4Gからどう変わる?5Gの主な特徴と活用事例

最近、5Gという新しい通信規格を使ったサービス、活用事例を聞くようになりました。

日本では2020年の3月より、エリアは限定的ですが、商用利用がスタートしております。

今後ますます、日常生活や企業活動に普及していくと見られる5G。

今回はそんな5Gの特徴や活用事例をおさえ、中堅中小企業がどのように今後5Gに向き合えば良いのか、

5Gが社会にもたらす影響、新しいビジネスや未来の可能性について見ていきます。

5Gで何がどう変わる?

5Gとは

5Gとは第5世代のモバイルネットワークのことであり、4G LTEに続く新しい通信規格です。

5Gが普及する背景としては、動画、ビデオ会議、仮想現実といった大容量のデータをやり取りするサービスが増えてきていること、また、スマートフォンだけではなく、自動車や家電といったあらゆる機器がインターネットに接続されるIoTが急速に増えたことにより、現状の4Gではなく、新しいインフラを作り制御する必要などがあったことがあげられます。

そんな5Gの主な特徴として、高速・大容量、低遅延、多数同時接続の3つがあります。

高速・大容量

5Gの通信速度、通信容量は4Gと比べて大きく向上します。

4Gの通信速度が下り1Gbpsに対して、5Gはその20倍の20Gbpsになる予定です。

これにより大容量通信が可能になり、4Gの1000倍まで増加します。

これは2時間の動画データが数秒でダウンロードできてしまう速さです。

5Gでは既存の4Gで使用されている周波数帯に加え、新しく3.6〜6Ghz帯を使用します。

高い周波数は長距離通信には向かないため、ビームフォーミングという技術を使い、ターゲットの方向を絞って電波を調整します。

また、通信機器が移動する場合、基地局を切り替えるハンドオーバーという技術も重要となります。

低遅延

通信速度が速くなるだけではなく、5Gでは遅延が少ないのも特徴です。

4Gでは10msだった遅延が、5Gでは1msと1/10まで大幅に改善されます。

これにより、音声通信やビデオ通信などリアルタイム通信についても、オンラインであることを感じさせない、ストレスのない通信が可能になります。

また、自動運転や遠隔医療といった、遅延が許されない分野においても、活用できます。

この低遅延を実現するために、エッジ・コンピューティングという技術を使用します。

従来のように一箇所のサーバーで集中管理すると、遅延は大きくなるのですが、通信機器の最も近い場所のエッジサーバを利用し、処理を分散することでレスポンスを高速化させて、低遅延が実現できるのです。

多数同時接続

5Gでは4Gの10倍である100万台を1つの基地局に同時接続できます。

これにより、イベントや災害時、混雑しても、繋がりにくいことはありません。

また、スマートフォンなどのモバイル機器だけではなく、カメラやセンサーといった様々なデバイスをリアルタイムで接続し、データの収集やその活用が容易になります。

この多数同時接続には、ネットワークを仮想的に分割するネットワークスライシングという技術が用いられています。

それでは5Gの3つの特徴を生かした活用事例を見てみましょう。

今回は自動運転における5G活用について解説します。

現在は、自動でブレーキをかけたり、スピード制御、ハンドル補助といった運転者を支援する意味での自動化は実現しております。

まず、自動運転技術のレベルを整理しておきます。

自動運転技術とは、機械が乗り物の操縦を行う技術のことです。

自動運転とはいえ、いきなり人間がハンドルを握らず、機械が完璧に運転するということではありません。

日本では内閣府が、自動運転を以下の5つのレベルへ段階分けすることで、完全自動化へ向けてステップアップするようにできています。

2021年1月現在はステップ2まで実用化されております。

・レベル0(運転自動化なし):運転者がすべての操縦を行う
・レベル1(運転支援):機械が縦・横いずれかの方向の操縦を限定的に行う
・レベル2(部分運転自動化):機械が縦・横両方向の操縦を限定的に行う
・レベル3(条件付運転自動化):機械がすべての操縦を行う。機械からの要請を受けたときのみ、人間が運転を行う
・レベル4(高度運転自動化):機械が基本的にすべての操縦を行うが、狭い住宅地に入る場合など、特定の状況下でのみ人が運転を行う
・レベル5(完全運転自動化):いかなる状況においても機械がすべての操縦を無制限に行う

