IoTにおける5Gのトップ5実世界ユースケース

このブログ記事執筆時点（2022年7月）における最新の GSMA Intelligenceレポート によると、世界中で198の商用5Gサービスが開始されており、市場浸透率は約9%です。2025年までに12億件（世界の接続数の26%）が5Gを主要接続とするという高い予測が示されています。この誇大宣伝はついに現実のものとなったのでしょうか？答えはイエスですが、多くの注意点があります。

 

ロバステル 当社の主力5G端末である R5020 を発売し、2021年を通じて数百の実験や概念実証ユースケースが展開されました。

 

次世代5Gルーターの発売に伴い EG5120 の発売を控え、過去1年間に見られたユースケースを振り返り、5G技術が最も普及している分野について考察する絶好の機会と考えました。

ロバステル – 3GPP R16 NR エッジコンピューティングゲートウェイ

 

5G – 「より太いパイプ」の必要性

結局のところ、これまで見てきた5Gのユースケースの多くは、従来の3G/4Gのユースケースよりもモバイルネットワーク上でより多くのデータを高速に送信できるという単純な前提に基づいています。これは当然のことで、2Gから3Gへ、そして3Gから4G/LTEへと移行する際にもまったく同じ傾向が見られたからです。

これにより、5GはADSL/ブロードバンドのフェイルオーバーといった企業向けネットワークソリューションの実用的な代替手段として、さらには迅速に展開可能なプライマリ接続（必ずしもIoTソリューションとは限らない）としても活用可能となる。

ただし、5G接続が「より太いパイプ」となることで、単一のルーターから複数の接続システムを最小限の手間で運用できる点は特筆すべきである。これにより小売、POS、デジタルサイネージ分野での応用が非常に魅力的となり、より伝統的なIoT型導入へと発展する可能性がある。

 

1. 公共Wi-Fi接続

ええと…少しごまかしましたね。このリストの冒頭で「エンタープライズ接続は厳密には『IoT』ではない」と前置きしたものの、公共向けWi-Fi接続を提供するために注文・使用される5Gルーターの圧倒的な普及を無視することは不可能です。これには以下が含まれます：

• 列車
• バス
• 船舶
• 空港
• スポーツグラウンド
• ショッピングモール
• 公共空間

 

リストは延々と続く。人々が接続を求めるあらゆる場所で、プロバイダーは5Gを最適なWi-Fiソリューションとして検討している。

興味深い点は、ルーターレベルで5G接続を分割・管理できる能力です。これにより、テレマティクスや決済サービス、監視ソリューションなどのバックエンドシステムを、パブリックトラフィックとは別のルーターで隔離する必要が突然不要になります。5Gが提供する速度は、消費者向けWi-Fiソリューションを提供しながら、同じネットワーク上で同じルーターを介してIoTシステムを同時に稼働させることを完全に可能にし、大幅なコスト削減とビッグデータの可能性を開きます。

 

もちろん、単一ルーターでの負荷分散によるコスト削減の魅力はさておき、パブリック接続とプライベート接続を混在させる場合には、ネットワークセキュリティ対策に十分留意する必要があることを改めてお伝えしておきます。

 

2. 知的交通システム

5Gは「スマートシティ」に向けた大規模な応用可能性を提示しているが、実際に多くの概念実証ソリューションが現実のものとなっている分野は、高度道路交通システム（ITS）である。

 

世界人口が増加するにつれ、都市が水平方向にも垂直方向にも拡大する必要性が現実のものとなりつつある。水平方向の拡大に伴い、新たな道路や交通インフラの需要が高まっている。従来、新たな交通管理ソリューションにおける主要課題の一つは、信号機や速度監視カメラなどに必要な膨大な量のケーブル配線であった。
これらはすべてLTE/4G技術でカバーできるようになりました。

 

5Gが真価を発揮し始めるのは、遠隔地からクラウドへデータを送信する速度である。例えば、センサー、カメラ、AIを組み合わせて使用することで、道路管理当局は事故発生の瞬間に、鮮明な映像を作戦センターへ送信できる。

その後、同じネットワークを利用して、遠隔で交通流の迂回誘導を開始し、速度制限を調整し、警告信号を展開できる。その間、事故現場からの分析データを活用して、状況を効率的に管理するために必要な人員と装備の規模を把握する。

