5G×エッジコンピューティングに秘められた可能性とは!?

5G×エッジコンピューティングがIoTの普及を後押し

IoTシステムにおいて「エッジコンピューティング」と呼ばれる、通信を高速化・最適化する技術がある。エッジコンピューティングによって、IoTの普及は加速してきたが、設置場所や運用管理の煩雑さによって、思うようにIoTの普及が進まない部分もあった。

そこに近年「5G」と呼ばれる技術が登場した。5Gは「5th Generation」の略で、超高速(20Gbps)・多接続(100万台/㎢)・低遅延(1ms程度)を掲げる次世代のネットワークである。満を持して2020年3月に実用化され、台頭の動きを見せている。
5Gには、IoTの普及が遅々として進まない状況を打破する可能性が秘められている。5Gの高速な無線通信により、通信インフラの関係で実現しなかったIoTシステムが実現できるようになる可能性が高い。また、エッジコンピューティングとの組み合わせで、更なる通信環境の高速化・最適化が進むと考えられているのである。

エッジコンピューティングがもたらす効果

エッジコンピューティングは、分散コンピューティングの概念を用い、IoTデバイスの近くにエッジサーバを置いて、リアルタイムにデータ処理、分析することを指す。「エッジ」とは、直訳すると「末端」という意味だが、IoTシステムでは主に各種センサーを搭載してデータを収集するエッジデバイスが末端にあたる。

従来のようなサーバを中央に配置するシステムとは異なり、エッジデバイスに近い場所にサーバを置くため、従来はクラウドサーバで一括して担ってきた受信・送信・データ処理をエッジサーバで分担できる。そのため、余計な通信が発生しなくなり、通信が最適化されて遅延が極小化する。また、エッジサーバで認証関連のデータや機密性の高いデータを処理することで、データをインターネットに送り出さずに済むため、セキュリティリスクを軽減することもできる。

5Gをエッジコンピューティングで使用するメリット

5Gをエッジコンピューティングで使用するメリットは大きく2つある。
一つ目のメリットは、5Gの通信能力の最大化によるIoTシステムの用途拡大だ。エッジサーバで処理負荷を分散するため、通信の最適化により、クラウドサーバで一括して受信、処理、送信を実施する場合に比べて、5Gの高速な通信の力を最大限に発揮できる。そのため、今までは困難と考えられた巨大なデータの通信も問題なく実施できる可能性が出てくる。特にカメラ映像などの動画は、クラウドサーバで処理させると回線に多大な負荷がかかり、5Gでも処理しきれない可能性があるが、エッジサーバで処理すれば、通信の最適化により回線の負荷を軽減できる。さらにクラウド上にデータを保存しなくなるため、情報漏洩のリスクも軽減できるだろう。

二つ目のメリットは、IoTシステムの無線化だ。有線であることによって設置場所の条件が合わなかったシステムも、5Gを用いて無線化することで設置できる可能性があり、エッジコンピューティング用の環境構築が容易になる。また、規模が小さい拠点は人員も少ないため、運用管理が容易なシステムが求められる。そこで5Gを用いれば、無線通信でも十分なパフォーマンスを発揮できるようになり、余計な配線の管理などがなくなって運用負荷も軽減されることから、小規模な拠点でもIoTシステムを実現できる可能性が高くなるだろう（図1）。

（図1：5Gをエッジコンピューティングで使用するメリット）

5G×エッジコンピューティングで期待される事例

このように、今後5Gとエッジコンピューティングの組み合わせによって、IoTシステムの活用の幅が広がっていくとみられる。では、具体的にどのようなシーンでの活用が考えられるのか。ここで、実証実験中のものも含めて、今後期待される事例をいくつか紹介する。

