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ローカル5Gとは? メリット・デメリットと活用法を解説

2020年3月、国内で次世代の通信規格として新たに商用化した5G。大容量の高速通信・超高信頼・超低遅延・多数同時接続が可能になることで、モノづくりの現場に変革をもたらすと期待されています。

そうしたなか、通信キャリアが展開する5Gとは別に、企業や自治体などが独自に5Gネットワークを構築できるローカル5Gが登場しました。

5Gの恩恵を受けながら企業ニーズに応じた通信環境を構築できることから、製造業におけるIoT化やスマートファクトリーの実現を後押しする通信システムとして注目されています。この記事では、ローカル5Gの仕組みをはじめ、メリット・デメリット、製造業における活用法などを解説します。

出典:総務省『5G最新動向と我が国の通信政策について



ローカル5Gとは

ローカル5Gとは、通信キャリアが展開する5Gと切り離し、企業や自治体が独自の5G通信システムを構築して自営利用できる通信システムです。


5G・ローカル5Gの普及・高度化に向けた取組

画像出典:総務省『5G・ローカル5Gの普及・高度化に向けた取組


ローカル5Gの導入により、自らの建物・敷地内で必要となる場所に、局所的に5Gのネットワーク環境を整備できます。製造業をはじめ、建設現場や農業、地域の自治体などさまざまな組織での活用が期待されています。

5Gのネットワークは、従来の4Gネットワークをベースに、5G基地局と連携させるNSA(Non Stand Alone)構成で運用が始まり、5Gのコアネットワークのみで動作するSA(Stand Alone)構成に移行していく想定です。ローカル5Gは、NSA構成による4Gネットワーク基盤の構築が必要となるため、利用にあたり企業が無線局の免許を取得する、あるいは免許を取得した事業者が提供するシステムを利用することが求められます。

総務省では、2019年12月24日よりローカル5Gの免許申請の受付を開始しており、すでに免許を取得している企業や教育機関もあります。

なお、ローカル5Gと混同しやすいネットワークにパブリック5Gとプライベート5Gがあります。ここからは、両者の違いについて解説します。

出典:総務省『5G・ローカル5Gの普及・高度化に向けた取組


パブリック5G

パブリック5Gとは、ソフトバンク株式会社やKDDI株式会社、株式会社NTTドコモといった通信事業者が提供する5G(第5世代移動通信システム)のことです。2020年3月にサービスが開始されて、全都道府県での利用に向けてエリアの拡大が進められています。

ローカル5Gとの違いは使用できるエリアの範囲です。パブリック5Gは、整備が完了したエリアでしか使用できないのに対して、ローカル5Gはパブリック5Gがないエリアでも使用できます。


プライベート5G

プライベート5Gとは、通信事業者が持つ周波数帯を用いて企業や自治体に必要な5Gネットワークを提供するサービスです。企業独自の5Gネットワークを構築できるという点ではローカル5Gとの違いはありません。

ローカル5Gとの違いは免許取得が必要か否かという点です。プライベート5Gは通信事業者が環境構築・保守運用を行うため、企業や自治体の免許取得が不要である一方、ローカル5Gを使用する際は無線局の免許取得が必要であるという特徴を持っています。



ローカル5Gのメリット

ローカル5Gを導入することで、製造業の現場にさまざまなメリットをもたらします。ここでは、製造業がローカル5Gを導入する3つのメリットを紹介します。


①Wi-Fiや4Gよりも優れた機能性

ローカル5Gは、4Gと比べて通信速度が10倍以上、遅延は10分の1、同時接続台数は10倍と高速・大容量通信が可能です。工場内のあらゆる設備・機械に接続できるほか、通信品質や速度が向上するため、設備の遠隔監視や自動化もスムーズに行えます。

Wi-Fiと比べて広い範囲の通信をカバーできるため、企業が必要とする場所に独自にネットワークを構築できます。大規模な工場でも安定した通信が実現可能です。


▼5Gの優れた性能


超高速通信:eMBB

現在の移動通信システムの100倍の速さ。

2時間の映画をダウンロードする場合、LTEでは5分かかるのに対して、5Gでは3秒という速さで完了できる。

超高信頼・超低遅延:URLLC

LTEの10倍の精度を誇る1ミリ秒程度の超低遅延。

タイムラグがないため、遠隔地でもロボットの精密な操作を可能にする。

多数同時接続:mMTC

同時接続台数は1km2あたり100万台。

自宅で使用する場合、LTEでの同時接続はスマートフォンとパソコンの数台程度であるのに対して、5Gでは約100個の端末やセンサーをインターネットに接続できる。


②外部に左右されない独自運用

通信キャリアが展開するパブリック5Gの場合、災害や通信障害が起きた際にネットワークにつながる設備・機器の動作に支障をきたしてしまうことがあります。

ローカル5Gは、通信キャリアが提供するネットワークと切り離して5Gの通信システムを構築します。企業の独立したネットワークを利用するため、外部の影響を受けることはありません。

