業界分析

5Gでできることって何? 5GとIoTが手を組めばスマートホーム化は加速する!

情報通信技術が進化すればするほど、私たちの日常生活はより便利で快適なものへと変化していきます。2020年3月から各大手キャリアが5Gサービスの提供を開始し、5Gの普及はIoTと共に更に発展し、社会全体の暮らしを良いものへと向上させていくでしょう。
今回は5Gによって何ができるようになるのかについて解説します。

5Gとは

5Gとは、次世代の通信規格「第5世代移動通信システム」の略称であり、第4世代移動通信システムである4G以上の高速通信と信頼性の高いネットワーク接続を実現します。

日本では2020年からサービスが開始され、すでにスマートフォンだけでなく、工場や企業、自治体でも活用が進められています。

5Gの特徴は以下の通りです。

・超高速・大容量通信
・超低遅延
・多数同時接続

超高速・大容量通信

1つ目は「超高速・大容量通信」です。

5Gでは、通信速度が飛躍的に向上します。そのため、2時間の映画を数秒でダウンロードが可能であり、容量の大きな動画をダウンロードするときでも待ち時間を気にする必要はありません。

超低遅延

2つ目は「超低遅延」です。

5Gでは、通信の遅延がごく小さくなり、より安定した接続が可能となります。スマートフォンのゲームでも通信の遅延を意識せずに楽しむことができます。

多数同時接続

3つ目は「多数同時接続」です。

5Gでは、より多くの機器を同時にネットワークに接続できます。モバイル端末だけでなく、家電やウェアラブルデバイスといったさまざまな機器がネットワークに接続されるIoTの利用が本格的になっていくでしょう。

4Gと5Gの違い

4Gと5Gの違いは以下の通りです。

4G5G
伝送速度最大1Gbps最大10Gbps
遅延速度10ミリ秒1ミリ秒
同時接続数10万台/平方キロメートル100万台/平方キロメートル

4Gと比較して5Gは約10倍速い高速通信が可能です。
データの遅延は約1/10であり、よりスムーズな遠隔コミュニケーションや自動運転などへの活用ができます。

また、接続できるデバイス数は4Gに比べ約10倍であり、1つの基地局に同時にたくさんの端末がネットワーク接続できるため、大きなイベント会場で大人数が同時にインターネットにアクセスできます。

圧倒的に快適な通信が可能となるため、IoT機器の普及にも貢献しています。

IoT(Internet of Things)は、「モノのインターネット」と訳されており、身の回りのさまざまなモノがインターネットに接続することを意味します。

従来インターネットに接続するモノはパソコンだけだったので、IoTという概念は存在しませんでした。

しかし、スマートフォンやタブレットなど、移動式の通信技術が急速に普及したことにより、インターネットに接続できるモノはパソコンに限定されなくなっていきました。

現在、冷蔵庫や炊飯器、エアコン、照明器具などあらゆるモノがインターネットに接続できるようになっています。

スマートフォン1台でIoT家電を一括管理すれば、非常に便利な日常生活を送る事ができるでしょう。

5GをIoTに接続した場合の実用例

5GをIoTに接続した場合の実用例は以下の通りです。

・自動運転
・手術の遠隔操作
・スマートファクトリー
・インフラの管理
・スマート農業
・スマートホーム
・スマートシティ

自動運転

1つ目は「自動運転」です。

自動運転技術とは、機械が自律的に乗り物の操縦を行う技術です。ただし、人間が一切ハンドルを握らず、機械が100%運転する技術だけを指すわけではありません。

日本のロジスティクス業界は、労働力不足やドライバーの高齢化といった課題を抱えています。労働力不足の切り札として期待されているのが自動運転です。
5Gの特徴である超高速、超低遅延が、データセンターに置かれた走行状況を判断するシステムとの連携を密にし、安全な運用をすることができます。

長距離トラックのドライバーは、長時間にわたって緊張感が続く過酷な仕事です。自動運転の実現によって、不慮のヒューマンエラー、居眠り運転、集中力低下などの防止、さらにドライバーの労働環境の改善などが期待されています。

手術の遠隔操作

2つ目は「手術の遠隔操作」です。

5Gは4Kや8Kといった大容量のデータをリアルタイムで送受信可能です。そのため、5G対応のIoT機器を病院に導入すれば、手術の遠隔操作が可能になるといわれています。

2021年4月16日、神戸大などのグループは5Gを利用して国産初の手術支援ロボット「hinotori(ヒノトリ)」を遠隔操作する実証実験を始めたと発表しました。
将来、遠隔地からの操作や手術指導に使うには、解像度の高い大量の映像データを遅延なく伝送する必要があり、5G技術の活用を実証していくそうです。

すでに日本には手術ロボットが300台以上配備され、5G通信技術の整備により、遠隔手術操作の遅延が解消するとされています。

また、オンライン診療にもIoT機器を導入すると、更に医療が身近になり、病気の予防や早期発見が可能になるでしょう。

スマートファクトリー

3つ目は「スマートファクトリー」です。

一般的にスマートファクトリーとは、AI・IoTなどのIT技術を利用したデジタルデータの活用により、業務プロセスの改革、品質や生産性の向上などを継続発展的に実現する工場とされています。
工場内に5Gの通信技術を導入するメリットは以下の通りです。

