「高速・大容量」「低遅延」「同時多数接続」――。こうした特徴を持つ5G（第5世代移動通信システム）の商用サービスを、大手通信キャリアがこの春にローンチした。5G対応スマートフォンが登場したこともあり、通信サービスがより早く便利になることを期待している人は多いだろう。
一般消費者だけでなく、エンタープライズ企業にも5Gがもたらす恩恵は大きそうだ。一度に多くのIoT機器を管理したり、大量のデータを送受信して分析したり、高精細な映像を制作・配信したりと、5Gにはビジネス面でも多様な用途が見込まれる。
だが、大手通信キャリアの5Gエリアはまだ限られており、まだ世の中に広く定着するには至っていない。そこで注目を集めている技術が「ローカル5G」だ。
ローカル5Gとは？
ローカル5Gは、工場やオフィスといった特定のエリアに基地局などを設置し、プライベートな5Gネットワークを構築・運用する仕組み。大手通信キャリアが提供する5Gとは異なるシステムとして、自治体や企業が周波数免許を取得し、限られた環境の中で運用することが政府によって認められている。SIerやITベンダーなど、自治体や企業から依頼を受けた事業者が免許の主体となり、運用を代行することも可能だ。
この技術について、「Wi-Fiや有線LANといった、企業における従来のプライベートネットワークが抱えていた課題を解決する可能性を秘めています」と語るのは、ローカル5G向けのソリューションやハードウェアを手掛けるAPRESIA Systemsの伊藤拓氏（ローカル5Gプロジェクト営業代表）だ。
従来の通信手段の課題を解決
伊藤氏によると、ローカル5Gが特に適している領域は“スマートファクトリー”。各種機器をネットにつないで管理・制御している製造業の工場だ。
「生産設備を通信で制御している工場で業務用のWi-Fiを使うと、通信が安定しない場合や遅延する場合があります。有線LANを使うと課題を解消できますが、有線にはネットワーク環境に物理的な制限があります。これを解消できるのがローカル5Gです」と伊藤氏は言う。
生産ラインにおいて複数の産業ロボットを協調制御する工場では、多くの場合、通信の遅延は数ミリ秒以内が求められる。ロボットの制御コマンドを遅延なく正確にやり取りできなければ、協調動作の同期にズレが生じ、生産効率の低下を招くためだ。だがWi-Fiは、作業員の業務用タブレットやスマートフォンなど、生産ライン以外の機器にも接続するため、混信などによってパケットロスが発生しかねない。「20〜30ミリ秒の遅延が発生する恐れがあります」と伊藤氏は指摘する。
そのため、安定した通信環境を確保するには、製造事業者は有線LANに頼らざるを得ないのが現状だ。だが有線LANも万能ではない。「製品に仕様変更があった場合、工場内で生産ラインのレイアウト変更を行うことがあります。その際、有線LANでは配線を引き直す工事をしなければならず、時間とコストがかかります」（伊藤氏）
その一方で、もし工場がローカル5Gを導入し、無線による大容量かつ高速の通信を実現すれば、複数のロボットのスムーズな協調制御や柔軟なレイアウト変更が可能になる。遅延時間は「1ミリ秒程度」（伊藤氏）で、大幅なリードタイムの短縮が見込める。
建設現場や小売店でも使えるポテンシャルを秘める
スマートファクトリーの他にも、建設現場にローカル5Gのネットワークを構築すれば、作業員にAR（拡張現実）グラスをかけて作業してもらい、資料として高精細な映像を投影することも可能になる。現場に作業員を置かず、オペレーターが遠隔地からロボットを操作して工事を進めることもできそうだ。
小売店などでローカル5Gを利用すれば、多数のセンサーやカメラと決済システムを接続し、顧客が手に取った商品を自動で識別して代金を引き落とす“無人コンビニ”の実現も夢ではなくなる。少子高齢化に伴う労働人口の減少への対策としても、ローカル5Gは有効な手段だと言える。
このように、従来の通信手段の課題を解決できることから、ローカル5Gには自治体や研究機関などを含む、さまざまな業界から熱い視線が送られている。
オフィスなどが大手通信キャリアの5Gエリア内に位置する場合でも、ローカル5Gを併用してメリットを享受できることも注目度が高い理由の一つだ。
「ローカル5Gのユーザー企業は、利用形態に合わせて上り・下りの帯域を柔軟に調整し、ビジネス形態に適したネットワークを構築できます。このカスタマイズ性の高さは通常の5Gにはないものです。そのため、5Gエリア内に位置している場合でも、ローカル5Gを構築する意義は大きいです」と伊藤氏は力を込める。
APRESIA SystemsがPoCシステムをリリース
こうした強みを持つローカル5Gをユーザー企業が手軽に試せるよう、APRESIA Systemsは2020年9月から、ローカル5GのPoCシステムの提供を始める。
このシステムでは、ローカル5Gのネットワーク構築に必要な「5G Core」（コアネットワーク）、「Distributed Unit」「Central Unit」（無線基地局のベースバンド処理を行う機能部）、 「User Equipment」（無線通信を行うユーザー側の端末）――といった5種類のコンポーネントを、APRESIAブランドからオールインワンで試験提供する。
