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No.R03S0249

5Gを実現する最新モバイルネットワーク技術2019

[大量IoT接続/超高速通信/超低遅延がビジネスモデルを変える]

出版日 2019年2月
価格
印刷+CD-ROM(PDF) 102,600円(税込)
CD(PDF)タイプ 91,800円(税込)
ページ数 A4判 248ページ
発行<調査・編集> (株)インプレス

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レポート内容

■概要■
5Gの技術・市場トレンド、ビジネスモデルをまとめた一冊!
 いよいよ5G時代の到来です。米国ベライゾン、韓国SK Telecom、LGU+、KTの3社、さらに米国AT&Tはすでに5G商用サービスを開始しています。一般ユーザーがスマートフォンなどによって利用できる本格的な5G商用サービスは、2019年春からの予定です。NTTドコモ、KDDI、ソフトバンク、楽天モバイルネットワークの4社も、それぞれ2020年に照準を合わせて商用サービスを開始します。本書は、MWC 2018における5Gの技術・市場トレンドやビジネスモデルなどをベースに、その後の3GPPサミットやCES 2019などの情報も加えて整理し、まとめた一冊です。

■著者■
奥瀬 俊哉(おくせ としや) システム日本九州株式会社
1986年~ 富士通株式会社にてISDN-TAやISDN通信カード、パソコンLAN(IEEE 802.3)向けの通信カード、通信モジュールの商品企画、営業技術を担当(USB、IEEE 1394、Bluetoothも担当)。
1999年~ 株式会社ACCESSにてNTT L モード端末向けブラウザの商品企画、事業推進を担当。自動車メーカー向けの車載端末用ブラウザの商品企画および事業推進を担当。
2008年~ 株式会社メイクウェーブ・ジャパンを設立し、代表取締役に就任。OSGi、TR-069などのソフトウェアライセンスやHomeICTのシステム構築を含めた事業開発を担当。2010年12月に同社を解散、その後、2011年からフリーランスでエネルギービジネスやIoTビジネスに必要な要素技術や事業開発のプロジェクトを担当。
2016年~ システム日本九州株式会社にてHEMS、BEMS、CEMSに必要なサービスゲートウェイとプラットフォームの事業開発を行う。現在、同社にてVPPやIoTやシェアリングに必要なプラットフォームとセルラーLPWAを含めた通信モジュールやサービスゲートウェイの事業開発を継続している。
著書に、『世界のスマートメーター/AMIとデマンドレスポンス最新動向2012』(共著、インプレスR&D、2012年8月)、『事業化フェーズに突入したHEMS/BEMS/MEMS 最新技術動向2014』(共著、インプレスR&D、2014年2月)など。

杉沼 浩司(すぎぬま こうじ) 日本大学生産工学部 講師(非常勤)・映像新聞 論説委員
1985年 CG プロダクションであるアニメーションKABを設立
1987年 電気通信大学大学院計算機科学専攻修士課程修了
1998年 カリフォルニア大学アーバイン校博士課程修了(Ph.D. in Electrical and Computer Engineering)
1998~2009年 ソニー(株)にて画像圧縮、衛星通信、知的情報システム、テレビ用半導体などの研究開発を担当。
2009 ~現在 映像新聞論説委員
2011年~現在 日本大学生産工学部講師(非常勤)・同校自動車工学リサーチセンター客員研究員。計算機アーキテクチャと通信を主たる研究領域とし、自動運転、ドローン自動操縦などに研究領域を拡げている。
著書に『移動体通信』(日本経済新聞社、1996年)、『よくわかる最新移動体通信の基本と仕組み』(編著、秀和システムズ、2001年)、『テクノロジー・ロードマップ全産業編』(日経BP社)など。登録済特許14件。

インプレスSmartGridニューズレター編集部
電力産業やICT 産業のみならず、家電産業、半導体産業、住宅・建築産業、自動車産業など複数分野にまたがって発展している「スマートグリッド」に関する最先端の情報を定期的に提供する、日本初の「インプレスSmartGrid ニューズレター」を2012 年10 月に創刊。主に企業や組織の(1)マーケティング部門(市場動向分野)、(2)戦略部門(ビジネス動向分野)、(3)研究開発部門(技術・標準化動向分野)の方々を読者対象とし、冊子版と電子版の両方を月刊で発行する。本誌と連動したWebサイト「インプレスSmartGrid フォーラム」も運営し、企業や組織を超えた共通の「場」を提供するメディアとなるよう活動を行っている。

