IoT 展開における 5G とエッジコンピューティング: 価値はどこから生まれるのでしょうか?

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IDC の最近のレポートによると、2025 年までに 400 億台を超える IoT デバイスが存在し、約 80 ゼタバイトのデータが生成されることになります。接続されるデバイスが非常に多く、ネットワークに流入するデータも非常に多いため、フェデレーテッドコンピューティングパワーの必要性が高まり、そこで 5G とエッジコンピューティングが登場します。

5Gによるエッジコンピューティングの強化：一緒により良いものへ

分散コンピューティングモデルとしてのエッジコンピューティングは、顧客の近くまたはデバイス自体でデータの処理と分析を可能にすることで、集中型システムの制限に対処します。 5G との統合により、大量のデータをより高速に配信できるようになり、エッジコンピューティングネットワークにも最適です。

ガートナーの調査によると、集中型データセンターやクラウドの外部で処理される企業データの割合は、2018 年の 10% から 2025 年までに 75% に増加すると予想されています。この増加は、エッジコンピューティングと 5G テクノロジーの両方の利点により、あらゆる業界の企業にとって非常に有望で強力な組み合わせになることを示しています。

IoTにおける5Gとエッジコンピューティングのメリット

2019 年以降、5G と IoT におけるエッジコンピューティングは切り離せないものになりました。 5G では速度が 4G の 10 倍以上に向上し、エッジコンピューティングではデータ処理をデバイスやユーザーに近づけることで応答時間が短縮されます。連携することで、IoT アプリケーションの運用を大幅に改善し、次のことが可能になります。

超低遅延。エッジコンピューティングを 5G と組み合わせると、レイテンシが大幅に削減され、超信頼性、低レイテンシの通信 (URLLC) を必要とするミッションクリティカルなサービスを提供できるようになります。
指数関数的な帯域幅。 5G の高速化された帯域幅により、数ミリ秒以内に応答できる接続デバイスをさらに処理できるようになります。
高性能。 5G を使用すると、エッジとの通信が高速になり、エッジアプリケーションは消費者の増大する需要に迅速に対応できるようになります。
データのセキュリティ。エッジコンピューティングは、クラウドコンピューティング機能を遠隔地にもたらし、セキュリティが必要な場合にローカルでの処理とストレージを提供します。
ネットワークトラフィックを最小限に抑えます。エッジコンピューティングは、ネットワークのエッジで IoT データを集約して処理し、ネットワークトラフィックと伝送コストを削減します。
消費電力が少ない。エッジコンピューティングテクノロジーは、デバイスからコンピューティング要件を取り除き、それらをエッジに配置することで、エネルギー消費を削減できます。

IoTにおける5Gとエッジコンピューティング：成功事例

5G とエッジコンピューティングには、実際のアプリケーションが数多く存在します。それらの相乗効果により、バリューチェーンの再構築、収益モデルの強化、業務の最適化が行われ、多くの業界にメリットがもたらされます。エッジコンピューティングエコシステムがすでにその可能性を発揮している分野である 5G について見てみましょう。

▲車

自動運転車は最も複雑なエッジデバイスの 1 つです。 1 時間あたり最大 5 TB のデータが生成されますが、これは車両上ですぐに処理する必要があり、その一部だけがデータセンターに送信され、さらに分析やアルゴリズムの改善が行われます。

エッジコンピューティングと 5G テクノロジーによって実現したソリューションを詳しく見てみましょう。

先進運転支援システム（ADAS）。エッジと 5G テクノロジーにより、ADAS は市場で新たな地位を確立しました。強力なエッジコンピューティングシステムと 5G の超高速性を備えた組み込みの車両センサーを使用することで、冗長性を抑えながらより多くのセンサーデータを分析でき、これらすべてを 4G の 10 倍の速度で実行できます。

無謀運転監視。車両の加速度計とジャイロスコープからデータを収集し、ローカルで高速計算を実行することで、運転の安全性を向上させることができます。現場での分析により、システムは安全運転基準を維持するために必要な警告を送信できます。さらに、急加速、急ブレーキ、衝突、エアバッグ展開の必要性を検出するために、高いサンプリングレートでデータが監視されます。

