工場のネットワーク構築を「5G」でやる意味は?

ITmedia Mobileによりますと、

日本でもようやく
商用化に向けた動きが活発になった
「5G(第5世代移動通信システム)」。
当初は
「LTE(4G)がもっと速くなったもの」
という文脈で、
スマートフォンやワイヤレスブロードバンド
用途において普及が進むと見られています。

ある程度5Gが普及した段階で、
次のユースケースとして
期待されているのが産業用途です。
5Gの「超高速」「超低遅延」「超多接続」
という特徴に、
自営の5Gネットワーク「ローカル5G」
を組み合わせることで、
「インダストリー4.0(第4次産業革命)」
を実現できるのではないか、
という期待も寄せられているそうです。

ただ、
ローカル5Gの“先祖”でもある
「プライベートLTE」(※)も含めて、
先行する事例を見ていると
それってWi-Fi(無線LAN)でも
できるんじゃないの?」と思えます。

なぜ、
産業の高度化にプライベートLTEや
ローカル5Gを使う必要があるのでしょうか。
エリクソン・ジャパンが開催している
プライベートイベント
「エリクソン・フォーラム 2019」
の発表内容や展示を踏まえつつ、
解説していきます。

※ LTE規格を用いた自営ネットワーク。
プライベートLTE規格として、
日本では1.9Ghz帯を利用する、
TD-LTE規格ベースの「sXGP」が存在します

5Gはモバイルブロードバンド的用途で普及した後、産業用途で普及すると期待されています
Ericsson自身も、
自社グループや通信事業者(キャリア)や
製造業を始めとするパートナーと共にユースケースの模索や実践を行っています
イベントの開会あいさつをする、エリクソン・ジャパンの野崎哲社長

LTE/5Gは「エリアカバー」を広げやすい

エリクソン・ジャパンの
親会社であるEricssonは、
スウェーデンの企業。
そのこともあってか、
Ericssonが関与している
プライベートLTEやローカル5Gの
事例の多くはヨーロッパや北米に
集中しています。

その1つが、
オランダのロッテルダムにある港湾
「Rotterdam World Gateway(RWG)」
での事例です。
RWGでは3.5GHz帯を使って
プライベートLTEネットワークを構築し、
積み荷を船から運び出すAGV(無人搬送車)
の制御を始めとする各種通信に用いています。
この事例では、
47箇所に設置していた
Wi-Fiアクセスポイントを、
2つのLTE基地局に置き換えました。

類似の事例として、
カナダのAgnico-Eagle
(アグニコ・イーグル)が所有する
地下金鉱での取り組みもあります。
この事例では、
地下3kmの位置に広がる金鉱で、
850MHz帯を使った
プライベートLTEネットワークを構築し、
Wi-Fiネットワークを置き換えました。
従来は、
6kmの坑道1つ当たり60個の
Wi-Fiアクセスポイントで
カバーしていたエリアを、
プライベートLTE化後は
1つの基地局でカバーできているといいます。

これら2つの事例を通して分かるのは、
LTEはWi-Fiよりも少ない基地局
(アクセスポイント)で広いエリアを
カバーできるということです。
元々モバイル通信規格として生まれたことの
メリットの1つを生かしています。

もちろん、
同じ周波数帯を使うという前提に立てば、
このことはローカル5Gでも同様です。

RWGでのプライベートLTE事例

LTE/5Gは「ハンドオーバー」がしやすい

ドイツの自動車メーカーであるAudiは、
Ericssonと共同で自動車工場における
プライベートLTEやローカル5G活用に向けた
実証実験を2018年8月から実施しています。
Wi-FiやEtehernet(有線LAN)を置き換え、
または補完する形で導入することを視野に入れ、
産業用ロボットの制御に5G通信を使う実験を
皮切りにさまざまな取り組みをしているといいます。

