研究テーマ

ビジネスで注目される【ローカル5G】とは? 大学でも産学共同研究がスタート!

スマートフォンのCMで最近「5G(ファイブジー)」という言葉をよく耳にするのではないでしょうか。この5G(第5世代移動通信システム)とは、現在主流であるLTEより速度を向上させた新しい通信規格のことですが、その5Gの技術を応用した『ローカル5G』は、ビジネス業界から高く注目されています。

IoT時代を見据えた新しい通信システム「5G」

携帯電話の通信規格(移動通信システム)は、約10年サイクルで新しい世代が登場して、通信速度が向上し、機能が追加されるなど、技術が進んできました。現在主流なのがLTEとも呼ばれる第4世代移動通信システムで、5Gは2020年から新しくサービスが始まりました。

LTEの100倍となる超高速

5Gの特徴は「超高速」「多数同時接続」「超低遅延」という三つの特徴を持っています。5Gの通信速度は最大20Gbps(理論値)まで向上されるとされ、これはLTEの約100倍のスピードになります。

多くのデバイスをつなぐ多数同時接続

多数同時接続は、多くの機器を同時に接続できるという機能です。5GはIoT時代を想定しているので、スマートフォンやパソコンだけでなく、数多くの機器と同時につながることを想定しているのです。

「モノのインターネット」とも呼ばれるIoT(Internet of Things)は、すべてのデバイスがインターネットに接続されるという意味で、私たちの身の回りにある多くの機器、例えばテレビや冷蔵庫、エアコン、照明機器などもネットワークにつなぎ、遠隔操作したり、家の中の家電を全部まとめて管理したりできるようになります。

タイムラグを極力抑える超低遅延

超低遅延は、タイムラグをなくす技術です。電話中に相手の声がワンテンポ遅れて届くことがあります。しかし5Gでは、離れたところにある機械を遠隔操作するなどの新しい利用が想定されています。ところが、大きなタイムラグがあると操作に失敗が起こるリスクへとつながります。そこでタイムラグを極力減らすために技術が盛り込まれているのです。

LTEまでは音声通話やスマートフォンなど、人間が利用することが中心でした。しかし5Gは人間以外のさまざまな機器や機械での利用も前提としています。これからのIoT時代に適した機能を備えた通信規格が5Gといえるでしょう。

この5Gの利点を生かして、限られたエリア、例えば工場、研究施設、商業エリアなど限定した範囲内で活用しようというのが『ローカル5G』です。

生産現場の通信環境に革新をもたらす『ローカル5G』

限定されたエリアで利用するローカル5Gは、ある企業、団体、地方自治体などが、「この場所で5Gを使いたい」という目的で構築するもので、いわば自営の通信ネットワークです。では、どういう用途でローカル5Gを使うのでしょうか?

スマートファクトリー

例えば、スマートファクトリー。これは、いわばIoT版工場です。工場内の機械やシステム、生産物、人の動きなどがネットワークで管理され、相互に通信しながら、自動的に運用される工場のことです。

スマートファクトリーが実現できれば、製造業のあり方が大きく変わっていくでしょう。工場全体が可視化され、各機械の稼働状況をIoTで収集し、蓄積されたデータを人工知能(AI)が分析し、異常が起こった際には迅速に検知し、スピーディーな対処に移るなど、安定した生産体制の構築が期待されています。

スマート農業

農業分野でも同様に、ICTを駆使した「スマート農業」が提唱されています。センサーを活用して、農産物の発育状況を管理し、ロボットやドローンを使って重労働を人から解放できます。

このように工場内、農場内といった限られたエリアで、機器の通信を行うためのインフラとして5Gの通信を利用しようというのがローカル5Gの考え方です。他にも建築現場での機械の遠隔制御、河川や海を監視する防災対策など、さまざまな用途でローカル5Gの活用が期待されています。

『ローカル5G』導入を成功させるために、求められる知識

ところで、やがて日本全国にあまねく通常の5Gが普及するというのに、わざわざローカル5Gを構築するのにはどのような意味があるのでしょうか。

一つは、利用者が自前で構築できることによる「自由度」「柔軟性」が挙げられます。通常の5Gは誰もが使うものですから、統一された通信品質、機能を提供することが求められます。それに対し、ローカル5Gは利用する現場で必要な通信品質、機能を選択して利用できるという利点があります。

「こういう機能が絶対必要だが、標準の5Gだけでは実現できない」という場合には新しい機能を開発して利用することも可能です。例えば「新しいデバイスを開発したので、5Gのなかで活用したい」と考えたからといって、携帯電話業者に「5Gの規格を拡張してほしい」と依頼するわけにもいきません。しかし、ローカル5Gであれば、そのデバイス向けの機能を組み込めるようになります。

現場のニーズに合わせて柔軟に構築できるというメリットは、言い方を替えれば「現場のニーズをしっかりと理解しなければ、ローカル5Gの構築はできない」ということでもあります。

また、使いたいビジネスの将来ビジョンをよく考えて、いずれ拡張することを見越した構築を進めることも必要となるでしょう。つまり、現在のニーズと将来のビジョンをしっかりと見定める力が、ローカル5Gでは欠かせないのです。

『ローカル5G』について学べる大学の学部

日本におけるローカル5Gは始まったばかりです。通常の5Gに取り組む大学は少なくなく、学部としては主に「理工学部」が挙げられますが、ローカル5Gはまだ多くはありません。

しかし2019年には、東京大学とNTTドコモが協力し、産学共同でローカル5Gの検証環境である「ローカル5Gオープンラボ」を東京大学本郷キャンパスの大学院情報学環に設立しています。九州工業大学は2020年3月、ローカル5Gの無線局免許を取得し、産学が連携した共同研究を進めていく計画を持っています。産業界からの注目も高く、今後は扱う大学、大学院も増えてくるでしょう。

『ローカル5G』の活用が期待できる分野

製造業、農業、スマートシティ、建築施工、大学、IoT、防災

東京大学とNTT東日本による日本初の産学共同「ローカル5Gオープンラボ」の設立
https://business.ntt-east.co.jp/service/local5g-openlab/

九工大とQTnetが>ローカル5G共同研究に向け連携
https://www.kyutech.ac.jp/whats-new/press/entry-7200.html