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ローカル5Gとは?仕組みやメリットデメリット、活用事例について徹底解説

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2020年3月にNTTドコモやKDDI、ソフトバンクが高速かつ低遅延で通信可能な5G(第5世代移動通信システム)を活用したサービスを開始しました。
大手キャリアの専売特許と思われていた5Gですが、「ローカル5G」という技術を使うことで、エリアは限定されますが自由に5Gによるネットワークの構築が可能です。
Wi-Fiと比べて様々な利点を持つローカル5Gはどのような技術なのでしょうか。今回はローカル5Gの仕組みやメリット、デメリット、そして活用例について徹底解説します。

ローカル5Gとは

ローカル5Gとは局所的に5Gによるプライベートネットワークを構築して利用できる、「自営による5G」のことです。通常、5Gといえば通信事業者が提供するネットワークのことを指しますが、ローカル5Gはこれとは別に構築できる無線通信システムです。ローカル5Gを活用したい企業は、独自に5G基地局の通信システムを構築して、限られた範囲内で使用できます。

ローカル5Gの仕組み

ローカル5Gは限られたエリアで利用するという条件をもとに、免許を受け5Gの無線通信回線として利用できます。ローカル5Gの免許は「自己の建物」あるいは「自己の土地の敷地内」において、建物や土地の所有者に対して与えられます。またローカル5Gの構築は、企業や自治体の所有者からローカル5Gのシステム構築を依頼された通信企業も可能で、その場合、その通信企業がローカル5Gの免許を取得できます。
局所的に利用できるローカル5Gですが、道路などの他者の土地をまたいだ通信も認められています。その場は、その土地の所有者が別のローカル5Gを構築した場合にも、干渉しないような措置を取ることが求められています。
このようにローカル5Gを利用したい土地や建物の所有者だけでなく、システム構築した通信企業に対しても免許が与えられるというのが、ローカル5Gのコンセプトとなっています。

ローカル5Gと5Gの違い

通常の5GはNTTドコモ、KDDI、ソフトバンク、楽天モバイルの4つのキャリアに対して電波が割り当てられています。一方、ローカル5Gは上記キャリア以外の企業や自治体を対象に、局所的なネットワーク内という条件で利用できる免許制の5Gです。
ローカル5Gと5Gでは通信に使われる周波数帯が異なります。通常の5Gで利用できる周波数帯は3.7GHz帯、4.5GHz帯、28GHz帯に割り当てられていますが、ローカル5Gでは、4.5GHz帯の200MHz幅と、28GHz帯の900MHz幅が割り当てられています。

ローカル5Gのメリット

ローカル5Gにはどのようなメリットがあるのでしょうか。これから5つのメリットについて紹介します。

Wi-Fiよりも広範囲をカバーできる

局所的なネットワークとして、以前からWi-Fiが使われてきました。Wi-Fiによる通信は狭い範囲に限られているため、大規模な工場など広い場所や、屋外の通信はカバーしきれない制限があります。
一方、ローカル5Gはもともと携帯電話で使われることを想定した通信規格であるため、広範囲の通信がカバーできます。そのため大規模な工場など産業用途としてWi-Fiの代わりにローカル5Gを活用する動きもあります。

通信トラブルの影響を受けにくい

ローカル5Gは独立したネットワークであるためキャリアが提供しているネットワークの状況に左右されずに利用できます。災害時や大規模なイベントの発生時に、多くのユーザーがキャリアの5G回線を利用すると、ネットワークの輻輳が発生して接続困難になる可能性がありますが、ローカル5Gのように独立したネットワークであればそのような心配はありません。

キャリアに左右されない

キャリアによる5Gのネットワークは全国に整備されるには1年半から2年以上かかりますが、ローカル5Gであれば、自前で5Gネットワークを構築できるため、キャリアの動向を気にする必要はありません。

5G通信環境を自前で構築できる

キャリアによる5Gは商用サービスがスタートしたばかりであり、整備が十分に進んでおらず利用できるエリアは限定的です。特に山間部など人口の少ない地域では、今後も5Gがサポートされない可能性もあります。
しかしローカル5Gを自前で構築することで、どのようなエリアでも必要な場所に5Gのネットワークを自前で構築できるため、キャリアによる5Gのサポート状況を気にすることなく5Gを活用できます。

セキュリティ強化

ローカル5Gは局所的なネットワークであるため、外部のネットワークと完全に切り離して運用できます。これにより、自社内の情報が外部に漏洩するリスクを抑えることができ、セキュリティ強化につながります。

ローカル5Gのデメリット

多くのメリットを持つローカル5Gですが、現状では以下のような2つのデメリットもあります。

コスト面

ローカル5Gは2020年にスタートしたばかりのサービスであるため、業務で活用できるレベルまでシステムを構築する際に、どれほどのコストが必要となるのか現状では不透明な部分もあります。
現在、明らかなのが電波利用料です。ローカル5Gの利用には、年額固定の電波利用料が必要であり、無線局の種類や出力、設置場所などによって決定されます。ローカル5G及び、ローカル5GとNSA(Non Stand Alone)の組み合わせで構成される自営等BWAの電波利用料の基地局当たりの金額は、電波法により以下のように決まっています。