工場や製造のパフォーマンスの低下を防ぐためにも、外部環境に左右されないローカル5Gの構築が有効です。また、通信キャリアの5Gエリアが届かない工場でも必要な場所に5G通信システムを構築できることも大きなメリットといえます。


③セキュリティ対策の強化

公共で利用されるパブリック5Gと異なり、ローカル5Gは外部のネットワークを遮断します。

社内でネットワークを占有することで外部へのデータ流出リスクを避けられる点もメリットの一つです。必要なエリア・箇所以外に電波を届かないように構築することで、工場内のセキュリティ対策を強化できます。



ローカル5Gのデメリット

製造現場のパフォーマンス向上やセキュリティ対策に有効なローカル5Gですが、導入にあたってデメリットも存在します。


①コストが膨大

ローカル5G導入の障壁となるのがコストです。導入規模によって異なりますが、5Gネットワークの構築に数千万~数億円のコストが発生するケースもあります。

また、ネットワークの構築費に加えて年額固定の電波利用料も支払わなければなりません。総務省が発表している電波利用料は以下のとおりです。


▼電波利用料

ローカル5G(28.2-28.3GHz)

①基地局​​​​

2,600円/局​​​​​

②陸上移動局(包括免許)
370円/局
自営等BWA(Broadband Wireless Access)(2575-2595MHz)
①基地局
19,000円/局

②陸上移動局(包括免許)

370円/局


これらのコストを踏まえると、中小企業がローカル5Gを導入するのは決して容易ではないことが分かります。

ただし、ローカル5Gの導入にあたって必要となる設備に対して税額控除・特別償却などの措置が設けられているほか、今後の低価格化も見込まれているため、コストや将来的な利益などを考慮したうえで検討することが重要です。

出典:総務省『ローカル5G導入に関するガイドライン案』/『5G・ローカル5Gの普及・高度化に向けた取組


②周波数帯域幅が狭い

ローカル5Gの周波数には、28.2GHz~28.3GHz帯の“ミリ波”と、4.6Ghz~4.9Ghz帯の“Sub6(サブロク/サブシックス)”が挙げられます。

最近の市場トレンドであるSub6は、周波数がLTEや無線LANと同じため、周波数帯域幅が狭くなります。

そのため、容量の大きなデータの送受信や同時接続数が多い場合、通信・遅延速度の向上が期待できない可能性があります。



製造業におけるローカル5Gの活用法

ここからは、製造業においてローカル5Gをどのように活用できるのか、その方法を紹介します。


スマートファクトリー化

工場内にある設備・機械が5Gネットワークにつながることで、設備のIoT化やAIの導入を後押しし、スマートファクトリーを実現できます。

製造機器の制御を自動化する、無線環境でリアルタイムな監視を行うなど、製造現場の作業を効率化し、生産性を高めることが可能です。


工場設備の予知保全

ローカル5Gによって工場内の点検・監視を遠隔地から実施。他拠点ある設備・機械に設置したカメラから高精細映像を5Gネットワークで受信して動作解析を行います。

24時間の監視が可能になるほか、設備・機械の不具合や故障をいち早く検知できます。工場設備の予知保全によって安定した稼働の実現が可能です。



まとめ

企業内で独立したネットワークを構築できるローカル5Gは、大容量通信・超低遅延・多数同時接続といった特徴を備えた通信システムです。パブリック5Gや外部ネットワークから切り離すことで、5Gエリア外でもセキュアな通信環境を構築できます。

工場にローカル5Gを導入することで工場内のあらゆる設備・機械との通信が可能になるため、IoT化やスマートファクトリーの実現も後押しします。

コネクシオでは、ローカル5Gに対応したIoTゲートウェイ”CONEXIOBlackBear”を核に、IoTシステムの導入をサポートしています。製造現場の生産性向上をはじめ、5Gを活用したスマートファクトリー化を目指す製造部門の管理者さまは、ぜひお気軽にご相談ください。

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