・工場内の設備機器を無線化できるため、フレキシブルに生産ラインを変更できる
・設備・機器に設置されたセンサやカメラから収集したビッグデータを活用でき、在庫量を一元管理したり、不具合や故障のデータを分析して予知保全を行ったりして、安定した稼働につなげることができる
・高速かつリアルタイムな情報共有により、作業内容を動画で送信して指導に活用する、点検・監視の巡回を遠隔地から行うといった対応も可能
・複数の設備との同時接続機械の稼働状況や製造実績といったデータを速やかに共有できるだけでなく、生産計画等の経営における意思決定が早くなる

高速大容量通信や多数同時接続に対応した5Gの導入により、スマートファクトリー化が加速することが期待されています。有線で機械を配置する必要もないので、事業所ごとに効率的なレイアウトを行うことでさらに生産力を高めることができるでしょう。

スマート農業

4つ目は「スマート農業」です。

スマート農業とは、ロボット技術やICT、AIやIoT等の先端技術を活用し、超省力化や生産物の品質向上を可能にする新しい農業のことを指します。

長年の経験が求められる作業が多く、就農人口が高齢化するなかで、熟練者の技術やノウハウを、新規就農者や、短期の雇用労働者に伝えていくことが急務となっています。これを解決するのがスマートグラスとローカル5Gです。

ローカル5Gとは、通信事業者ではない企業や自治体が、一部のエリアまたは建物・敷地内に専用の5Gネットワークを構築する方法のことです。
また、大手通信キャリアの電波に依存することなく5G通信を行えるようになるため、災害時やシステムトラブルによる通信障害が起こりにくく、安定的な通信環境の維持が可能です。

エリアによっては電波が遮断されてうまく5Gの恩恵を受けられなくなる場合があります。ローカル5Gを設置することによって、市街地から離れたエリアでの建設現場や電波が届きにくい地域にある農場などでも、快適に5G対応のIoT機器を利用することが可能です。

運用するには無線局の免許を取得する必要がありますが、2019年に申請受付が始まり、2020年から実際に利用されています。

NTTドコモが2020年1月から高知県で行っている実証では、スマートグラスから送られた画像を県立農業担い手育成センターの指導員が確認し、遠隔からの指導や支援を行っています。
具体的に以下のような仕組みになっています。

①研修生が、ナスの傷の画像をスマートグラスで送る
②指導員が虫によるものか、病気なのかを判定し、どのように対応すべきかを指示
③指導員が指示内容を描画して送信すると、その内容が研修生のスマートグラスに投影される

5G/ローカル5Gにより、4Gでは確認できなかった色味や質感の情報を遅延なく、高画質・高速伝送することで、遠隔からの支援を効果的に実施することができ、スマート農業はさらに進化していくでしょう。

スマートホーム

5つ目は「スマートホーム」です。

スマートホームとは、IoTやAIなどの技術を駆使して、住む人にとってより安全・安心で快適な暮らしを実現する住宅のことです。1980年代からアメリカで提唱されていた概念で、太陽光発電や蓄電器の開発によって少しずつ普及してきました。

5Gの多数同時接続を利用することで、照明やエアコン、洗濯機、鍵など、家にあるさまざまな家電や設備をIoTデバイス化しスマートフォンから操作するスマートホームの実現が可能です。

現在のIoTデバイスは家庭用のWi-Fi回線を利用しているケースがほとんどですが、5Gが普及することで、より多くのIoTデバイスを直接操作することも可能になり、それらを連携させることで利用の幅が大きく広がるでしょう。

スマートホームでは、以下の事が可能です。

・センサーが部屋の気温や湿度を計測して空調の温度を自動で最適化
・寒い時は床暖房を動かす
・外出先からスマートフォンを通じて鍵の施錠確認
・不在中の訪問客の映像を高画質でスマートフォンに受診しながら対応
・家族の帰宅をスマートフォンに通知

スマートホームはIoT家電や家の機能をネットワークによって協調させ、スマートフォンや音声認識でコントロールすることができます。また、スマートフォンを通じて家の状態や人の出入りなどの変化を遠隔地から確認することも可能です。

まとめ

5Gによって何ができるようになるのかについて解説してきました。以下、まとめになります。

・5Gの特徴は「超高速・大容量通信」「超低遅延」「多数同時接続」
・5Gは4Gと比較して高速通信が約10倍、データの遅延は約1/10、接続できるデバイス数は約10倍
・5Gは「自動運転」「手術の遠隔操作」「スマートファクトリー」「スマート農業」「スマートホーム」を加速化させる

5Gが普及すれば、ネットワークの性能が上がるだけでなく、ネットワークを活用する幅も大きく広がり、スマートフォンやPCだけでなく、あらゆるものが当たり前にネットワークに接続する世界になるはずです。5Gが加速すればするほどスマートホームや私たちの生活は向上していくことでしょう。

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