・自動運転バス

茨城県境町では、ソフトバンク傘下のBOLDLY株式会社によって、自動運転バスの運行準備が着々と進行している。新型コロナウイルスの影響により、当初2020年4月の予定だった運行開始を半年延期せざるを得ない事態となったが、既にNAVYA社の自律走行バス「ARMA」を3台輸入しており、境町の走行予定ルートの3Dマップデータの収集・作成のほか、セーフティドライバーの訓練と運転操作審査などの準備完了が発表されている。自動運転バスが実現すれば、運転手の人手不足を補えるほか、高齢者などの移動も格段に楽になるだろう。スマホを併用すれば、指定された時間と乗車場所まで自動運転バスが迎えに来てくれるオンデマンドの運行なども可能になっていくはず。今後に期待したい。

・オンライン診療

世界では、新型コロナウイルスの影響により遠隔診療が急速に普及している。特に中国では、保険大手・平安保険グループの平安好医生（Ping An Good Doctor）が、無人診療所「ワンミニッツ・クリニック」を開設。その内容は、証明写真撮影のようなボックスに入り、AIがカメラ・音声により医療診断するというものだ。5Gが普及することにより、遠隔で医師が実際に診断するなど、さらに詳細な診療も可能になっていくと予想される。
また、実証実験の段階ではあるものの、カメラで高精細な映像を確認しながら遠隔でロボットを操作し、手術を行う仕組みも検討が進められている。世界には特定の疾病への対応に長けた医師が点在しているため、この仕組みが実用化されれば、その道の名医といわれる医師に執刀を受けることも簡単になっていくだろう。

・生体認証システム

日本電気株式会社(NEC)は、生体認証を活用した共通のIDによって、複数の場所やサービスにおいて顧客へ一貫したサービスを提供する「I:Delight（アイディライト）」を2019年11月に実施された「C&Cユーザーフォーラム & iEXPO2019」で発表した。

外国人観光客を想定し、最初に顔情報を登録すると、性別や年齢に合わせたお勧めの旅のテーマが提案される。そのテーマに沿って、飛行機の機内で国内の交通機関を予約することができ、ホテルやレストラン、ショッピング、ライブ会場などでの入場や決済なども顔認証を使って一貫して実施される。
5Gを使えば大容量・多接続のデータ通信が可能となり、このような一貫した顧客体験が一般的になるだろう。

エッジコンピューティングでも課題となるセキュリティ問題

ここまでエッジコンピューティングの魅力にふれてきたが、依然としてセキュリティ面では課題が多く残っている。他のシステムでもそうだが、スニッフィング（中間者攻撃）対策として、データ送信の際に暗号化技術を使うことは必須となる。スニッフィングとは、いわゆる盗聴のことで、ネットワーク上を流れるパケットを取得し、中身を盗み見ることを指す。暗号化はデータ処理において負荷となり、リアルタイム性とはトレードオフだが、止むを得ない対応といえる。
その他、ゼロトラストネットワークなどの新技術を使えば、ネットワーク内においても、領域を細かく区切り、それらに対してセキュリティレベルを設けられ、堅牢性を高められる。従来のVPNでは対応できなかった細かいアクセス制限をかけられることが魅力だ。これらの対策を講じることで、IoTシステムの信頼度を高めていけるだろう（図2）。

（図2：エッジコンピューティングのセキュリティ対策）

エッジコンピューティングの技術を利用すれば、IoTデバイスの近くにエッジサーバを置いて、リアルタイムにデータ処理できる。近年、IoTやその延長線上にあるエッジコンピューティングが普及してきたところに5Gが登場した。今後は5Gの後押しでIoTの普及が加速する可能性は大いにある。
5Gとエッジコンピューティングを併用すれば、データ伝送速度の高速化やデータ処理の効率化などが期待できる反面、元から存在するセキュリティ面での課題は残ってしまうのが実情だ。しかし、スニッフィング対策や、新技術のゼロトラストネットワークなどを組み合わせることでセキュリティリスクを軽減していけるだろう。
5Gの波に乗り遅れないよう、エッジコンピューティングと組み合わせてIoTシステムなどに活用していきたい。

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