監修:　IoT/スマートテック　推進フォーラム
発行:　一般社団法人 次世代社会システム研究開発機構

5Gをきっかけに世界はグローバルに通信規格が統一されようとしており、真の規模の経済が働く世代に移行しつつある。5Gは進化的な技術であると同時に、グローバルな協業によってのみ創り出されるビジネスモデルでもある。

また、5Gはデジタルトランスフォーメーションを実現する基軸となり、新規需要創出の目玉となっている。幅広い産業へのインパクトは、パートナー企業との共創、ダイナミックな国際的再編、経済圏の帰趨を決する重要なツールとなっている。

今後、5Gは、IoTやスマートマニファクチュアリング/スマートファクトリー、自動運転、遠隔医療などさまざまな分野、さまざまな用途に大きな影響を及ぼし、あらゆる産業に浸透する可能性を秘めている。事業者には、ネットワークのプログラマビリティ、5G価値を実現する機能(ロケーション、QoS、アイデンティティ)の利用可能性、利用者には一貫したユーザエクスペリエンスをもたらすものとなろう。

この5G対応を巡り、世界の通信キャリア、ネットワーク機器メーカーは次世代移動通信サービスのビッグピクチャを把握し、戦略として描き出すことに腐心している。ノキアが同業のアルカテル・ルーセントを買収し、世界の通信インフラ機器市場は華為、エリクソンを含めた3強体制となり、IoTと5Gの優位獲得を巡って競争が激しさを増している。5G構築・アライアンス形成では、日本は既に世界に後れを取っている。

米国は2018年後半から5Gの商用化を進め、中国は2019年に大規模な5G投資・トライアルを開始するなど、5G時代の新たなデジタル覇権を目指し、5Gの戦略・投資・M&Aが急速な勢いで活発化している。また、米国政府は安全保障上の理由で関係各国に対して中国製機器排除を働きかけるなどFive Eyesとの協調・分断工作を強めており、日本の5Gビジネスにも影を落としている。

完全な5Gビジョンを実現するには、規格標準化を含め、基本的な考慮事項について解決し、透明かつ予測可能な5Gエコシステムが特定されていかなければならない。また、安全保障問題、5Gサイバーセキュリティ/5G遠隔操作、電磁波ハラスメント/健康被害問題など、国際的にさまざまな論点を検証していく必要があろう。

本白書は、5Gに関係するグローバルな動向、アーキテクチャ/ビジネスモデル/エコシステム/標準規格/国際動向を題材に、体系だって現状・課題・展開予測を整理した、本邦初の”5Gレポート・グローバル版”である。

序

第1章　5Gと産業・企業・社会のコネクティビティ深化・拡張
1-1　概説
1-2　「5G:8つの様相」(The Eight Currencies of 5G)
1-3　5G:2020年の実用化を目指した技術進化の流れ
1-4　5Gでビジネスモデルの転換を図る事業者
1-5　5Gがもたらす価値/5Gイノベーションの対象範囲
1-6　5Gと産業・企業・社会のコネクティビティ深化・拡張
[1]　産業レベルのバーティカル・インテグレーション
[2]　水平インテグレーション/パートナーシップの構造変化
[3]　インフラの質的変化
[4]　サービスの高度化と質的変化
1-7　持続可能な5G産業サービスモデルと価値創造
[1]　5Gネットワークが形成を促進する新たな産業サービスモデル
[2]　次世代クラウドサービス
[3]　次世代ワイヤレス
[4]　次世代コンテンツサービス
[5]　コネクテッド・ブロードバンド
[6]　オンデマンドモビリティ

第2章　5Gネットワークを巡る国際協調・戦略的駆け引き
2-1　世界各国による協業に向けた取り組み
2-2　UKUSA協定
2-3　欧州
[1]　欧州委員会　「欧州の5G技術/インフラに関する今後の見通し」
2-4　米国
[1]　“規制の壁”に直面する米国の周波数政策
[2]　米国連邦通信委員会(FCC:Federal Communications Commission)
[3]　全米科学財団(NSF)/AWRI(Advanced Wireless Research Initiative)
2-5　中国
2-6　インド
2-7　ファーウェイ(Huawei)製品の排除を巡る論考
[1]　概況・近況
[2]　ファーウェイ(Huawei)製品排除による影響
2-8　日本
[1]　総務省　5G用周波数の割当指針案を公表
[2]　日本政府:公的部門からファーウェイとZTE締め出し

