世界を変える5Gのユースケース

テクノロジーの世界だけでなく、それ以外の分野でも、5Gの新しいアプリケーションが日々発見されています。自動運転車からスマートシティ、農場、さらにはショッピング体験まで、ワイヤレスネットワークの最新規格は、私たちが情報、デバイス、そして互いにやりとりする方法を変革しつつあります。人類が5Gを活用して世界をどのように変革しているかを詳しく調べるのに、今ほど最適な時期はありません。

5G（第5世代モバイル・テクノロジー） は、セルラー・ネットワークの最新標準です。その前身である3G、4G、4G LTEと同様、5Gテクノロジーはデータ伝送に電波を使用します。ただし、5Gではレイテンシー、スループット、帯域幅が大幅に改善されたため、以前のネットワークよりもダウンロードとアップロードの速度が高速化されています。

2019年の発表以来、5Gブロードバンド・テクノロジーは、消費者と企業の両方に大きな影響を与える画期的なテクノロジーとして知られています。これは主に、ネットワークを利用する複雑なデバイス群から発生する大量のデータを処理する能力によるものです。

モバイル・テクノロジーが年々拡大するにつれ、ユーザーが毎日生成するデータ量は飛躍的に増加しました。現在、人工知能（AI）、モノのインターネット（IoT）、機械学習（ML） などの他の変革テクノロジーは、3Gや4Gネットワークが提供するよりも高速な速度を必要としています。超高速データ転送機能を備えた5Gを導入すると、新しいテクノロジーが設計どおりに機能するようになります。

ここでは、5Gとその前身のワイヤレスネットワークとの主な違いをいくつか紹介します。

• 物理的フットプリント：5Gテクノロジーで使用される送信機は、従来のネットワークよりも小型化されているため、人目につかない場所に個別に設置することができます。さらに、5Gネットワークの「セル」（すべてのワイヤレスネットワークが接続のために必要とする地理的領域）は、前世代よりも小さくなり、動作に必要な電力も少なくなっています。
  
  
• エラー率：5Gの適応型変調・コーディング方式（MCS）は、WiFi機器がデータ伝送に使用する方式で、3Gや4Gネットワークのものより強力です。これにより、ネットワーク上のエラー頻度の測定基準であるブロック・エラー率（BER）が大幅に低くなります。

• 帯域幅： 5Gネットワークは、従来のワイヤレスネットワークよりも幅広い無線周波数を使用することにより、より広範囲の帯域幅で送信できます。これにより、常時サポートできるデバイスの数が増えます。

• 低遅延：5Gの低遅延、つまりある場所から別の場所にデータが移動するのにかかる時間の測定値は、前世代と比べて大幅に向上しています。つまり、ファイルのダウンロードやクラウドでの作業などのルーチン・アクティビティーは、別のネットワークでの接続よりも、5G接続を使用した方が高速になります。

他のワイヤレスネットワークと同様、5Gネットワークはセルと呼ばれる地理的エリアに分かれています。各セル内では、スマートフォンやパソコン、IoT（モノのインターネット）などの無線機器が、アンテナと基地局の間で送信される電波を介してインターネットに接続されます。5Gを支えるテクノロジーは、基本的に3Gや4Gネットワークと同じです。ただし、5Gネットワークはレイテンシーが低いため、ダウンロード速度を高速化でき、場合によっては10ギガビット/秒（Gbps）にも達します。

5G速度向けに構築されたデバイスがますます増えるにつれて、5G接続の需要が高まっています。現在、Verizon、Google、AT&Tなど、多くの一般的なインターネット・サービス・プロバイダー（ISP）が、家庭や企業に5Gネットワークを提供しています。Statista社によると、すでに2億を超える家庭や企業が購入しており、その数は2028年までに少なくとも2倍になると予想されています。

5Gを非常にユニークなものにしている3つの技術的改善領域を見てみましょう。

セルラーネットワークの5G NR（New Radio）規格は、すべての5Gモバイルネットワークのための新しい無線アクセステクノロジー（RAT）仕様を定義しています。5Gの展開は、第3世代パートナーシップ プロジェクト（3FPP）として知られる世界的な取り組みにより2018年に始まりました。この取り組みでは、5Gネットワークで使用するデバイスとアプリケーションの設計を方向付けるための新しい一連の標準を定義しました。

この構想は成功し、5Gネットワークはその後数年で急速に成長しました。Ericsson社の最近のレポートによると 、現在、世界中のネットワークの45%が5Gに対応しており、その数は10年末までに85%に増加すると予測されています。

5Gネットワークでは、ネットワーク事業者は同じインフラストラクチャー上に（パブリックネットワークに加えて）複数の独立した仮想ネットワークを提供できます。以前の無線ネットワークとは異なり、この新しい機能により、ユーザーはこれまで以上に優れたセキュリティーでリモートからより多くの操作を実行できるようになります。たとえば、5Gネットワークでは、企業はユースケースまたはビジネス・モデルを作成し、独自の独立した仮想ネットワークを割り当てることができます。これにより、カスタマイズ性とセキュリティが向上し、従業員のエクスペリエンスが劇的に改善されます。

ネットワーク・スライシングに加えて、5Gプライベートネットワークを作成すると、旧世代のワイヤレスネットワークで利用できるものに比べ、パーソナライゼーションとセキュリティの主要な機能を強化できます。従業員のコントロールとモビリティの向上を求めるグローバル企業は、これまで利用してきたパブリックネットワークではなく、5Gのプライベートネットワーク・アーキテクチャに目を向けるようになっています。