ユーザー企業はこれらを自社の工場やオフィスに配備することで、通称「Sub-6」と呼ばれる4.8〜4.9GHz帯によるローカル5Gエリアを試験的に構築できる。この周波数は、「ミリ波」と呼ばれる28GHz帯よりも比較的広いエリアをカバーできる他、ネットワーク構築が容易なのが特徴だ。各機器がAPRESIAブランドで統一され、相互接続が担保されているため、接続性の検証・調整などの手間もかからない。
PoCシステムの構成は、5Gのみを展開する「SA」(StandAlone)方式を採用。4G LTEと5Gを組み合わせた「NSA」(Non-StandAlone) 方式とは異なり、ネットワークスライシング（ネットワークを仮想的に分割し、異なる用途に応じて割り当てる技術）やエッジコンピューティング（利用者に近いエリアのデータセンターを用いて、データを高速処理する技術）といった、5Gならではの技術を利用しやすくしている。
PoCシステムの構築・運用に当たっても、ユーザー企業が総務省に実験局免許を申請する必要があるが、この取得をAPRESIA Systemsが代行するオプションも用意する。「社内に専門部隊を持ち、ローカル5Gエリアの構築やテストを内製できる企業もありますが、人手不足などで難しい企業もあります。そうした企業をサポートするために、当社が免許の取得を請け負います」と伊藤氏は強調する。
製品版もリリース予定
ただ2020年9月現在、Sub-6は政府によって正式に制度化されていない。現時点は実証実験のみ可能で、一般企業による利用が認められるのは2021年3月末からだ。そのためAPRESIA Systemsは、PoCシステムのユーザーから得た要望を踏まえて仕様を改善し、ローカル5Gシステムを2021年3月に正式リリースする予定だ。
製品版でもSub-6・SA方式を採用し、コンポーネントを全てAPRESIAブランドで統一。PoC版の5種に加え、RAN管理用のNMS（Network Management System）もラインアップに加えるという。ユーザー企業に代わって周波数免許を取得し、構築・運用を担うサービスも継続する。
伊藤氏は「Sub-6の制度化を待って、SA方式での正式導入を考えている企業に適しています。4.8〜4.9GHz帯は屋内外での利用が認められる予定ですので、ユーザー企業のニーズに応じて、場所を問わず最適な構成を提供できます」と説く。
オープンソース活用で価格と品質を両立
伊藤氏によると、PoCシステム／製品版の強みは、OSS（オープンソースソフトウェア）を使用して開発コストを抑えていること。それによって利用代金のハードルを下げ、予算が限られている企業でも手軽にローカル5Gを試せるよう工夫している。
具体的には、同社のコンポーネントはいずれもO-RAN（オープン無線アクセスネットワーク）に準拠。搭載するOSやソフトウェアは「Free5GC」などのOSSをベースにしつつ、必要な独自機能を適宜開発・追加している。
「OSSの特性を生かして価格の手ごろさと品質の高さを両立しています。世界の叡智を結集しているので、機能の追加やバグフィックスを迅速に実行できるのも強みです。当社ブランドのコンポーネントをオールインワンで提供するため、ユーザー企業は異なるベンダーのソフトやハードを選んでインテグレーションする必要がなく、SIの料金がかからないのも強みです」（伊藤氏）
APRESIA Systemsの取り組みとは
これらの新サービスを引っ提げ、ローカル5G市場に参入したAPRESIA Systemsは、日立金属から2016年に独立して誕生した企業だ。独自のLSIを設計できる技術者が多く在籍しており、国産ネットワーク機器のベンダーとして、大手通信キャリアやエンタープライズ企業向けのイーサネット製品を開発・提供してきた。
ユーザー企業やパートナー企業向けに、各機器の無償ハンズオントレーニングを提供するなど、万全なサポート体制も整えている。昨今は前述の通り、オープンソースのメリットをフル活用し、価格競争力と付加価値の高さを両立したシステム開発にも取り組んできた。
そうした中で、ローカル5Gに商用化のめどが立ち、大手通信キャリア以外の事業者にも参入が認められた。そこで、これまで培ってきた技術力とノウハウを生かしてユーザー企業の5G活用を後押しするために、この領域での製品提供を始めたというわけだ。
コミュニティー活動にも参加、ローカル5Gの普及に貢献
APRESIA Systemsは自社での開発にとどまらず、業界全体でのローカル5Gの普及や技術革新に向けた取り組みにも力を入れており、一般社団法人の「沖縄オープンラボラトリ」、NPO法人ブロードアンド・アソシエ―ション（BA）の「ローカル５G普及研究会」などにも参加し、同業他社や研究機関と議論を行っている。
今後はコミュニティーでの活動に加え、無線免許取得の支援会社、SIer、デバイスメーカーなどのパートナー企業と連携し、ローカル5Gシステムのユーザー企業を共同で支援する事業にも力を入れる予定だ。
伊藤氏は「業界の発展に向け、当社単独でエコシステムを構築するのではなく、さまざまな専門分野を持つパートナー企業と連携していきます」と意気込んだ。
提供：APRESIA Systems株式会社
アイティメディア営業企画／制作：ITmedia NEWS編集部／掲載内容有効期限：2020年9月14日
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