第3章　5G標準化動向
3-1　周波数帯
[1]　サブギガヘルツ帯(500MHz～1000MHzの)
3-2　5G NRの標準化策定
3-3　実装可能な5G NR仕様(3GPPリリース15)
3-4　電力使用効率の標準仕様えの組み込み
[1]　NGMN(Next Generation Mobile Networks) Allianceによる指標提案
3-5　Massive MIMO/ビームフォーミング
[1]　概説
[2]　必要なときだけ送信する5G
[3]　3次元でビームフォーミングを行うFD-MIMO(Full Dimension MIMO)
[4]　Ultra-Lean Design(ウルトラリーンデザイン)

第4章　3GPP
4-1　4G IoT規格　「Cat NB1(Cat M2)」
[1]　5G New Radio
4-2　3GPP参加企業動向
[1]　ベライゾン
[2]　AT&T
[3]　TモバイルUSA
[4]　ボーダフォン
[5]　ノキア
[6]　ZTE
[7]　BT
[8]　ドイツテレコム
[9]　オレンジ
[10]　エリクソン
[11]　Intel
[12]　クアルコムテクノロジーズ
[13]　スプリント
[14]　TIM
[15]　テレフォニカ
[16]　テリアカンパニー
[17]　ファーウェイ
[18]　チャイナモバイル
[19]　チャイナテレコム
[20]　チャイナユニコム
[21]　サムスン電子株式会社
[22]　SKテレコム
[23]　LGエレクトロニクス
[24]　LG Uplus
[25]　KTコーポレーション
[26]　NTTドコモ
[27]　日本電気株式会社
[28]　富士通
[29]　ソニーモバイルコミュニケーションズ株式会社
[30]　株式会社メディアテック

第5章　5Gと関連する市場・需要構造
5-1　Gartnerの調査・分析
5-2　IHS Markitの調査・分析
5-3　Huaweiの調査・分析
5-4　GSM Association(GSMA)の調査・分析
5-5　5Gネットワーク機器市場
5-6　基地局の市場
[1]　IHS Markit
[2]　Deloitte
[3]　富士キメラ総研
5-7　世界のLTEモデムチップ市場
5-8　素材業界に新たな需要を創出する5G

第6章　5Gの商用化・実用化
6-1　5Gサービスインスケジュール
6-2　展開予測レポート
[1]　TIA(Telecommunications Industry Association)の調査報告
6-3　5G規格化に先立って先行する取り組み
[1]　実用化に向けた開発が進む28GHzと39GHz
[2]　ミリ波を用いた固定無線アクセス(FWA:Fixed Wireless Access)
6-4　“4.5G”技術
[1]　MIMO(Multiple Input Multiple Output)
[2]　光ファイバーの固定ネットワーク
[3]　ノキア　「G.fast」
[4]　NG-PON(Next Generation-Passive Optical Network)2
[5]　ベル研究所　「スマートネットワークファブリック技術」
[6]　ミリ波と光ファイバーによる相乗効果を生み出すRoFネットワーク
[7]　5Gのプラグインソフトウェア
6-5　量産に向けた性能評価
6-6　地域別・商用化展開シナリオ
[1]　韓国
[2]　日本

第7章　5Gの研究開発・検証実験動向
7-1　概況・近況
7-2　周波数帯
7-3　5G向け計測器
7-4　20Gbps超える5Gマルチユーザー通信
7-5　8K映像のリアルタイム伝送
[1]　概説
[2]　EUによる研究プロジェクト　「EU Horizon 2020」