5Gテクノロジーの仕組みがよくわかったところで、5Gテクノロジーによって実現される魅力的なアプリケーションをいくつか詳しく見ていきましょう。

タクシーからドローンまで、5Gテクノロジーは自律走行車の次世代機能のほとんどを支えています。5Gセルラー規格が登場するまでは、3Gや4Gのテクノロジーにおけるデータ伝送の制限により、完全自律走行車は夢物語のようなものでした。現在、5G の超高速接続速度により、自動車や電車などの輸送システムが以前の世代よりも高速化され、システムとデバイスの接続、通信、コラボレーションの方法が変革しています。

5Gは、AIやMLとともに、工場をスマート化するだけでなく、さらに自動化し、効率化し、回復力が高いものにするのに役立ちます。今日では、AIおよびMLの機能と5G接続を組み合わせることで、設備の修理や最適化に関連する多くの日常的かつ必要な作業を機械に任せることができます。5Gが大きな変革をもたらすと期待される分野のひとつであり、燃費から設備のライフサイクル設計、さらには商品が私たちの手元に届くまでの流れに至るまで、あらゆる面に影響を与えると考えられています。

例えば、忙しい工場の現場では、IoT（モノのインターネット）を利用したスマートデバイスに接続されたドローンやカメラが、従来よりも効率的に物の位置を特定して運搬したり、盗難を防いだりするのに役立ちます。これは環境と消費者にとって良いことであるだけでなく、従業員が自分のスキルセットにより適したタスクに時間とエネルギーを費やすことができるようになります。

5Gの高速ネットワークを活用して、治安維持、廃棄物処理、災害対策などの分野でイノベーションを促進する、超接続型の都市環境という考え方が急速に現実化しつつあります。すでに一部の都市では、交通パターンをリアルタイムで追跡し、信号を調整することで、交通の流れを誘導し、渋滞を最小限に抑え、大気の質を改善するのに5G対応のセンサーを活用しています。

別の例では、5Gの電力供給網は、人口過多地域の全体での需要と供給を監視し、AIとMLアプリケーションをデプロイして、エネルギーの需要が高い時間帯と低い時間帯を「学習」します。このプロセスは、省エネルギーと廃棄物に大きな影響を与えることが示されており、二酸化炭素排出量を削減し、都市のサステナビリティー目標達成に貢献する可能性もあります。

すでに日常的に、病院、医師、そして医療業界全体が、5Gネットワークのスピードと信頼性のメリットを享受しています。ロボティクスと5G通信網経由でインターネットに接続された高解像度のライブ・ストリームを使用する遠隔手術の分野がその一例です。もうひとつはモバイルヘルスの分野で、5Gによって現場の医療従事者は患者のデータや病歴に素早くアクセスできるようになっています。これにより、より迅速でスマートな意思決定が可能となり、人命救助につながる可能性があります。

最後に、パンデミックの際に見られたように、接触者の追跡と集団発生の地図化は、人々の安全を確保する上で大きな役割を果たします。大量のデータを迅速かつ安全に配信できる5Gの機能により、専門家はより多くの情報に基づいた意思決定を行うことができ、すべての人に影響を与えることができます。

5Gと新しい技術の機能を組み合わせることで、従業員のタスクを自動化できるだけでなく、従業員のタスクや全体的な従業員体験が劇的に向上します。仮想現実（VR）と拡張現実（AR）を例に挙げてみましょう。仮想現実（現実世界を遮断したデジタル環境）や拡張現実（現実世界を拡張するデジタル・コンテンツ）は、倉庫従業員、輸送ドライバー、その他多くの人々によってすでに利用されています。これらの従業員は、次のようないくつかの重要な機能を向上させる高速データ転送速度が可能な5Gネットワークに接続されたウェアラブルに依存しています。

• ライブビュー：5G接続により、設備やイベント、さらには人物のライブ・リアルタイム・ビューが提供されます。この主要機能がプロスポーツで活用されている例としては、放送局がスポーツイベントが開催されているスタジアムの外から遠隔で中継を行えることが挙げられます。

• デジタルオーバーレイ：倉庫や産業環境におけるIoT（モノのインターネット）アプリケーションでは、スマートグラス（またはスマートフォン）を装着した作業員が、アプリケーションからリアルタイムで洞察を得ることができます。これには、修理説明書やスペア部品の名称と場所が含まれます。

• ドローンによる点検：現在、従業員の負傷の主な原因の1つは、遠隔地や潜在的に危険な地域での設備やプロジェクト現場の点検です。5Gネットワークで接続されたドローンは、設備やプロジェクト現場を安全に監視し、手の届きにくい場所にある計器の測定値を取得することさえ可能です。

データ・ソースに近いところで計算を実行できるコンピューティング・フレームワークであるエッジコンピューティングは、急速に企業の標準になりつつあります。このGartner社のホワイト・ペーパーによると、2025年までに、企業データの75%（現在はわずか10%）がエッジで処理されるようになると予測されています。この移行により、企業は時間とコストを節約し、大量のデータをより適切に管理できるようになります。5Gテクノロジーによって生成される新しい速度基準がなければ、これは不可能だと言えます。

超信頼性の高いエッジコンピューティングと5Gにより、企業は大量のデータに対する伝送速度の高速化、制御の強化、セキュリティーの強化を実現できます。これら2つのテクノロジーを組み合わせることで、速度、信頼性、帯域幅を向上させながらレイテンシーを短縮し、あらゆるビジネスにおいてより迅速で包括的なデータ分析と洞察を実現します。

5G は企業にとって大きなチャンスをもたらしますが、まずはその速度に対応できるプラットフォームが必要です。IBM® Cloud Satelliteを使用すると、5Gネットワーク上のオンプレミス、エッジコンピューティング、パブリッククラウドの環境に一貫してアプリケーションをデプロイし、実行できます。これらはすべて、IBM Cloud内の安全で監査可能な通信によって実現されます。