3. 無人／自律走行車両

ウェストワールドや自動運転車のイメージはひとまず脇に置いてください。今回取り上げるのはそういう自律走行車ではありません（とはいえ5Gが実現に大きく貢献しているのは確かです！）。

 

いいえ、私たちが話しているのは私有地で使用される車両のことです。これには、工場内で棚の補充やピッキング作業を素早く行う小型ロボットから、数キロメートルにも及ぶ現場を移動する巨大な採掘設備までが含まれます。

 

5Gネットワークを用いた通信により、工場ロボットはエッジベースの意思決定のための重たい処理能力を負担することなく、仮想リアルタイムで報告を行い、指令を受け取ることが可能となる。これにより、ロボットは長期的に見てより低コストで、バッテリー効率も向上する。

 

鉱山現場では安全性と運用効率向上のために5Gが活用されており、一方、人間の作業員には重大な安全対策が必要な区域では、自律型機械を24時間365日稼働させるためにプライベート5Gネットワークが導入されている。 鉱山における自律走行車両への5G導入がもたらすもう一つの安全上の利点は、低遅延接続によるリアルタイム意思決定能力にある。これにより車両に搭載したカメラやセンサーが衝突や事故の危険を検知し、作業員や監督者に即座に通知することが可能となる。

4. 大量データ処理 

低遅延と高速化により、より多くのデータポイントからデータを中央のクラウド拠点に集約し処理することが可能となる。これにより、膨大なデータを活用して実用的な知見を提供するアプリケーションが実現する。具体例としては、ショッピングセンターや公共イベントにおける人流計測・ヒートマップ装置から、救急車が病院へ向かう移動中に患者の健康データをストリーミングするといった救命アプリケーションまで多岐にわたる。

 

ここで5Gとフォグ／エッジコンピューティングは競合しつつも互いに補完し合う。例えば5Gの高速性と低遅延という利点により、理論上は比較的「単純な」ルーターを現場に設置し、膨大なデータ波を中央のクラウドサーバーへストリーミングし、データセンターで大規模な処理を実行できる。あるいはエッジ処理と5Gの速度（例えば EG5120）が提供する高速通信を組み合わせることで、ネットワークエッジ上のIoTデバイスが、送信すべきデータとアーカイブすべきデータを即座に判断できるようになります。これにより、ネットワークとリソースの効率的な活用が実現します。

 

5. IPカメラ

最終的な「実世界」での応用例として、 R5020 で利用可能な最終的な「実世界」アプリケーションとして、非常に大きな需要が見込まれているのがIPカメラです。「太いパイプ」という比喩に則れば、モバイルネットワークを介して高精細な動画をリアルタイムでストリーミングできることは、セキュリティ、安全、緊急サービスにおいて無限の可能性を秘めています。

 

3G（さらには4G/LTE）のような旧式技術では、多くのカメラアプリケーションはイベント駆動型でなければならず、事件発生時に静止画や短い動画を撮影し、処理して監視拠点へ送信する方式が一般的でした。このため、リアルタイムアプリケーションの実現は困難でした。

 

しかし5G技術により、動画は常時ストリーミング可能となる。帯域幅使用量を削減するため意図的に低解像度でストリーミングを維持し、事象を検知した瞬間に1080pや4Kへ切り替えるアプリケーションも確認されている。

 

5G技術により、カメラはセキュリティや公共安全用途における遠隔の「目」と「耳」となり、高品質なデータがリアルタイムで送信されるため、遠隔地のオペレーターは瞬時の判断を下し、人命を救うことが可能となる。

結論 

結論として、IoT向け5Gが到来し、ついにユースケースが理論段階を超え量産段階へ移行しつつある。5Gコンポーネントの価格が低下し、ネットワークが「スライシング」を導入し始めるにつれ、IoTにおける5Gの普及は指数関数的に拡大すると予測される。 世界的な3Gサービス終了が進行する中、顧客からは「4G/LTEを飛び越えて5Gに直接移行できないか」という問い合わせが既に始まっている。

 

5G技術とロバステルソリューションについて詳しく知りたい方は、お気軽にお問い合わせください。 ロバステル 当社グローバルIoTスペシャリストまたは地域パートナーをご紹介いたします。