第8章　5Gアーキテクチャ/5Gオプション
8-1　ベースライン(4Gシステム)と5G要件の比較
8-2　既存システム(3GPP Release-12、IEEE802.11等)の進化
8-3　潜在技術の要件と検討
[1]　設計原理
[2]　無線要件
[3]　コアネットワーク
[4]　エンド・ツー・エンド通信
[5]　運用管理/相互運用性
8-4　5G アーキテクチャ
[1]　アクセスノード/クラウドノード(エッジ&セントラル)/ネットワークノード
[2]　ネットワークスライス
[3]　5Gシステム・コンポーネント
8-5　プログラム可能な5G向けアーキテクチャ
8-6　5Gの技的術オプション
[1]　5G無線アクセス技術のオプション
[2]　5Gインターフェースオプション

第9章　5Gシステムのプラットフォーム化
9-1　ネットワークスライシング
9-2　国際規格ORI(Open Radio Equipment Interface)の相互運用性

第10章　5Gの技術課題
10-1　概説
[1]　MIMO(Multiple Input Multiple Output)
[2]　Massive MIMO
10-2　新たなネットワーク形成の議論
[1]　SDN(Software Defined Network)
[2]　NFV(Network Function Virtualization)
10-3　測定システムの構築
[1]　OTAでの評価

第11章　5Gのスペクトラム問題
11-1　概説
11-2　周波数帯
[1]　既存のモバイルバンドの適合性
[2]　無線スペクトルのニーズ
11-3　スペクトル管理オプション
[1]　ライセンススペクトラムの継続的な検討
[2]　柔軟性と容量確保に向けた補足スペクトル
[3]　スペクトル柔軟性の検討
11-4　スペクトル管理に必要な次のステップ

第12章　5Gとサイバーリスク/安全保障問題
12-1　5Gのサイバーリスク、サイバーセキュリティに関する前提概念
12-2　サイバー空間への依存度増大と5G拡大におけるリスク
[1]　インフラ自動化・最適化に貢献するサイバー空間
[2]　ダイナミックに進化を遂げてきた“サイバー脅威”
[3]　国家レベルを狙った大規模なサイバーテロ
[4]　サイバー攻撃、サイバーセキュリティ防衛政策の変遷
12-3　米国/欧州における5Gサイバーセキュリティ政策・開発動向
[1]　米国/欧州各国政府がとるサイバーセキュリティ政策の概要
[2]　米国/欧州各国政府のICT 戦略とサイバー防衛体制構築
[3]　米国国防省のEHR開発
12-4　CSSC(制御システムセキュリティセンター)/VEC(Virtual Engineering Company)の報告

第13章　サイバー防衛戦略と5Gの国際的協力体制
13-1　概説
[1]　通信インフラをサイバー防衛するための協力体制
[2]　5Gと米国/欧州各国におけるサイバーセキュリティの意味の変化
[3]　米国/欧州各国におけるサイバーセキュリティ戦略の策定
[4]　オンラインセキュリティに関する官民共同・連携活動
13-2　5G遠隔操作がもたらす健康被害問題
13-3　5G/IoTデバイスによるサイバー兵器問題
13-4　レジリエンス・マネジメントと5G
[1]　概説
[2]　BCMSのISO化とレジリエンス・マネジメント
[3]　CERTにおけるレジリエンス・マネジメント・モデル(CERT-RMM)の策定
[4]　統合マネジメント・システム(IMS)とレジリエンス・マネジメントの比較

第14章　IoT/5Gと情報セキュリティ
14-1　IoT/5Gと情報セキュリティ　概説
14-2　IoT/5Gシステム構築で検討しておくべき課題
14-3　IoT/5Gサービスプラットフォームとセキュリティ機能実装事例
[1]　NEC　M2Mサービスプラットフォーム「CONNEXIVE」
[2]　NTTデータ　「Xrosscloudマルチデバイス・アプリケーションプラットフォーム」

第15章　5G/IoTと“電磁波ハラスメント問題”
15-1　国際的に高まりをみせる5G/IoTと“電磁波ハラスメント問題”
15-2　欧州・米国を中心に5G/Wi-Fiを規制する動きが活発化
15-3　マイクロ波のリスクを巡る各種研究機関の見解
15-4　総務省の見解

