ローカル5Gとは？私たちの生活を変える最新技術と将来性について解説

2020年がスタートし、いよいよ次世代通信技術である5Gのスタートが秒読み段階となりました。携帯電話ネットワークはおよそ10年おきに変化してきており、5Gは5世代目にあたる革新的な技術です。日本国内では各キャリアが今年から5Gの運用をスタートすることは間違いないのですが、これはあくまでも携帯電話のような全国をカバーするものです。しかし、5Gは5Gでも一定の範囲内や目的内で使われる「ローカル5G」というものがあることをご存知でしょうか。

じつは2019年12月からローカル5Gの申請が始まり、さまざまな企業、自治体、団体がすでに届け出を済ませている状況です。今回の記事では、ローカル5Gとはどのような技術なのか、メリットやその使いみち、今後の展望なども併せて詳しくご紹介していきましょう。

ローカル5Gとは？

まずはローカル5Gとは何のことなのか、基本的なことから紹介していきます。

ローカル5Gとは一言で表すと、一定のエリアや場所、地域で利用される5Gネットワークです。たとえば工場や建設現場、商業施設など、それぞれの目的に応じてローカル5Gのエリアは限定されます。いわばWi-Fiネットワークのように電波の範囲を限定することができ、これによって手軽に安全なネットワーク網が構築できます。

しかし、Wi-Fiと決定的に異なるのはローカル5Gはあくまでも5Gであるため、電波を利用するためには免許が必要ということ。Wi-Fiで使用されている2.4GHzや5GHz帯は免許が不要であり、Wi-Fiのアクセスポイントを持っていれば誰でも自由に宅内ネットワークを構築できます。

しかしローカル5Gは「ローカル」とはいえ、Wi-Fiに比べて電波の飛距離があるため一般ユーザーが自由に使用することはできません。ローカル5Gの安定した通信には電波の干渉対策も必要となることも免許制が採用されている大きな理由のひとつです。

ローカル5Gで使用される電波の周波数

ローカル5Gとして使用する電波について、総務省では以下の周波数帯が検討されています。

2019年12月24日からローカル5Gの免許申請手続きが開始されましたが、今回対象となっている周波数帯は上記のうち28GHz帯のなかの28.2～28.3GHz帯に限られます。この100MHz幅の帯域については、「自己の建物内」または「自己の土地の敷地内」での使用という条件のもとに割当がされる予定です。

ちなみに、将来的に開放される予定の4.6〜4.8GHzと28.3〜29.1GHzの帯域については、上記のような条件を付与しない方向で検討されています。また、将来的には今回の対象となった28.2〜28.3GHz帯についても、条件が撤廃される可能性もあるとのことです。
ローカル5Gの対極には各大手キャリアが全国展開する5Gサービスがありますが、まずは5Gの全国的な普及を目指すためにも今回のローカル5Gの免許申請では大手キャリアは除外されます。

また、ローカル5Gと全国展開の5Gでは使用する電波の帯域が異なるだけで同類のサービスが展開できることから、電波の寡占を防ぐためにも大手キャリア以外の事業者へ優先的に電波が割り当てられることとなりました。ただし、これについても5Gの普及状況やサービス展開の進捗も踏まえながら、将来的にルールが見直される可能性はあります。

今回開放された28GHz帯の一部は、周波数帯が高いため電波の届く範囲が限定される特性があります。たとえば基地局からデバイスまでの間に遮蔽物があると、電波は遮られてしまい通信が遅くなったりエラーになったりする可能性が考えられます。一方で4.5GHz帯はキャリアが全国展開する5Gの周波数帯とも近いため、比較的広範囲での使用も可能と考えられます。

ローカル5Gの特性とメリット

なぜここまで5Gが注目されているのでしょうか。そこには5Gならではの特性があります。基本的に5Gもローカル5Gも同様の特性があるのですが、詳しく見ていきましょう。また、ローカル5Gだからこそ実現できるメリットについても紹介します。

ローカル5Gの特性

ローカル5Gは使用する電波の帯域が異なるだけであり、あくまでも5Gと電波の性質は似ています。5Gには大きく分けて以下の3つの特性があります。

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5Gと聞くと単にスピードが速くなるものとイメージする人が多いですが、じつは通信のタイムラグが小さくなったり、一度に多くのデバイスとの通信をしてもパフォーマンスが低下しにくくなるという特性もあります。