-CONTENTS-

<1>迫り来る5G(第5世代)時代と新たな通信への期待=世界の5G商用サービスと3GPP標準仕様の最新動向=
1.世界の5G商用サービスの最新動向
 ・ベライゾンが世界初の5G商用サービスを米国4都市でスタート
  -最初の5GサービスはFWA(固定無線サービス)
  -2019年前半に最初の商用5Gスマートフォンを投入
 ・米国ベライゾンに続いて開始される商用サービス
 ・2019~2020年に商用サービスを提供する通信事業者
2.日本の通信事業者の5G商用サービスの動向
 ・NTTドコモの5G展開
 ・KDDIの5G展開
 ・ソフトバンクの5G展開
 ・楽天モバイルネットワークの5G
 ・総務省が5Gの周波数割当方針を発表
  -日本は3.7GHz/4.5GHz帯と28GHz帯を割当へ
  -周波数割当の審査方法
 ・2019年世界無線通信会議(WRC-19)での5G周波数割当の審議
3.3GPPで「5G NR」の2つの標準仕様:NSAとSAが完成
 ・5Gの新無線インタフェース規格「5G NR」が完了へ
  -移動通信システムの進化(第1世代~第5世代)
  -5Gの新無線インタフェース「5G NR(New Radio)」の完成
 ・IMT-2020(5G)勧告は2020年に策定
 ・5G NRの2つの標準仕様:NSAとSA
4.5Gの全体像
 ・5Gの決め方
  -4Gの次世代版「5G」
  -IMT-2020に準拠した5G規格
 ・3GPPにおける5G規格化作業
5.5Gで実現するサービス
 ・固定系(FWA)にも利用
 ・5Gの本格的な産業利用は2022頃から
 ・5Gの自動車向け通信
  -急浮上したC-V2X
  -3GPPで規格化されたC-V2X
  -C-V2Xの基本は機器間の直接通信
  -3GPPで5GによるV2X方式「NR-V2X」を検討
  -C-V2Xのアプリケーション
6.5Gのための機材・設備
 ・5Gで使用される周波数:サブ6GHz帯とミリ波帯
 ・5Gの無線基地局の設備
 ・5Gのコアネットワーク設備
 ・5Gの携帯機
  -サブ6GHz帯の部品
  -ミリ波帯用の部品
7.5Gにおける新しいサービスの形
 ・エッジでのサービス(エッジコンピューティング)
 ・スライシング(ネットワークスライシング)
8.IoTは5Gが推進
 ・5Gがベストマッチ

<2>5G時代における世界のモバイル市場動向 =モバイル業界(GSMA)もSDGsへの取り組みをアピール=
1.5G時代:GSMAがモバイル業界のSDGsの実現に向けたアピール
 ・5Gフェーズ1の完了とGSMAの取り組み
 ・5GがSDGsに与える貢献をキャラクタで表現
  -COP24でパリ協定の実施ルールが合意へ
  -IPCC特別報告書:各国はCO2削減目標を引き上げる必要がある
 ・GSMAはSDGsを全面的に推進
  -2018年SDGsレポートも発行へ
  -MWC 2018でSDGsを全面的にキャンペーン
  -SDGsが国連で採択された背景
2.2025年を展望したモバイル業界の市場動向
 ・2025年に全世界60億加入者数のうち12億人が5G接続へ
 ・世界の上位10カ国のモバイル普及率:トップはロシア
 ・モバイルインターネット:デジタル時代に急増するスマートフォンの大市場
 ・2019年市場は4Gがリードし、5Gは実証から商業化へ
  -2025年までは4Gが牽引
  -5Gの標準化と周波数帯
  -5Gサービスの主要な市場と世代別シェア
 ・IoT接続の規模は、2025年までに250億に拡大へ
  -2023年に民生用市場と産業用市場が逆転
  -セルラーIoTを実現するLTE-MとNB-IoT
3.世界のIoT接続数と各地域別の市場の発展
 ・ユースケースに最適な多様な接続技術
 ・業種別のユースケースの拡大
4.モバイル産業のSDGs(持続可能な開発目標)への影響の拡大
 ・モバイル事業者の貢献
  -より良いネットワークを構築したこと
  -より多くの接続性を実現したこと
  -モバイルでより多くのことをできるようにしたこと
5.今後の課題:主要課題とイニシアチブ
 ・モバイル業界のSDGsへのインパクト
 ・IoTによる新しいソリューションの拡大
  -SDGsの達成を支援するGSMAの取り組み
  -SDGsを達成のためのフレームワーク
6.主なイノベーションの分野:IoT、AR/VR、ネットワークとAI
 ・ユーザーインタフェースとして音声が「復活」
 ・RCS:次世代SMSサービスが急増