第16章　5Gがもたらす新たなビジネスモデル
16-1　次世代スマートシティ/次世代スマートオフィス
[1]　概況
[2]　スマートシティ促進要因
[3]　スマートシティのホリスティックアプローチと5G
[4]　社会インフラの最適化とスマートシティ
[5]　次世代ソーシャルシステムとスマートシティ
[6]　スマートシティ・サービスの創造
[7]　都市活動のセンシング拡張
[8]　都市のエネルギー危機管理と5G
[9]　5G技術トライアル　「Turin 5G」プロジェクト
16-2　エネルギー(超高サイクル管理)
16-3　次世代モビリティ・プラットフォーム
16-4　インフラ維持管理
16-5　スマートマニファクチュアリング/スマートファクトリー
16-6　建設、土木分野向け5G利用
16-7　MaaS/スマートロード
16-8　次世代輸送支援システム
16-9　次世代ライフライン支援/次世代緊急対応システム
16-10　スマート・エアポート
16-11　公共安全/治安
16-12　移動可能なホットスポット・サービス
16-13　次世代航路支援システム
16-14　3D(三次元)コネクティビティによる娯楽・スポーツ
16-15　移動式ビデオ監視システム
16-16　遠隔医療/遠隔手術
16-17　触覚インターネット
16-18　遠隔触覚協働システム
16-19　コネクテッドホーム/スマートホーム
16-20　次世代放送サービス
16-21　民間情報サービス
16-22　ローカル放送サービス
16-23　地域放送サービス
16-24　公共メディア/全国放送サービス

第17章　5G世代の事業者間パートナーシップ・モデル
17-1　アセット・プロバイダー
17-2　コネクティビティ・プロバイダ
17-3　パートナーサービスプロバイダ/XaaSアセットプロバイダ
17-4　ネットワーク共有モデル

第18章　大規模IoT/次世代IoTと5G
18-1　概況・近況
18-2　5GシステムとIoT規格
18-3　IoT/5Gによる計測/テストシステムの再定義
18-4　サイバーフィジカルシステム(CPS)と5Gの融合・結合
[1]　概説
[2]　5GアプリケーションとCPSの統合
18-5　LPWA
[1]　セルラーベース技術(LTE-M(Machine/Narrowband-IoT(NB-IoT))
18-6　大規模IoTとクリティカルIoT
18-7　センサーネットワークのアグリゲーション
18-8　IoT/5G無線接続用ワンストップライセンス・プラットフォーム
18-9　IoT/5Gを活用した予防保守/故障予知システム

第19章　コネクテッドカー/V2V・V2X技術と5G
19-1　概説
19-2　コネクティッドカー・プラットフォームとスマートシティ
19-3　次世代通信技術(5G)を用いた次世代交通インフラ
19-4　自動車と自動車の間の車車間通信(V2V:Vehicle to Vehicle)
[1]　活発化する車車間通信(V2V)関連」プロジェクト
[2]　V2Vシステムの研究開発・実装動向
19-5　V2VとVANET(自動車アドホックネットワーク)
[1]　概況・近況
[2]　車車間通信(V2V)の標準化・規制動向
[3]　VANETを適用した安全走行システムやアプリケーション開発
19-6　5Gを用いた高度運転支援・自動運転技術
19-7　2つの通信規格に対応する5GハイブリッドV2X
19-8　米国国土交通安全管理局(NHTSA)の計画
19-9　オートモーティブ・エッジ・コンピューティング・コンソーシアム(AECC)
19-10　5G対応コネクテッドカー・プラットフォーム
[1]　Qualcomm Connected Car Reference Platform
19-11　コネクティッドカーの実現に向けた動き
[1]　Ford
[2]　Volkswagen/LG Electronics
[3]　Qualcomm
[4]　上海インテリジェント・コネクテッド・ビークル・デモ・プログラム

第20章　自動交通制御/統合自動運転システム
20-1　概説
20-2　ITS/DSRC(Dedicated Short Range Communication)と5G
20-3　AI搭載自動運転システムとモビリティ・イノベーション
[1]　概説
[2]　Tesla Motors
[3]　NXP Semiconductors　「NXP FTF Technology Forum 2016」
20-4　自動運転向けの高精度地図/Cloud-to-Car
20-5　位置・地図情報ベンダー動向
[1]　概況・近況
[2]　Mobileye　「REM」
[3]　HERE　「HD Live MAP」
[4]　TomTom
[5]　NVIDIA
[6]　Intel　「Intel GO」/Mobileye買収
[7]　Google　「Google Map」
[8]　Uber Technologies
[9]　ZF/Bosch/Volvo Cars
[10]　AImotive
[11]　ダイナミックマップ基盤企画(DMP)
[12]　パイオニア