これまでLTEやWi-Fiでは実現できなかったサービスも、5Gやローカル5Gが導入されることによって実現できるようになると考えられています。もはや5Gは携帯電話やスマートフォンというデバイスだけが接続されるものではなく、AIやIoTなどの先進的な技術も併用しながら多様な革新的なサービスを生むテクノロジーになっていくはずです。

ローカル5Gのメリット

用途やエリアが限定されるローカル5Gだからこそ得られるメリットがいくつか考えられます。

ネットワークの混雑解消

一人ひとりがスマホやタブレット、パソコンなどのデバイスを所有するのが当たり前の時代になった今、自宅のインターネット回線が遅いと感じたことはないでしょうか。インターネットの大もとの光回線は十分な速度が確保され速いものの、Wi-Fiのアクセスポイントに接続するデバイス数が増えて処理しきれなくなっているケースがあります。

また、屋外で多数のユーザーが一度にアクセスしようとすると、基地局側のキャパシティを超えて通信エラーや遅延を引き起こすこともあります。ローカル5GではLTEよりも多数のデバイスを同時に接続できるため、このようなネットワークの混雑によって起こる問題を解決できると期待されています。

セキュアなネットワーク

ローカル5Gは通常の5Gとは分離されたネットワークであるため、よりセキュアなネットワーク環境が構築できると期待されています。5Gによって同時多接続のネットワークが構築できるようになると、IoTの技術を活用したさまざまなサービスが展開されると予想されます。さまざまなデバイスに搭載されたセンサーがネットワークに接続されたとき、新たな問題として不正アクセスやデータ漏えいなどの被害が懸念されます。

これまではパソコンやスマートフォンなどインターネットに接続されるデバイスが限られていましたが、センサーネットワークが発達してくるとより強固なセキュリティが求められるようになるでしょう。IoTデバイスでやり取りするデータは単純でデータ量が小さいものが多い傾向にありますが、重要なデータではないからといってセキュリティ対策を疎かにしていると、その隙間をかいくぐって重要なデータを不正に取得されてしまう危険性も十分考えられます。

ローカル5Gは独立したネットワークであるがゆえに、自網内のアクセス状況を把握することもできます。不正なアクセスが頻発していないかをチェックしながら、ネットワークの抜け穴などがあれば都度対策を施していくことが求められます。

ローカル5Gの用途

ローカル5Gで利用される4.5GHz帯と28GHzの2つの周波数帯はそれぞれ特性が異なることを紹介しましたが、当然のことながら周波数帯によって利用用途も大きく異なります。

4.5GHz帯は特定の自治体や大企業など、比較的広い範囲をカバーするのに役立ちます。たとえば地域の防災無線の代わりにさまざまなデバイスを使って情報を伝達する手段にもなり得るでしょう。僻地で医療機関が少なく、十分な治療を受けられない自治体においてはローカル5Gを使って医師による遠隔診察や遠隔手術にも対応できると期待されます。

また、よくある事例としては工場などの生産現場においてAIによる画像解析とロボットを活用しながら生産を自動化。人間の手による介入を極力少なくしていくことで生産能力が向上し、人為的なミスの防止にも役立ちます。建設現場においては建機にカメラを搭載し、遠隔地から作業員が映像を見て作業をする取り組みも進んでいます。わずかな判断の遅れが命取りになることも多いため、超低遅延のローカル5Gの技術は欠かせないものになっていくことでしょう。

建機の遠隔操作が可能になるということは、災害時の復旧作業にも役立てることができます。災害発生時の危険な現場作業において、もっとも懸念されるのが二次災害です。災害復旧のためにさらなる犠牲者を出さないためにも、安全な場所から操作ができる重機が投入できれば復旧の効率もさらに向上すると考えられます。

今回紹介した上記の事例は、いずれもLTEやWi-Fiネットワークでの実現は難しく、現時点では実証実験や検討段階のものばかりです。しかし、ローカル5Gの本格的な普及によって実現される可能性は非常に高く、さらにこれ以外にも用途は広まってくると考えられます。