<3>3GPPにおける5Gの標準化とシステムの現状=初めて実現した世界統一の移動通信方式=
1.3GPPにおける5G規格策定の現状
 ・プレ5G時代
 ・3GPPでの5G規格仕様
  -5Gが目指す3つのシナリオ(eMBB、mMTC、URLLC)
  -新しい無線方式(NR:New Radio)とコアネットワーク
  -5Gの規格策定作業を前倒しへ
 ・無線区間(RAN:無線アクセスネットワーク)
  -5G NR(ノンスタンドアロン運用)
  -5Gサービス:サブ6GHz帯から
  -アンテナ技術の高度化:Massive MIMOの導入
 ・5Gのコアネットワーク
  -5Gコアネットワークのアーキテクチャ
  -ネットワーク仮想化とネットワークスライスの導入
2.システムの現状
 ・5Gシステムの完成に必要なもの
  -5Gシステムに必要なハードウェア
 ・5Gサービスに向けた無線通信ネットワーク
  -無線区間側
  -コアネットワーク側
 ・5G向けモバイル機器
  -中核となる5G用半導体の開発
  -アンテナやアンプを一体化した5G用の無線モジュール

<4>5G用半導体と端末装置の最新動向=CES 2019で5Gスマートフォンのリファレンスデザインが登場=
1.5G向け半導体の状況
 ・アナログ半導体
 ・5Gの無線送受信部
  -5G向け最新の無線モジュールが登場
  -クアルコムとインテルの5G用無線モジュール
 ・5G用のデジタル半導体
  -半導体の線幅縮小による密度向上
  -5G用モデム:先行するクアルコムとインテル
  -携帯機用SoC:クアルコム、メディアテック、サムスン、アップルの動向
2.5G携帯機の状況
 ・LTEモデムと5Gモデムの違い
 ・最初の5Gスマートフォンは、2019年前半に登場
 ・5G携帯機の機能
 ・5G携帯機用ディスプレイ
 ・5Gの通信速度:詳細なシミュレーションを実施
  -A:ドイツ・フランクフルト市でのSub-6GHz運用シミュレーション条件
  -B:米国サンフランシスコ市でのミリ波運用シミュレーション条件
  -共通条件
  -Aの結果:Sub-6GHz結果例
  -Bの結果:ミリ波結果例
 ・5G関連製品の商品化
  -商品化の「お手本」:Reference Design(参照設計)を用意
  -5Gの市場を広げる「Reference Design(参照設計)」
  -MWC 2018に出展された5Gの試作機
  -CES 2019に登場した5Gスマートフォンのリファレンスデザイン

<5>5Gと新しい「スライシング」の展開=ビジネスを変えるNFVやエッジコンピューティングの活躍=
1.スライスという新概
 ・ネットワーク利用者が必要な機能を選んで取り出して利用できる
 ・通信事業者から需要家(利用者)が直接ネットワークを「買う」ことも可能
2.スライスとは何か
 ・スライスの定義
 ・スライスのイメージ
 ・スライスはネットワークの「仕様書」
 ・スライスの処理
 ・スライスの概念の導入と通信事業者
3.スライスを作り出す:利用例
 ・<スライス利用例1>保険会社がネットワークを買い切る事例
 ・<スライス利用例2>工事現場用のクラウドサービスの例
4.スライシングが商品化の鍵
 ・進化していくスライシングのサービス
 ・同じIPアドレスの端末から複数のスライスを並行して利用可能
5.NFVとの組み合わせ
 ・NFVとは何か
 ・NFVで真の分散処理を実現
  -NFV利用は、まず基地局から
  -住宅街担当の基地局Aとビジネス街担当の基地局Bの連携
  -ETSIでNFV用のハードウェア仕様を規格化
6.エッジコンピューティングが新サービスを拓く
 ・エッジコンピューティングとは
  -5Gにおけるエッジコンピューティングの仕組み
 ・5Gネットワークにおけるエッジの位置
 ・エッジでアプリを実行も
  -多階層データセンターとエッジ
  -エッジコンピューティングはスライスの処理から
  -従来の基地局はデータセンターへ変身

