5G の主流化は 2023 年に IoT にどのような影響を与えるか?
公開: 2023-04-072025 年までに、モノのインターネット (IoT) エンドポイントまたは「モノ」の数は、数百万から 550 億以上に拡大します。 5G ネットワークの成長は、この拡大につながる最も重要な要素の 1 つです。
差し迫った 5G、つまり第 5 世代のセルラー モバイル接続の導入は、モノのインターネット市場にとって素晴らしいニュースです。 これは、5G ネットワークによって、これらの相互接続されたデバイスのパフォーマンスと信頼性が大幅に向上するためです。
5G は IoT にとって何を意味するのか?
5G または第 5 世代ワイヤレスは、ワイヤレス デバイスの応答性と速度を大幅に向上させるように設計された最新バージョンのセルラー テクノロジです。
国際電気通信連合 (ITU) は、新しいテクノロジの最小限のガイドラインを作成しました。これは、第 3 世代パートナーシップ プロジェクト (3GPP) によってさらに定義および標準化されました。
初期の 5G 標準リリースである 3GPP リリース 15 は、モバイル ブロードバンド (eMBB) をアップグレードして、より大きな容量、より高速なスループット、および遅延の削減を提供することに重点を置いていました。今後の展開。
次の 5G 仕様の更新である 3GPP リリース 16 では、新しい機能を追加することで、5G の範囲を他の分野に拡大するという決定的なプッシュが行われました。 リリース 16 では、ミリ秒単位の遅延に対する信頼性の高い低遅延通信 (eURLLC)、タイミング決定論的通信を可能にするタイム センシティブ ネットワーキング (TSN)、およびより柔軟な展開のためのプライベート ネットワーク支援によるライセンス不要スペクトル (NR-U) が提供されます。
リリース 16 では、信頼性の高い 5G ジオロケーションも導入されています。これは、GNSS などの現在の位置情報サービスを補完し、アセット トラッキングなどのさまざまな 5G IoT ユース ケースを可能にします。
また、5G は、環境センサー デバイスやユーティリティ メーターなど、適度に複雑な数十億の IoT デバイスを効果的に相互接続します。 通常、これらのモノのインターネット デバイスは、遅延耐性があり、複雑さが少なく、エネルギー効率に優れています。
リリース 16 では、非常に高性能 (IIoT など) で複雑さが最小限 (NB-IoT など) のこれらのミッション クリティカルなノードのいずれかで IoT 要件の処理が開始されましたが、その間にさまざまな IoT ユース ケースがあります。 これに対応して、3GPP リリース 17 では 5G NR-Light が導入されました。これにより、産業用カメラ、ハイエンド ウェアラブル、エントリーレベルのスマートフォンなど、複雑さが軽減されたデバイスに新たな効率がもたらされます。
5G セルラー ネットワークで IoT デバイスを使用する利点
5G は、より高速で信頼性が高く、より安全な通信を提供します。これにより、自動運転車、再生可能電力用のインテリジェント グリッド、工場フロアに展開するための AI 対応ボットの開発が促進されます。 ネットワークが適切な帯域幅、遅延、および価格のトレードオフで数十億のリンクされたデバイスにサービスを提供できる広大な IoT エコシステムを解き放っています。 これらの利点をさらに詳しく見てみましょう。
1. デバイス間の高速データ交換を実現
IoT 実装の収益性は、最終的にはその機能に基づいています。これは、他の IoT システム、タブレットや電話、ウェブサイトやアプリの形をしたテクノロジー、およびその他の種類のソフトウェアとどれだけ速く接続できるかによって決まります。 5Gにより、データ通信速度は飛躍的に向上します。 レポートによると、5G は実際に LTE ネットワークよりも 10 倍高速になります。 この速度の向上により、モノのインターネット デバイスは、かつてないほど迅速にデータをやり取りしたり交換したりできるようになります。
2. ネットワークの信頼性を高める
5G ネットワークはより高速な接続を提供するだけでなく、より一貫して機能するため、セキュリティと信頼性が向上します。 信頼できる安定したネットワーク条件は、あらゆる IoT にとって重要ですが、セキュリティ システム、監視カメラ、その他の接続されたデバイスなど、リアルタイムの更新に依存する監視システムにとっては特に重要です。 5G ネットワークが追加の接続デバイスをサポートできるようになった結果、ユーザーはさまざまな接続デバイスの信頼性が向上します。
