2020年3月、日本で5Gの商用サービスが開始された。総務省「電気通信サービスの契約数及びシェアに関する四半期データの公表」によると、2020年度下期から立ち上がった5Gの契約数は、2021年6月時点では2244万の契約に及んでおり、徐々に市民権を得てきている。
その5Gの特長は3つに整理される。1つ目は「超高速通信」であり、4Gの10倍以上の速度の通信を生かし、大容量コンテンツの高速伝送が実現される。2つ目は「超低遅延通信」であり、4Gの10分の1程度に短縮される通信の低遅延性を生かし、リアルタイムでの車・ロボット等の自動運転・遠隔操縦等が実現される。3つ目は「多数同時接続」であり、4Gの約10倍の端末数が同時に接続できることを生かし、多数の機器・センサーによる遠隔での集中管理や人が混雑した場所での通信輻輳の回避等が実現される。
今、国や自治体・企業は、これらの特長を生かしたユースケースを創出し、ひいてはビジネス実装することを目指すべく、調査・研究や実証事業等を推進してきている状況である。
5Gには「キャリア」「プライベート」「ローカル」の3つがある
さて、一口に5Gといっても「キャリア5G」「プライベート5G」「ローカル5G」の3つがあることをご存じだろうか。
スマホ・タブレット等携帯電話のユーザーとして5Gのことを知った人は、携帯電話の通信規格が4Gよりも高性能化されて便利になるという認識かもしれない。これがいわゆる「キャリア5G」である。日本では、通信事業者4社（NTTドコモ、KDDI、ソフトバンク、楽天）が2020年3月以降に提供しているサービスのことを指す。
一方、「プライベート5G」や「ローカル5G」は、市民利用というよりは、自治体・企業が業務やサービスを行う上で用いることが前提となる。自治体・企業が既存の業務やサービスを行う上では有線（イーサーネット）やWi-Fi等による通信を行っていたところを、5G通信に置き換えて業務の効率化・高度化を図ったり、全く新しい業務・サービスを実現したりすることが想定される。
「プライベート5G」は、通信事業者が提供する周波数帯を、特定の自治体・企業に割り当てて、その主体が専用回線として活用することができるサービスのことを指す。日本ではソフトバンクが2022年度にサービス提供開始を予定している。
「ローカル5G」は通信事業者以外のさまざまな自治体・企業が、自ら無線局免許を取得し、5Gシステムを構築・運用可能とするものである。そのため、キャリア5Gの整備が進んでいないエリアや建物内等においても5Gネットワークを導入することができる。「ローカル」が「地方部」を想起させる言葉であるが、地方部に限定した5Gではなく、「局地的・局所的」な5Gといえる。
また、その場所での5Gの使用用途に応じて柔軟にネットワーク設計を行うことができる。例えば、5G通信を行うべきIoT機器の配置に応じてアンテナを最適に配置するとか、映像・音声の常時アップロードに最適化するためにアップリンク（端末から基地局方向の通信）重視の通信回線にカスタマイズする等である。そして、閉域ネットワークであることから、高いセキュリティ性を担保することが可能である。
ここからは、ローカル5Gについて着目して本稿を進めていく。
ローカル5Gのユースケース創出に向けた動き
日本では、総務省がローカル5G普及展開の旗振り役となり、「課題解決型ローカル5G等の実現に向けた開発実証」等の事業を推進しており、ユースケースの創出、実現に向けた課題検討等が進められている。実証採択数は、令和2年度は19、令和3年度は26に及び、製造（工場）、建設・土木、交通、スマートシティ、医療、観光、農業といったさまざまな分野が包含される。
今回は紙幅の都合上、その中の3つではあるが、実証概要を紹介する。
・製造｜製造現場における目視検査の自動化や遠隔からの品質確認に関するユースケース
住友商事株式会社やサミットスチール株式会社等が、製造現場の効率化や安全性の向上を目的として実施したものである。
具体的には、製品の目視による外観検査において、5Gの高速・大容量性等を生かし、8Kラインスキャンカメラで撮影した製品（稼働速度約100m／分で加工される鋼板の表裏面）等の高精細画像をAI解析し、傷の自動検知を行う実証と4Kビデオカメラで撮影した映像を用いて遠隔からの品質確認や判断・指示等の業務支援に関する実証を行っている。時間削減等の定量的な効果に加え、工場現場の身体的負担の軽減及び安全性向上等の定性的な効果に対しても現場からの好意的な意見が確認されている。
・製造｜MR技術を活用した遠隔作業支援に関するユースケース
トヨタ自動車株式会社等が、製造現場の効率化・省人化を目的として実施したものである。