<6>MWC 2018の各社ブースに見る5G/IoT(LPWA)の最新動向=5G時代の多彩なアプリケーション例=
1.インダストリー4.0の利用も期待される5G
 ・ファーウェイのワイヤレスXラボ
  -高度なコネクティビティ
  -エンド・ツー・エンドのクラウド・アーキテクチャ
  -多様なアプリケーションを支えるPaaSプラットフォーム
 ・デンソーウェーブ
  -本質安全
  -機能安全
 ・EHang(イーハン)
2.IoT向けのLPWA:NB-IoT
 ・2023年に300億デバイスが接続
 ・日本市場:2つのタイプのLPWAを提供
3.NB-IoTを導入した製品動向
 ・ファーウェイ(HUAWEI)
 ・エリクソン(Ericsson)
4.日本におけるLPWAサービスの動向
 ・ソフトバンクのLPWA:NB-IoTとCat.M1(LTE-M)のサービスを開始
  -日本で初めてNB-IoTの商用サービスを開始
  -「IoT料金プラン」の概要(NB-IoTおよびLTE-M共通)
 ・NB-IoTを利用した水道メーター向け無線自動検針システム
  -愛知時計電機とソフトバンクの取り組み
  -愛知時計電機の光ピックアップ方式の水道メーターの特長
  -東京国際フォーラムのボトルディスペンサー式水飲栓
 ・KDDIのLPWA:IoTコネクトLPWA(LTE-M)のサービスを開始
  -KDDIのIoTコネクトTE-Mの特徴
  -LPWAに対応したIoT通信モジュール
  -LTE-Mサービスの概要と特長
  -KDDI IoTコネクトLPWA(LTE-M)の料金プラン
  -回線管理機能
  -想定されるユースケース例
 ・920MHz帯を使用する「Sigfox」の事例
 ・NTTドコモ:IoT拡大に向けてLTE-M(LPWA)商用サービスを開始
  -「LTE-M」の特長とシステム構成例
  -対応料金プラン:IoTプランとIoTプランHS
  -ドコモのLPWA通信の全体像
  -省電力技術:eDRX
  -NTTドコモのLPWA実証例
  -全国で家電1,000台規模のLPWAネットワークの実証へ
  -パナソニックと東電タウンプランニングの実証
5.IoTをキーワードにした日本での市場展望
 ・IoTでの勝ち組になるための日本が抱える課題
 ・IoTビジネスにおける今後の方向性
6.MWC 2018に見るIoTビジネスの考察
 ・ノキアのSleep Sensing & Home Automation Pad
  -ヘルスケアのIoT対応製品の展示
  -Nokia Sleepセンサー& Health Mateアプリ
  -Nokia Sleepの主な特長
 ・エリクソンが「ホットな10大の消費者動向2018」を発表
  -5G/IoTの商用サービス以後の消費者のトレンド
  -「10個のホットな消費者動向2018」の内容
7.通信事業者が取り組むドローンビジネス
 ・NTTドコモのドローンプラットフォーム「docomo sky」
  -ドローンプラットフォーム「docomo sky」(ドコモスカイ)
  -プラットフォームを構成する4要素の機能
  -ドローンプラットフォームdocomo skyの導入事例
 ・世界初の複数(4機)のドローンによる広域警備の実証
  -ドローン専用基盤「スマートドローンプラットフォーム」
  -4G LTEで自律飛行する複数ドローンの実証実験の概要
  -4G LTEで自律飛行する複数ドローンの実証実験の内容
8.スマート農業の実現
 ・PSソリューションズのe-kakashi
  -AIとCPSを実装したIoTソリューション「e-kakashi」(イーカカシ)
  -第2世代「e-kakashi」の特長
 ・ボッシュ(BOSCH)のスマート農業ソリューション
  -ハウス栽培トマト向け病害予測システム「Plantect」
  -Plantectの特長①:AIを使ったクラウドベースのデータ解析により92%の病害予測を実現
  -Plantectの特長②:大規模な投資、施工を必要としないユーザー体験で、小・中規模農家も導入しやすい
  -IoTを活用した事業領域の拡大
 ・ノキアと丸紅のIoTビジネス
 ・スマートホームやスマートタウンに向けたIoTビジネス
9.MWC 2018における5Gをキーワードにした日本のブース
 ・NTTグループ
  -B2B2Xのビジネスモデル
  -NTTドコモの5G関連の展示内容
 ・NTTドコモ
  -5Gロボットによるリアルタイム書道のデモ
  -交通における5G:ニューコンセプトカート「SC-1」展示
  -5Gでスポーツ・エンターテインメント「ジオスタ」
 ・NTTコミュニケーションズ
  -NTTコミュニケーションズのSD-WAN
 ・NEC
  -NECの展示コーナのテーマ
  -NECの5Gの技術的特徴
  -5G環境で実現できるサービス
  -実証実験①:KDDI、大林組、NECにおける4K3Dモニターを活用した建機の遠隔施工
  -実証実験②:総合警備保障、NEC、NTTドコモ 5Gを活用した高度な警備サービスの実現に向けた実証実験
 ・富士通
  -量子コンピューティング
  -富士通研究所が開発をしたデジタルアニーラの技術
  -富士通研究所のデジタルアニーラによる効果
  -ブロックチェーン機能を拡張した「富士通VPX」

