5Gとは

5Gとは、「5th Generation Mobile Communication System（第5世代移動通信システム）」の略で無線通信システムの規格を満足する通信システムを指します。5Gは5世代目の通信技術を指しており、次の特徴を持ちます。規格団体ITU-R（国際電気通信連合）が適用領域として定義しています。

・高速大容量 高周波帯を利用することで高速転送を実現し、増加する通信トラフィックに対応します。名称は「eMBB（enhanced Mobile Broadband）」と言います。最高伝送速度は10Gbpsと高速通信を実現できます。

・高信頼低遅延 通信方式を見直し低遅延伝送を実現します。特に端末との通信レスポンスを改善することが期待でき、「URLLC（Ultra-Reliable and Low Latency）」と言います。1ミリ秒程度の遅延に抑えることができます。

・同時多数接続 基地局と端末の接続台数を増やす技術で、これまで数台であった同時接続数が100台レベルまでカバーできます。「mMTC（massive Machine Type Communication）」と言います。これにより平方kmあたり100万台の接続が可能です。

5Gは高周波帯を利用しますが、日本では3.5GHz帯・4.5GHz帯・28GHz帯のスロットが通信キャリア事業者に割り当てられています。

IoTは「Internet of Things」の略で、「モノのインターネット」とも言います。全てのモノがインターネットに接続され、情報が相互に共有される仕組みを指します。

IoTはスマートフォンやウェアラブル端末・省スペースPC・ゲームコントローラ等を用いることで多方面に利用されています。今後はさらに5Gによる高速・低遅延な回線を活用し、益々活用の幅が広がると期待されています。

IoTの各端末や装置を「IoTデバイス」と呼びます。IoTデバイスとはInternet of ThingsのThingsに相当する端末部分で、モノと言われている装置や機器自体を表します。機器に直接取り付けすることが多いIoTデバイスですが、センサー技術がスマートフォンやウェアラブル端末に搭載されているため、運動活動量や健康志向のアプリとして提供されることもあります。

用途に応じて開発製品化されてきた従来と比べると汎用性が高まりつつあり、モジュラー化やボックス化により個別商品化も進んでいるため、多様な機器のインテリジェント化がさらに進むと考えられます。

IoTデバイスと通信の関係ですが、IoTデバイスに通信インターフェイスを持たせることで情報共有や情報交換が可能です。IoTデバイスは機器の状態や必要な情報を取り込み、記録・保持します。この情報はデバイス内に格納され、要求に応じて通信回線を通じてサーバへ送信されます。

IoTはデバイスの操作や制御が可能であり、必要な処理を自動的に実行したり、必要な情報を通信することで遠隔操作したりできます。この仕組みによって、障害検知や自己診断可能となります。さらに、蓄積データをIoTデバイスから通信回線を通じてサーバへ送信することで、長期間の時系列データとして分析に活用したり、IoT機器の収集データを横断的に分析したりすることが期待できます。

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IoTと5Gの関係

IoTデバイスは用途に応じて通信規格を選定し機能実装しています。そのため、通信距離や消費電力を考慮し、通信周期や転送量から必要とされる機能を選択し設計されています。利用する通信仕様もその用途に応じて各種の規格が存在します。

これまでの通信規格としては、近距離ではパッシブ型のNFC・RFID、双方向のWiFiやBluetooth等が規格化・利用されています。中長距離ではNB-IoTやLoRaWAN等のLPWA（Low Power Wide Area、低消費電力広域通信）の活用が始まっています。

5Gは高速大容量・低遅延通信として今後期待が高まっている通信規約です。5Gにより距離に関わらず安定した通信と遅延が確保できますので、これまでの遠隔操作や監視・大容量通信の課題に対処できます。具体的な特徴は以降で解説します。

IoTは5Gの特徴を活かし、以下のサービスに活用可能です。 ・高速大容量 5Gは最高伝送速度が10Gbpsです。2時間の映画に換算すると従来LTEのダウンロード時間が5分程度に対し、5Gは3秒でダウンロード可能なため遠隔地との高精度画像通信が期待されています。スタジアム観戦の臨場感を遠隔地で味わうようなエンターテイメント用途や、遠隔診断・監視等の産業・医療サービス用途が期待できます。

・高信頼低遅延 1ミリ秒程度の低遅延ですので、ロボットの遠隔操作や遠隔医療手術等において遅延なく操作や制御が可能です。

・同時多数接続 この技術により、身の回りのあらゆるものが同時通信可能となります。そのためモノのインターネット利用がますます加速すると考えられます。

4G通信世代では携帯電話や移動通信主体の通信利用でしたが、5G活用で「自動車」「産業機器」「ホームセキュリティ」「スマートメータ」「医療」の各分野で効率的に通信利用することが期待されています。具体的には以下のように各分野での利用を想定しています。