設備 電波利用料
ローカル5G基地局 年額2,600円/局
ローカル5G陸上移動局 年額370円/局
自営等BWA基地局 年額19,000円/局
自営等BWA陸上移動局 年額370円/局

周波数が直線型なので、障害物に弱い

ローカル5Gの周波数の1つである、28.2GHz~28.3GHz帯は直線的な電波を持つ周波数帯であるため、障害物に弱いという性質を持ちます。そのため障害物の多い環境では、通信できる距離が短くなってしまいます。

ローカル5Gの活用例

ローカル5Gの活用例として以下の3つの例を紹介します。

スマート工場

スマート工場とはIoTやAIを活用したハイテクな工場のことです。ローカル5Gは局所的なネットワークであるため、セキュリティに強いだけでなく、キャリアがサポートしていないエリアにおいても自由にネットワークを構築できます。また通信も非常に安定しています。
スマート工場ではネットワークを経由して様々な情報がリアルタイムにやり取りされます。そのためスマート工場にローカル5Gを導入することで、さらなる生産性の向上につながります。

スポーツや音楽などの映像配信

ローカル5Gは「高速」で「遅延が少なく」さらに「多数のユーザーが同時に接続しても安定している」という特徴を持ちます。そのため多数のユーザーが利用する、スポーツや音楽などのリアルタイム映像配信のための通信環境として優れています。

遠隔での機器操作

人間が作業するには危険な場所において、ローカル5Gの通信を使って機械を遠隔操作することで、安全に作業を行うことができます。また災害発生時に2次災害を防ぐための手段としても、遠隔による機器の操作は非常に役に立ちます。

日本におけるローカル5Gの現状と今後

日本の各企業や自治体におけるローカル5Gの現状はどのようになっているのでしょうか。今後の展望ともにいくつかご紹介します。

富士通が国内初の免許取得(2020年3月)

2020年3月27日に、富士通が国内初めてローカル5Gの免許を取得しました。富士通新川崎テクノロジースクエアにてローカル5Gによるシステムの運用を開始しました。5GをカメラとAIに活用して不審な動きを検知できるセキュリティシステムの実現を目指しています。
参照国内初、商用のローカル5Gを運用開始/富士通株式会社

オプテージが実験試験局の免許交付(2020年3月)

MVNOのmineoを提供するオプテージは、2020年3月10日にローカル5Gの実験試験局の免許の交付を受けました。2020年6月17日にはオープンラボ「OPTAGE 5G LAB」を開設し、実際に稼働しているローカル5G環境の体験ができるようになっています。
参照OPTAGE 5G LAB

その他(東京都、NTT、NEC、東芝、パナソニックなど)

ローカル5Gに参入する企業は、NTTやNEC、さらに東芝やパナソニックなど多岐にわたります。例えばNTT東日本と東京大学は協力して「ローカル5Gオープンラボ」を2020年2月に設立し、ローカル5G
の活用を目指している自治体や企業に対して、実証実験の環境を提供しています。
またNECは2019年4月に「NEC Smart Connectivity」を立ち上げ、ローカル5Gの技術を活かして、IoTやAIの活用のサポートやコンサルティングなどのサービスを提供しています。様々なデバイスを環境に応じた通信環境で接続して、ネットワーク機器の提供やネットワークの構築、運用をサポートしています。
東芝では以前から提供しているIoTソーリューションである「Meister」シリーズにて、製造工程における生産性の向上や、ビジネスそのもののライフサイクを支援しています。その流れで、工場のIoTや社会インフラソリューソンへのローカル5Gの提供を目指しており、自社工場での実証事件を経て課題を検証し、実用化を目指しています。
パナソニックでは「プライベートLTEネットワークシステム」を開発し実証実験を進めています。自営無線通信の先駆けとも言えるプライベートLTEのための設備に、ローカル5Gの通信環境を適応させることで、公共サービスのさらなる向上や、デジタルデバイトの解消や防災への貢献に活かそうとしています。
東京都は自治体としては初となるローカル5Gの無線局を開設するための免許を取得しました。2020年秋をめどに、東京都立産業技術研究センターに5G通信を実験する施設を開設し、ローカル5Gの独自構築が難しい中小企業やスタートアップなどの製品やサービスの開発支援を目指しています。

まとめ

ローカル5Gの仕組みやメリットデメリット、さらに活用事例について紹介してきました。特にIoTの分野においてローカル5Gの活用が期待されています。工場やその敷地内でローカル5Gによる無線通信環境を構築すれば、生産活動に使われるロボットやセンサーを無人で制御可能です。
他にも様々な用途でローカル5Gが活用できることは、本文でも紹介した通りです。これからますますニーズが高まっていくローカル5Gですが、自社ではどのような事業に活用できるのか、検討してみてはいかがでしょうか。

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