ここでLTEや5Gを使おうとしている理由の1つは、
ワイヤレスであるということ。
特に産業用ロボットでの利用は、
アームの回転などが原因で
ケーブルが切れてしまうリスクがあります。
これを最小限に抑えるには
ケーブルレスで制御できれば理想的。
そこでワイヤレス化を進めるのです。
ケーブルを少しでも減らせれば、
生産レーンの稼働状況に合わせて
製造機器類を移動しやすくもなります。

……が、
単にワイヤレス化するだけなら、
Wi-Fiでも構わない気はします。
しかし、
Wi-Fiでは満たしきれない要素があるといいます。
それは、
端末を異なる基地局につなぎ替える
ハンドオーバーです。

Wi-Fiでもハンドオーバーは可能ですが、
元々移動しながら使うことを
想定していない規格であることもあり、
スムーズに行かず通信が途切れることも多い。
このことは、
工場内のAGVの制御にも
使おうということになると
致命的な問題となりえます。

この点、
移動しながら使うことが前提である
LTEや5Gを使えば、
よりスムーズなハンドオーバーを実現できます。
途切れず通信できるということ自体に
価値を見いだすのであれば、
そのメリットは大きい。

Audiとの実証実験では、Wi-FiやEthernetをLTEや5Gに置き換え、
または補完することを視野に入れています

5Gの特性は産業用途でこそ生かせる

冒頭で述べた通り、
5GはLTE以上の「高速」
「低遅延」「多接続」を実現できます。
特に後二者は産業利用において
大きなメリットをもたらしえます。
先に上げたAudiとEricssonの実証実験における
協業も5Gの適用を前提としたもので、
Ericssonが手がける他の事例でも、
5Gを視野に入れているものが多い。

5Gには幾つかの利用シナリオが用意されています。
中でも産業用途で活躍しそうなのが
「URLLC(高信頼・低遅延通信)」です。
このシナリオでは無線区間の通信遅延を
片道1ミリ秒(0.001秒)以下に抑えることを
目標としています。

この通りの性能を実現できれば、
レスポンスが命となる産業機械の制御や
自動運転車の制御にも十分利用できます
外部要因によるレスポンス悪化を
想定しなくてよい上、
基地局のそばにサーバなどを置く
「エッジコンピューティング」を適用しやすい分、
ローカル5Gは「5Gの理想」
を実現しやすくもあります。

5Gは、特にURLLCシナリオにおいて超低遅延を実現できます。レスポンスが重要な用途で有用です

超多接続という特徴を生かせば、
より多くの機械を同時に
制御することも容易になります。
工場にはさまざまな用途の機器が
多数存在します。
ローカル5Gをうまく使えば、
それらを1つの電波でまとめて動かせるのです。

たくさんの機器がある工場では、ローカル5Gを使いました

5G普及当初に活用されるであろう
高速通信についても、
産業用途でも活用できます。

例えばEricssonでは、
工場の機械に向かってタブレットをかざすと、
そのステータスをAR(拡張現実)を使って
映像化してくれるソリューションを開発しています。
リアルタイムにAR処理をするには、
タブレットの処理能力はもちろん、
通信速度も重要です。
ローカル5Gを使えば、
通信速度面の課題を解決できます。

動作中の産業用機器のステータスをAR映像として表示するソリューション

このように、
プライベートLTEやローカル5Gは、
Wi-Fiにないメリットを多く持ちます。
ただ、
Wi-Fiと比べると設備投資額が
大きくなりがちなのも事実。
中小企業でそのまま生かせるのか
といわれると難しい面もあります。

産業分野における5Gは、
2022年以降に普及が本格化すると思われます。
それまでに、
中小企業でも導入できるような
5Gソリューションが登場するかどうかに
普及のカギはありそうです。

引用元:https://www.itmedia.co.jp/mobile/articles/1911/08/news125.html

まとめ

5Gを、産業側からの視点でまとめたこの記事、
とてもおもしろい着眼点だと思います。
5Gが普及すれば、
働き方や仕事の質が向上すると思います。
その結果、新しいビジネスやサービス、
快適な生活などを手に入れて、
全体の幸福度の底上げにもなりますね。

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