向けFTTHサービスでは回線の帯域が契約者間で共有されており、例えばNTTの「フレッツ光」のアクセス回線では光スプリッタ(光分岐器)によって1Gbps契約の場合に予備も含めて最大32分岐(1分岐当たり約30Mbps)、10Gbps契約の場合に予備も含めて最大64分岐(1分岐当たり約150Mbps)されて、その帯域が契約者間で共有されることとなる(シェアドアクセス方式)。平均分岐数は2016年度末にNTT東日本で11.8分岐・NTT西日本で7.0分岐だったものが、2020年度末にはNTT東日本で14.4分岐・NTT西日本で7.9分岐まで悪化している。
この光スプリッタを挟んだ光アクセス回線の受動光ネットワーク(PON)での多重化では、帯域を共有しない WDM-PON(波長分割多重化PON)という仕組みも存在するが、2010年の Atlantic Engineering Group の試算によれば WDM-PON は現状の時分割多重化 (TDM) の GPON に比べて1契約当たり2倍前後のコストが掛かるとされている。
IP通信を使用した通話(VoIP・IP電話)ではADSLや低速FTTHの時代に品質の低いセカンダリ電話が登場した。初期のVoIPではIP端末間の通話のみとなっていたが、2002年11月に電話番号050がIP電話へと割り当てられたことで(050IP電話)、VoIPでも一般加入電話との発着信が可能となった。
その後、ブロードバンドを使った品質の高いプライマリ電話のIP電話が登場し、一般加入電話と同じ市外局番の電話番号の使用が認められたことでIP電話は広く普及していった(ひかり電話など)。プライマリ電話はネットワーク品質の規定があることから閉域IP網内(非インターネット)の優先通信機能を使った有料サービスが中心となっている。
IP電話から一般加入電話や他社IP電話への接続には長らく旧来の公衆交換電話網 (PSTN) が用いられてきたが、2021年1月よりIP電話の事業者同士でIPのまま電話交換が行われるようになり、2024年から2025年には一般加入電話までIP網での電話交換へと切り替えられる予定となっているものの、料金は従量制のままとなっている。
一方、非優先通信のインターネットを使ったインターネット電話(音声通信・ボイスチャット)ではSkypeのようなP2P通信による無料の通話サービスが人気となり、ブロードバンドの常時接続によって、それらを繋ぎっぱなしした「オンライン同棲」も一般化するようになった。
またブロードバンドにより、1対1だけでなく多対多の通話(グループ通話、電話会議)も一般化していった。SNSでも「Clubhouse」などの音声SNSが登場し、短文SNSの「Twitter」でも音声会話機能の「Spaces」が登場した。
日本の総務省は「ブロードバンドサービス等」としてFTTH(FTTB含む)やケーブルテレビ(同軸/HFC)などのインターネット接続サービスの統計を公表している。また、下り30Mbps以上の固定系サービスを固定系超高速ブロードバンドサービスとして扱っている。
日本の固定系インターネットサービスの契約数は2023年3月末時点で以下となっている:
世界のブロードバンド契約者数のOECD加盟国の2022年6月のデータから、人口100人に占めるブロードバンド契約者の割合の多い順に示す。
第5世代移動通信システム (5G) は4Gの後継仕様であり、5Gでは4Gよりも高い周波数(Sub6帯やミリ波帯)の広い帯域を用いることによって高速化を実現している。5Gの新無線インタフェースは5G NRと呼ばれており、帯域が狭いながら電波の広がりやすい3Gや4GやBWAの周波数帯を5G NR化して使用することも可能となっている(5G転用)。
2020年より各携帯会社は5Gの正式サービスを開始した。また、地域BWAの5G NR化 (BWA 5GNR) も同年より可能となっている。2022年冬にはUQワイコミュニケーションもUQ WiMAXの周波数帯の一部を5Gに転用しはじめた。