3. 低レイテンシーによるユーザー エクスペリエンスの向上
待ち時間は、アクションが完了する前に存在する間隔と、その後の応答です。 たとえば、Web サイトへのリンクをクリックしてからの時間と、その Web サイトを表示しているブラウザです。 4G LTE と比較すると、5G ネットワークはレイテンシーを大幅に削減します。 ある実験では、5 ミリ秒未満である可能性があることが示唆されています。 この遅延の短縮により、モノのインターネット (IoT) や人工知能 (AI) などの新しいアプリケーションをサポートするリアルタイム ネットワーキングが可能になります。
4. 大規模な IoT 実装のサポート
5G は、広い周波数範囲と 4G の最大 1,000 倍の容量を提供します。 スマートフォン、センサー、モノのインターネット (IoT) デバイスなど、多数のインターネット対応デバイスを接続し、多数の需要の高いアプリケーションを同時に管理できます。 低コスト、エネルギー効率、および信頼できるカバレッジにより、より生産的で使いやすい機器の大規模な展開が可能になります。
5. ネットワークスライシングによる IoT 利用のセグメント化
5G により、ネットワーク スライシングと呼ばれることが多い仮想化ネットワークのインストールが可能になり、ユーザーとメーカーはカスタマイズされた接続を提供できるようになります。 接続に優先順位を付けて遅延を調整することで、過負荷や災害が発生した場合のネットワークの回復力を保証できます。 たとえば、病院では、患者が使用する通信ではなく、外科医とボットの間に存在する接続を優先するようにネットワークを構築できます。 したがって、ネットワークが最大容量に達している間でも、緊急通信を保護することができます。
2023 年の 5G の上位 IoT ユースケース
2023 年には、5G ネットワークの主流化により、IoT 実装の次の分野で最大の違いが生じるでしょう。
1. スマートホームとスマートシティ
スマート ハウス、時計と携帯電話が同期する IoT ガジェット、フィットネス アプリが大流行しています。 現在、セルラー IoT に大規模に依存しているため、5G の未来は 20 年で大きく変わるでしょう。 無人車両の普及やゴミ管理などの公共サービスの自動化が進むでしょう。 温室効果ガスの排出と汚染を最小限に抑えるために、スマート グリッドと環境モニタリングの使用も増加します。
2. スマートグリッドとユーティリティ運用
今日、電力需要は増加し続けています。 スマート グリッドと仮想発電所は、この問題に対する技術的な答えです。5G は、リアルタイム管理の組み込みとスマート グリッドの自動化を可能にします。 問題を迅速に特定して解決策を提供し始めると、メンテナンスも合理化されます。
有線の代替手段と比較すると、5G は展開速度が速く、コストが低いため、広く受け入れられています。 その結果、公益事業者は、新しいセンサー、制御システム、および再生可能エネルギー源を自社のネットワークに徐々に取り入れています。
3. 国家安全保障とビデオ監視
ビデオ監視は、5G に焦点を当てたもう 1 つの IoT アプリであり、繁栄が期待されています。 最近の世界的な発展に照らして、政府は公的監視とセキュリティ対策への投資を喜んで行っています。 現在、ビデオ監視システムは有線通信に依存していますが、無線ネットワークの導入により、有線システムと比較して接続性とパフォーマンスが向上しながら、設置が迅速化され、コストが削減される可能性があります。
結論
世界的な技術である 5G は、3GPP 国際規格を利用して継続的に展開されています。 これは、モノのインターネットの互換性とサポートを保証するために作成されたものであり、合意された標準に対する継続的な改善により、現在も進化しています。 モノのインターネットに対する 4G のサポートに加えて、3GPP 標準のリリース 15 および 16 は、超セキュリティと信頼性、および低遅延などの 5G 特性を備えた IoT デバイスの追加サポートを提供します。
ネットワーク スライシング、セキュア ネットワーク、5G コアなどの 5G の追加の進歩は、膨大な範囲の接続されたデバイスをサポートできる世界規模の IoT ネットワークのビジョンを実現するのに役立ちます。 このプロセス全体は、5G の急速な主流化と IoT の採用の拡大に伴い、2023 年に開始される予定です。