・自動車 すでにIoTによりカーナビゲーション・渋滞予測に活用されていますが、今後5G通信により運行中の通信が可能となります。そのためコネクテッドカーとして走行状態や渋滞情報を総合的に扱い利便性を高め、自動走行を実現することが期待できます。

・産業機器 産業機器は状態監視と制御を遅延なく行う必要があります。産業ロボットの動作異常や誤動作を防ぐためにも必須の機能です。5Gは高信頼低遅延ですので最適な通信方式と言えます。

・ホームセキュリティ IoTに搭載されているセンサーと連携し、人の侵入を自動検知し5Gで通信し通報します。また、温度センサーにより火災を検知したり遠隔地で生活する独居老人の方を見守ったり、多岐に利用可能です。

・スマートメータ IoTの実装はエアコンや調理器具等の家電の操作に利用されています。5Gにより遠隔から電源を監視・制御することが可能です。すでにスマートメータ・スマートフォン連動見守りサービス・遠隔監視・セキュリティサービス等で用いられています。

・医療 5Gでは高速通信と低遅延を実現します。そのため距離の影響を受けにくく監視や制御が可能です。この特徴を活用し医療のリモート診断が実現されており、遠隔手術も視野に入っています。医療での直接活用に加えて、ロボット介護や遠隔の見守りサービスはすでに利用が進んでいる活用方法です。

ローカル5Gとは認可通信事業者だけでなく、各地域の企業や自治体が個別に建物や敷地内に設置利用できるようにした制度です。またこの構築方法や構築システム自体をローカル5Gと言うこともあります。

主な活用方法は、工場の自動化（スマートファクトリ）・農業の自動化（スマート農業）・防災（河川監視等）・建設（建機の遠隔制御）等が期待されています。総務省では将来に向けたデジタルトランスフォーメーション（DX）や地域の情報化推進のためにローカル5Gの活用を期待しています。 【参考】：総務省におけるローカル5G等の推進

実例や実機に触れるには展示会を訪れることも有効な方法です。2021年の開催は新型ウィルスの影響もあり延期された展示会もありました。すでに2022年の予定も出始めていますが、主な展示会は以下のものが挙げられます。

・IoT&5Gソリューション展 RX Japan株式会社が主催する、年5回の展示会開催です。5GとIoTのソリューション全般を対象とする総合IT展示会となります。

次回「Japan IT Week 関西」は2022年1月19日～21日、インテックス大阪で予定しています。「Japan IT Week 春」は2022年4月6日～8日、東京国際展示場（東京ビックサイト）で予定されています。「Japan IT Week 【オンライン】」はオンライン開催で2022年6月15日～17日に実施予定です。「Japan IT Week 名古屋」は2022年7月27日～29日、ポートメッセなごや、「Japan IT Week 秋」は2022年10月26日～28日、東京国際展示場（東京ビックサイト）で開催予定です。 【参考】：Japan IT Week 関西 【参考】：Japan IT Week 春 【参考】：Japan IT Week 【オンライン】 【参考】：Japan IT Week 名古屋 【参考】：Japan IT Week 秋

・5G/IoT通信展 RX Japan株式会社が主催している、モバイル通信技術の展示会となります。通信システム・アンテナ・電源・電子部品・材料・計測機器を主として取扱い展示します。次回は2022年6月29日～7月1日、東京国際展示場（東京ビッグサイト）で予定されています。 【参考】：5G/IoT通信展

・ものづくり AI/IoT展 RX Japan株式会社が主催している、製造業向けのIoT・AIソリューションを対象としています。製造・生産技術・品質・設計・開発の工程での効果的利用を促進します。次回は2022年6月22日～24日、東京国際展示場（東京ビッグサイト）で予定されています。 【参考】：ものづくり AI/IoT展

・スマート工場 EXPO RX Japan株式会社が主催している、スマート工場・スマート物流実現のIoTソリューションを対象とします。「IoT・AI・FA/ロボットによる製造革新」をテーマとします。

次回東京展は2022年1月19日～21日、東京国際展示場（東京ビッグサイト）を予定しており、オンライン展は2022年4月26日～28日です。名古屋開催を含めて年間3回の開催予定です。 【参考】：スマート工場 EXPO

IoTと5Gの組み合わせで適応領域の拡大が期待できます

あらゆるモノがインターネットに接続できる時代になり、IoTのニーズが高まっています。5Gは高速大容量の通信・低遅延通信が可能なため、これまで実用化できなかった遠隔監視や操作・制御にも用いることができます。

同時多数接続ができるため、宅内から工場・公共施設までIoTと5Gの組み合わせで利用価値が高まると考えられます。今後も継続的な情報収集をおすすめしたい技術領域です。