車両の健康状態監視。オンボード診断ツール、センサー、およびインターフェースは、リアルタイムの問題を検出し、ドライバーに適切な警告を生成するのに役立ちます。エッジコンピューティング技術により、継続的な監視が可能になります。システムは、実際の損害が発生する前に、あらゆるリスクや障害を予測できます。

▲スマート交通

高度道路交通システム (ITS) は、都市をデジタルハブに変革する上で重要な役割を果たします。交通問題を最小限に抑えることで交通効率を向上させ、ユーザーに交通情報を提供することでモビリティを高め、通勤者の移動時間を短縮し、安全性と快適性を向上させます。

道路沿い、スマート車両内、駐車システム内の多数のセンサーから大量のデータが生成されます。これには、5G とエッジコンピューティングの強力な機能が必要です。レイテンシの改善、ネットワーク容量の増加、低カバレッジの排除により、より高速で正確な洞察が得られます。その結果、パフォーマンスが向上し、輸送と交通の流れがスムーズになり、事故が減少します。

▲ヘルスケア

ヘルスケアは膨大な量のデータを生み出しており、2020 年にヘルスケア業界はデジタル変革において飛躍的な進歩を遂げました。重要なリアルタイムデータ分析の可用性は、文字通り生死を分ける可能性があります。しかし、クラウドまたは中央データセンターでこのデータを分析すると、帯域幅の輻輳、データ転送速度、ネットワークの信頼性、遅延など、医療の結果に悪影響を及ぼす可能性のあるいくつかのリスクが伴います。これらの課題に対処するために、医療機関は 5G とエッジコンピューティングを採用しています。

遠隔医療: IoT、5G、エッジコンピューティングにより、遠隔医療や遠隔患者モニタリングがこれまで以上にアクセスしやすくなります。接続された医療機器は、体温、心拍数、血圧、血糖値、心電図の測定値など、患者の健康パラメータをリアルタイムで収集できます。これらのデバイスによって生成される機密データは、迅速な分析と即時の意思決定を必要とします。

5G ベースのモバイルエッジコンピューティングにより、データのプライバシーを維持しながら、患者の健康に関するデータを迅速かつ正確に分析できます。ネットワークは患者の健康状態を記録し、医師と患者に病気の分析を提供し、患者の治療のための補助手段を提供します。このデータを使用することで、医療提供者は患者の状態を評価し、患者の健康に関するフィードバックを即座に提供できます。

診断: 画像診断や放射線診断からデータ分析や患者情報に至るまで、迅速な診断には十分な帯域幅を備えた信頼性が高く安全なネットワークが不可欠です。高速サービスでは、十分な帯域幅、より高速なデータ転送速度、より低いレイテンシを備えたエッジネットワークに画像や患者のファイルを保存できるため、ファイルのアップロードが遅れることはありません。

▲工業製造業

産業製造における 5G とエッジコンピューティングは、工場自動化を超えた機会を提供します。製造企業は、機器の故障をより正確に予測し、製造効率と安全性を向上させ、ダウンタイムを最小限に抑え、コストを削減し、メンテナンスの必要性を減らし、より高品質の製品を提供することに価値を見出しています。

予測メンテナンス: エッジコンピューティングテクノロジーは、リモートポンプ、配送サイトの検査、データ処理などの主要な自動化システムに 5G ネットワークを介して接続します。これにより、データ内の潜在的な障害や矛盾をリアルタイムで監視および特定できるようになります。高速 5G ネットワークにより、自動制御システムは緊急事態に即座に対応できます。

石油・ガス会社は、メンテナンスや修理活動に 5G とエッジコンピューティング機能を活用しています。これには、修理を行う技術者をガイドする AR/VR アプリケーションや、機械、橋梁、ポンプ場の目視検査を行うドローンが含まれます。これらすべてのケースでは、高度な分析を使用すると、潜在的な欠陥やメンテナンスが必要な項目を特定するのに役立ちます。

スマートファクトリー: スマートファクトリーでは、接続されたデバイスが環境を感知し、次世代の 5G とエッジコンピューティングネットワークを利用して相互にやり取りし、分散型の意思決定を可能にします。

5G 対応センサーは自動化を加速し、機械が自ら更新して新しいプロセスを開始できるようにします。これらのセンサーは製造された製品の品質をリアルタイムで評価し、やり直しの必要性を減らします。