自動運転においては、5Gだけではなく、IoT・AIの役割も重要です。

IoTの技術で、自動車の位置・走行情報といったデータをサーバへアップします。

そして、AIが、それらのデータを解析し、その結果を自動車へ返し、自動運転を実現するからです。

それでは自動運転の具体的な事例を見ていきましょう。

5G技術を活用した自動運転バスの公道実証を実施

NECは1月8日、5G通信に対応した自動運転バスを公道で運行する実証実験を行うと発表しました。

車載カメラやセンサーが取得した交通状況などのデータを高速で処理・転送し、自動運転レベル4を実証します。

実施期間は2月15日~28日で、実施場所は群馬県前橋市です。バスは約1kmの区間を自動走行することになります。

なお、一般の利用者も乗車可能であり、非常時に備えてドライバーも同乗します。

前橋市は2022年に自動運転バスの社会実装を目指しており、NECが実験を通じて支援する形です。

実験では、車載カメラが対向車や周辺の交通状況の映像を撮影し、遠隔地にある管制室に送信します。

5G通信を使うことにより、大容量かつ高画質の映像が送れるので、遠隔監視や安全確認が可能です。

さらに、バスだけでなく、道路側にもカメラやセンサーを設置することで、車載カメラでは死角になる場所や、歩行者や自動車で混雑する場所の情報も取得します。

データはAIで処理した上で、管制室に転送し、バスからの情報を補完します。

道路に備えたセンサーはバスの自動運転システムとも通信し、緊急時にバスを自動停止するなど、リアルタイムでの事故防止を可能にしています。

参考
https://jpn.nec.com/press/202101/20210108_01.html

ソフトバンクとSUBARU、自動運転車のユースケースに関する実証実験を実施

スバルとIT大手のソフトバンクは2019年から5G通信とセルラーV2X通信を活用した自動運転制御の共同研究を進めてきました。

2020年8月に制御が難しいとされる合流時の運転支援に成功したことを発表しました。

まだ実証実験レベルではあるものの、モバイルネットワークを通じてクルマが路側設備や他車、歩行者などと通信できるセルラーV2Xと普及し始めた5Gの連携により、合流時の制御も可能なことが証明されました。

合流時は本線走行中のクルマとの車速の違いによる衝突や接触という危険がともない、さらに本線が渋滞しているとなかなか合流しにくいという障壁もあります。

今は運転者同士のコミュニケーションでこなしている部分を自動運転で実現するのはなかなか難しいですが、実験では衝突の可能性を予測して車速をコントロールすることでスムーズに合流でき、さらに本線渋滞を模した状況でも合流が可能としています。

参考https://www.softbank.jp/corp/news/press/sbkk/2020/20201124_01/

まとめ

いかがでしたでしょうか。

今回は5Gの特徴について、またその特徴を生かした自動運転について見てきました。

AIやIoTの技術をインフラとして支える5Gがあって、初めて自動運転が可能になります。

今後の自動運転の最新動向に注目しながら、中堅中小企業において5Gが活用できないかを検討してみましょう。

著者:ko0820

幼少期より、無線機器に興味を示し、中学生でアマチュア無線免許を取得。大学では、情報通信を専攻。その後、携帯キャリアに就職し、ネットワーク装置の設計・開発に従事。
プライベートでもMVNOの回線を複数契約し、価格や品質を調査しながら、5Gの最新動向も追う。

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2 件のコメント

  • 5Gはインターネットなみの革命になりそうです。
    アメリカでは一部の地域で完全自動運転が始まっています!

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