具体的には、MR技術を活用し、「生産設備（初号機）製作途中の不具合確認」と「生産設備製作時の配線作業遠隔支援」の2つのユースケースを実証しており、MRシステムとヘッドマウントディスプレイ（HMD）間における高精細・大容量の映像データ及びMR合成映像データの送受信、そしてそれを遅延なくやりとりするために、ローカル5Gの高速・大容量性、低遅延性が活用されている。現場作業者の安全性向上や作業効率化等の効果も確認されており、少子高齢社会における技能伝承の観点からも社会実装が期待される。
・交通｜自動運転車両の安全確保支援の仕組みの構築に関するユースケース
前橋市やICTまちづくり共通プラットフォーム推進機構等が、バス路線の「運行収支の悪化」やバス事業者の「運転手不足」といった課題に対応し、将来のバス路線の維持に向けて自動運転技術の導入を検討した取り組みである。
ローカル5Gの高速・大容量、低遅延、多数同時接続といった特徴を生かし、自動運転車両に搭載したカメラ・センサー及び路側カメラ・センサー等で撮影した情報を用いた遠隔型自動運転の継続の可否の判断支援、遠隔監視センターからの自動運転車両の遠隔監視・操縦管制に関する実証を行っている。車両と遠隔管制室間、路側のカメラ・センサーと遠隔管制室間、車両と路側のカメラ・センサー間での情報伝送が実現できることが確認されており、社会実装が期待される。
他も含めて実証概要を概観したところ、ユースケースにおいてローカル5Gに期待される活用方法としては、①高精細映像等のデータ取得・分析、②自動化、③遠隔監視・制御／コミュニケーション、④AR／VR／MR技術の活用のいずれか、またはそれらを組み合わせた形での実装が目指されていることが見えてきた。
海外でも進められるローカル5Gの導入検討
ローカル5Gの導入検討は、日本だけではなく海外でも進められている。
製造大国であるドイツでは、インダストリー4.0の実現に向け、5Gの産業利用を積極的に推進している。例えば、Audiは工場で部品を溶接するロボットの運用にあたって、ローカル5Gの試験導入を開始しており、数年以内に他工場に展開する方針を示している。また、BOSCHは工場内の複数の機械同士が、直接瞬時にデータをやりとりする環境の構築を目指し、5Gキャンパスネットワークの運用を開始している。
米国では、日本のローカル5Gに類似する制度として市民ブロードバンド無線サービス（Citizens Broadband Radio Service：CBRS）が存在する。これを活用し、農業機械メーカーであるJohn Deereは各郡に立地する同社工場にCBRS 5Gを導入する計画をしており、工場をスマート化することで、製造プロセスの改善や効率性向上を目指す方針を打ち出している。また、不動産会社のRudin Management Companyは自社所有の高層ビル内にCBRS 5Gを導入する予定であり、スマートビルディング管理（屋内空調、住民の出入り、エレベーターの監視等）に利用し、エネルギー効率の改善やフロア占有率のデータ管理を行うことを計画している。
日本において、産業分野でのローカル5G導入を促進するにあたっては、こうした海外の動向を注視しておくことも重要だろう。
ローカル5G導入促進に向けた留意点と課題
ローカル5G導入促進に向けた留意点、課題を幾つか紹介する。
ローカル5Gはあくまで通信ネットワークである。通信ネットワークだけが高度化しても、その他の関連技術やアプリケーションがそのままでは、威力が発揮できず宝の持ち腐れになってしまう。ローカル5Gの今後の普及に向けては、各種IoTセンサーやカメラ、ロボット・ドローン等の高性能化、AIを含めた分析・処理機能の高度化等もセットとして推進することが求められる。
事業主体としてローカル5Gを導入するにあたっては、導入初期費用の高さ、無線局免許の申請・取得のハードルの高さが障壁となっているとの声も聞かれる。直近では、民間のローカル5G導入のコンサルティングサービス等も見られるようになってきており、有効に活用することも一案であろう。
運用段階においては、言わずもがなのセキュリティ・プライバシー保護への対応のほか、自動運転や遠隔制御等における安全性・安定性の確保の一環として、フェイルセーフの原則に基づいてサービス設計を行ったり、冗長性（バックアップ）を確保したりすることも重要である。その他、ユースケースによっては、道路交通法や航空法等の法制度が障壁となっているともいう。
最後に、これらの課題がクリアできたとして、民間事業者としてローカル5Gを導入するか否かを決めるのは、ローカル5Gを活用したビジネスモデル展開が腹落ちする形で想起できているかどうかが大きい。総務省によると、2021年10月現在、ローカル5Gの本免許取得済の企業・自治体は66者に及ぶ。今後、ローカル5Gを軸として、さまざまなビジネスが展開されていくことに期待したい。