<7>5Gに関する標準化組織・コンソーシアム=ITU-R/3GPPからGSMA、OSA/xRAN、LPWAまで=
1.5Gに関連する標準化関連団体:ITU-R、3GPP
 ・ITU-R/WP 5D:5Gの勧告(標準)策定
 ・3GPP:5G標準技術仕様を策定
2.GSMA(GSM協会):世界最大の携帯通信事業者の業界団体
 ・5G(第5世代)に向けた取り組み
  -GSMAのワーキンググループ
  -GSMAインテリジェンス
  -IoT向けセルラーLPWA:LTE-M、NB-IoT商用サービスの動向
  -LTE-M Task ForceとNB-IoT Forum
  -世界のセルラーLPWAの普及状況:LTE-Mが23カ所、NB-IoTが59カ所
 ・主要国・地域の5G推進団体
  -欧州:5GPP/5G-IA
  -米国:5G Americas
  -中国:IMT-2020 PG
  -日本:5GMF
 ・5G実現に向けた世界の多彩な「コンソーシアム」
3.OSAアライアンス(Open Air Interface Software Alliance)
 ・OSAアライアンスの目的
 ・OSAアライアンスへの参加メンバー
4.OpenStackコミュニティ
5.xRANフォーラム
6.Open ROADMMSA
7.ONAPプロジェクト
 ・ONAPは新しいLinux Foundationプロジェクト
8.5G時代を見据えた自動車関係のコンソーシアム
 ・AECC:コネクテッドカー実現に向けたコンソーシアム
  -期待されるエッジコンピューティング
  -インテルが5Gテクノロジーを提供
  -AECCが2025年までのロードマップを発表
 ・5GAA:通信業界と自動車産業によるコンソーシアム
  -5Gを利用してセルラーV2Xを実現
  -5GAAが使用するC-V2X技術
  -5GAAが当面は4G LTEを活用する理由
9.5G時代の非セルラーLPWA関連のアライアンスの最新動向
 ・Sigfox:1国1事業者と契約するビジネスモデル
  -全世界の53カ国・地域、10億人をカバー
  -Sigfox社のビジネスモデル
  -2019年夏には97%までサービスエリアを拡大
  -スカパーJSAT(衛星通信回線)との相互接続に成功
 ・LoRaアライアンス:オープンなLPWAを推進
  -世界の51カ国の100の通信事業者がサービスを提供
  -「LoRa」と「LoRaWAN」
  -日本LoRaアライアンス普及開発推進協会の設立
 ・ZETAアライアンス:アジア地域のLPWA標準へ
  -日本が最初となったZETAアライアンス
  -日本に続いて中国にもZETAアライアンスを設立
  -ZETAによるIoTネットワーク構成と機器
  -ZETAの伝送速度/通信距離
 ・IEEE 802.11ah(Wi-Fi HaLow):Wi-FiファミリーのLPWA
  -IEEE 802.11ah
  -IEEE 802.11ahの特徴
  -日本で802.11ah推進協議会が発足
  -IEEE 802.15.4g(SUN)とIEEE 802.11ah(HaLow)の違い
 ・ソニーのLPWA「ELTRES(エルトレス)」
  -国際標準となった「ELTRES」
  -ELTRESの特徴
  -ELTRESの主な仕様
  -商用通信サービス提供に向けて3社が共同事業を

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