こんにちは、ENGかぴです。
5G通信が試験運用されるようになりました。５Gとは移動通信規格で5世代目ということになります。今回は5GについてIoTセンサーを使用しているエンジニアの観点から綴ってみたいと思います。2020年から運用されている５Gは「サブ6」と言われる6GHz以下の帯域のものになります。今回は5Gの最初の段階での構想であった「ミリ波」帯域について実現した場合の恩恵とデメリットについてまとめています。
産業用の５G通信が可能なモジュールが販売すればローカル５Gを構成して画像データを送ってみたいと思いますが、まだ先の話になりそうです。
移動通信規格５Gについて
移動通信規格である５Gまでの歴史を見てみると、２G時代の代表例としては写メ、３G時代の代表例としては音楽のダウンロードがあり現在の主流である４Gにおいては動画配信があります。５Gは４Gの次世代の規格でありVR（仮想現実）のような大きなデータを扱う規格になります。
５Gの主な特徴は3点あります。
- 超高速・・1秒で20Gビット（１Gバイト）の通信
- 超低遅延・・パケットの遅延、待ち時間がかなり改善される
- 多数同時接続・・スマホ、パソコン、家電などをネットでつなぐ
特に重要といえるのが超低遅延であることになります。遅延時間は長年の課題でした。５Gになるとデータ伝送時に発生する時間の遅延が1/100ミリ秒以下となり人間が知覚できなくなるほどです。
※ゼロクライアントとは、ネットワーク経由で仮想のデスクトップを利用するための専用端末のことです。簡単に言えばパソコンやスマホの本体なしで専用端末のみデスクトップが利用することです。専用端末にはCPUやHDDやOSは搭載していないので大容量通信のみで実現するということになります。
５Gの恩恵は産業界にあり、産業革命への期待
５GになったらできることとしてVR（仮想現実）IOT、AI（人工知能）、AR(拡張現実）をクラウド化して新しい価値が生まれることが期待されています。５Gによって恩恵を受けるのは主に産業界であるため一般のユーザにはピンと来ないのが現状ではないでしょうか。
日本政府が推進する超スマート社会「ソサイエティ5.0」でも重要なインフラとして５Gがあげられています。
情報の産業革命と進化してあらゆるモノがインターネットにつながるIoT時代に入ってきました。そして、AIとのシナジー効果によって生産性向上を目指しコストの低減が進み労働者がロボットとAIと競争する時代が迫ってきていると言えます。
この動きは国内のとどまらず国家間のスマート化によって産業革命を引き起こそうとしのぎを削っています。日本でスマート化に成功した事例としては大企業ではコマツ、中小企業では鉄工所ヒルトップです。
IoTによるデータ取得しながらGPSで位置を確認して森を管理していくことに成功している事例であり、スマート林業は日本の林業の復活のカギでもあると思います。日本では環境活動家による圧力によって不当に林業が廃業に追いやられた結果森林が枯れてはげ山になるケースが多発しています。今後もスマート林業が国内においても普及してほしいと願うばかりです。
ヒルトップは製造機械の完全自動化を成し遂げることで技術者の長年の技術に頼らずに製品を生み出すことに成功しています。
設計の簡略化が進み若手社員においても3か月あればソフトウェアで設計ができるのことが魅力であり学生の応募が殺到しているようです。
今後、ヒルトップは社内の機材のデータ化を行ったノウハウを活かして各種の工場と連携してスマート化し、工場と顧客をつなぐプラットフォームビジネスを目指しているようです。
最終的には工場の完全無線化を目指すという方針であり、画像による品質管理を行うために大容量通信、各種センサーとをつなぐ同時多接続、超低遅延という５Gの特性が活かせることになります。
日本でのスマート化の例を見てみると５Gの恩恵を受けるのは産業界になります。工場のあり方が大きく変動することから第4次産業革命への期待に繋がっています。
５Gがいまいち盛り上がっていないはなぜ
IoTセンサーを使用して製品を開発していると分かることなのですが、IoT関連のセンサーから得られるデータの量は情報は少ないのです。データ量が少ないので４Gでも十分にデータを取得することが可能です。IoTモジュールモジュールは電池（ボタン電池1つ）で使い方によっては数年通信ができるほどのものです。
例えば温度（湿度）センサは２バイトのデータで、湿度に関しても２バイトデータです。リモコンでスイッチを入れる操作にしても１バイトもあれば動作可能です。
IoTに使用するセンサーのデータ量が小さいことから、IoTとのシナジーによって生活が変わると言われたとしても具体的な用途が思いつかないということになります。下記リンクには盛り上がっていない理由について考察されています。
現在の通信の主流はスマホですが、スマホユーザーにとって５Gが求められているのかは疑わしいという内容です。
現在のスマホにおいてもユーチューブを見ようと思えば４Gの通信速度で十分ですし、５Gのように20Gビット/秒が必要とされるようなデータは高精細映像になりますが、スマホの小さな画面においては見た目ではわからない程度になります。4ｋや8ｋ映像も大きなモニターでないと効果が発揮できません。
現状のスマホでも４G通信でフルHD動画もサクサク見ることができます。５Gによって転送速度が速くなればデータを高圧縮しなくてもよいという程度なのです。圧縮技術が向上することで現在の回線効率がよくなることから特に５Gが必要になっているというわけではないと思います。
スマホユーザーからしてみれば4Gで十分であるから余程魅力的なコンテンツが５Gを使って生み出されない限り５Gの回線費用を払ってまで実現したいことがないのが現状だと思います。
５Gを普及させたい理由→米中の覇権争い
５Gに関しては米中で覇権争いから米中貿易戦争が始まったと言えます。５Gは移動通信規格なので対象はスマホなどになりますが、スマホユーザにとって大容量のデータをアップデートすることはないと思います。
中国が５Gに国家を上げて取り組んでいる理由を考えるとその答えが見えてくると思います。アメリカの調査会社IDCが2019年に発表した記事によると、中国の監視カメラの設置数は2022年には27億6千万代になる見込みであるそうです。
超監視社会だといわれる中国においては現在の４Gでは回線が足りない状況でありデータセンターに映像が届く前にパンクしてしまいます。この状況が数年前の数千万台の監視カメラの時に発生していたことから解決方法として５Gの特性を生かそうしているようです。
監視を強めようとする中国の脅威に対抗すべくアメリカが必死に手を打っているのに対して、同盟国である日本の産業界は暢気に技術協力しようと中国と手を握っているのです。
５Gによって生活が豊かになることは素晴らしいことですが、超監視社会への一歩となる可能性もあることから今後の技術動向から目が離せません。
最後まで、読んでいただきありがとうございました。
