第6回 NPNとローカル5G
－5Gシステムのプライベート利用－（後編）

ローカル5Gとは、一言で言えば「利用者自身が自分達の建物や敷地内で設置できる、自分達専用の5Gネットワーク」です。5Gの仕組みをそのまま使うので、5Gが備えている様々な利点をプライベートネットワークでも利用することが可能になります。その一方で、ローカル5Gは免許帯域を使うことになるため、これに伴う様々な手続きや費用も必要になります。

ローカル5Gの主な特徴は、以下のような点があります。

• 通信の安定性：免許帯域を使うため、電波を占有して使うことができます。そのため、無線LANのように様々なAPが同じ帯域を使用することによって生じる電波干渉が起きないため、安定した通信が可能になります。
• 高いセキュリティ：ローカル5Gを使うには通信事業者の5G同様、SIMが必要になります。そのため、ネットワークに登録されたSIMを挿入した特定の端末しかつなぐことができません。また、無線LANで使われているようなパスワードは外部に漏れる危険性があり、万一漏れてしまった場合は、全ての端末でパスワードの変更が必要になります。SIMの場合、たとえ失くしたとしても、そのSIMだけを無効にすることが可能です。
• 低遅延：5Gは、元々4Gよりも遅延を小さくするように開発されてきました。そのため、ローカル5Gでも無線区間で1ミリ秒と言われる低遅延性を活用することが可能になり、無線LANでは難しかった利用シーンへの適用も可能になります。
• 基地局間ハンドオーバー：ローカル5Gはセルラーの技術をベースとしているため、端末が高速で移動するようなシーンでも基地局間のハンドオーバーにより途切れることなく通信を継続することができます。

ローカル5Gには上記のような特徴がある一方で、免許帯域を使うことに伴う以下のようなハードルもあります。

• 免許の申請：ローカル5Gを使うには免許を取得する必要があります。利用者自ら申請するか、システム構築を依頼した業者に依頼することもできます。利用者自ら申請する場合、全て自分でやることもできますが、申請に際して専門的な知識が必要であったり、周辺のローカル5G利用者や他の無線事業者との調整が必要になったりする場合もあるため、無線免許取得支援サービスを利用するのも1つの選択肢です。例えば伊藤忠テクノソリューションズでは、グループ会社であるCTCシステムマネジメント（略称：CTCS）が基地局の免許取得に関わる様々な手続きの支援サービスを提供しています。
• 電波利用料：免許帯域を使うには、基地局や端末毎に「電波利用料」を納める必要があります。ローカル5Gの場合、それぞれの電波利用料は以下のようになっています。

多数の機器が接続するIoTシステムでローカル5Gを使用する場合、端末側にかかる電波利用料も考慮しておく必要があります。

• 基地局の運用：基地局を運用するにあたり、特定の資格を持った「無線従事者」を選任する必要があります。利用者自ら資格を取得することも可能ですが、基地局の運用支援サービスを利用することもできます。CTCSでは、24時間365日稼働のリモート運用センターを活用した基地局の運用サービスを提供しています。

5Gの技術的仕様は3GPPで決められていますが、マーケットからの要望に応える形で、5Gの早期展開が可能なNSA構成の仕様（「オプション3」と呼ばれる構成）が最初に決められました。この仕様は、5Gの最初の仕様である「リリース15」の本来の公開予定日より前倒しして公開されたため、「アーリードロップ」と呼ばれています。各ベンダーはこのアーリードロップの仕様に準拠したものから製品化したため、各社からリリースされる5GシステムもNSA構成に対応したものからリリースされています。

また5Gが使う帯域として、28GHz帯を含む「ミリ波帯」が新たに割り当てられることになりましたが、ミリ波帯は周波数の特性上、遠くまで飛ばなかったり、遮蔽物があるとその陰に回り込まなかったりする特徴があります。このままでは、ミリ波帯を使う5Gだけである程度のエリアをカバーすることが難しいため、エリアカバーには低い周波数帯を使うLTEを活用し、高速・大容量な通信が必要な場所にピンポイントに5Gのエリアを展開するという使い方が想定されました。

様々な理由によりNSA構成が必要になる場合がありますが、以下に当てはまらない場合は、NSA構成を使う必要はありません。

• 端末がNSAにしか対応していない：(1)の通り、これまでに発表された端末はNSAのみに対応しています。従って、端末がNSA対応の間は、ネットワーク側もNSA構成にする必要がありますが、SA対応の端末があれば、ネットワーク側もSA構成で問題ありません。
• コアネットワークが5GCではない：SA構成には5GCが必要になるため、5GCを導入するまではEPCを使ったNSA構成とする必要があります。ローカル5Gの導入形態にもよりますが、5GCの導入には5GCに対応したコアネットワーク装置を導入するか、ベンダーがクラウドから提供する5GCサービスを利用する必要があります。
  なお5GCについては、一部のベンダーは既にリリースしており、今後徐々に各社からリリースされるものと見込まれます。
• ある程度のエリアをカバーする必要がある：ローカル5Gに最初に割り当てられた28GHz帯は直進性が強い上に、そのままでは遠くまで届きません。そのため、端末と基地局との間に障害物があったり、端末が比較的広範囲で移動したりする場合などは、低い周波数帯を使うLTE（自営等BWA等）を併用する必要があります。

オンプレ型では、全ての装置をユーザー拠点に設置します。初期導入時の費用は大きくなりますが、制御系を含む全てのトラフィックがローカルで処理されるため、高度なセキュリティが求められるような場合に適しています。運用監視システムは、クラウドからサービスを提供しているベンダーもあります。

クラウド型では、コアネットワーク装置の一部の機能をクラウドに配置します。どの機能をクラウドに置くかはベンダーによっていくつかのバリエーションがありますが、最も典型的なパターンは、制御プレーン機能と運用監視システムをクラウドに配置し、ローカルにはユーザープレーン機能だけを設置します。ユーザーの拠点に基地局とコアネットワークのユーザープレーン機能だけを設置することになるため、初期導入費用を低く抑えることができます。実際のユーザーデータトラフィックはローカルで処理されるため、最低限のセキュリティは確保することができます。また、運用監視もサービスとして提供されるため、運用監視に掛かる負荷を軽減することもできます。

それぞれの導入パターンのメリット/デメリットをまとめると、以下のようになります。