第21章　リモートコンピューティング/エッジコンピューティングと5G
21-1　概況・近況
21-2　クラウド/データセンター向けAIソリューション

第22章　5Gによる既存技術の拡張
22-1　次世代防災システム
22-2　eヘルス・プラットフォーム
22-3　協調ロボット/ロボット制御ネットワーク
22-4　次世代ドローン/無人偵察システム
22-5　スマートAR
22-6　スマートウェアラブル

第23章　5G対応スマートフォン
23-1　5G対応端末
[1]　概況/CES動向
[2]　Verizon
[3]　Apple
[4]　OPPO
23-2　5G周波数帯対応スマートフォン向けモジュール

第24章　5G要求仕様
24-1　ユーザー・エクスペリエンス要件
[1]　一貫したユーザーエクスペリエンス
[2]　ユーザー・エクスペリエンスのデータレート
[3]　遅延要件
[4]　モビリティ要件
[5]　ユーザーエクスペリエンスのKPI<保留>
[6]　接続密度
[7]　トラフィック密度
[8]　スペクトル効率
[9]　カバレッジ
[10]　リソース効率/シグナリング効率
[11]　システムパフォーマンスKPI
24-2　デバイス要件
[1]　デバイスのオペレータ制御機能
[2]　デバイスにおけるマルチバンド/マルチモードのサポート
[3]　デバイス電力効率
[4]　リソース効率とシグナリング効率
24-3　拡張サービス要件
[1]　接続のトランスペアレンシー
[2]　ロケーション(5Gネットワークベースのローカリゼーション)
[3]　セキュリティ
[4]　レジリエンシー/高可用性
[5]　信頼性
24-4　ネットワーク展開、運用管理要件
[1]　コスト効率
[2]　エネルギー効率
[3]　イノベーション導出性/アップグレード対応力
[4]　展開・適応性
[5]　柔軟性/スケーラビリティ
[6]　固定モバイルコンバージェンス
[7]　オペレーション最適化/ルーティング
[8]　オペレーション効率
[9]　Very Low-ARPUエリア向けの超低コストネットワーク
[10]　Very Low-ARPU MTCサービス向けの超低コストネットワーク

第25章　4Gと5G間デュアル接続/インターワーキング
25-1　4Gから5Gへのデュアル接続
25-2　HSPA +およびLTEの機能強化に関する標準

第26章　5GのIPR(知的財産権)
26-1　IPRとビジネス・ターゲット
26-2　知財(IPR)戦略を軸にした5Gの現状
26-3　IPRエコシステム
26-4　欧州委員会動向
26-5　セルラー標準特許
26-6　パテントプール/特許銀行(Patent Bank)動向
26-7　アライアンスの取り組み
26-8　知的財産ソリューション・プロバイダー
[1]　Via Licensing
[2]　シスベル・インターナショナル(Sisvel International)

第27章　5G/仮想化ネットワークの認証基盤およびセキュリティ
27-1　5Gデバイス認証基盤
27-2　次世代クラウドベースの仮想化ネットワーク向けセキュリティ
27-3　仮想Evolved Packet Core(vEPC)

第28章　国際コンソーシアム/アライアンス/イニシアティブ動向
28-1　NGMN
[1]　NGMNアライアンスの主な役割
[2]　NGMNの役割と活動
[3]　ロードマップ
[4]　NGMN 5Gホワイトペーパー
28-2　5G Americas
28-3　GSMA
28-4　IEEE
28-5　CTIA
28-6　TIA
28-7　SCF(Small Cell Forum)
28-8　5G-ACIA
28-9　5G Infrastructure Association(5G IA)
28-10　ZSM ISG(ゼロタッチネットワークおよびサービス管理業界仕様グループ)
28-11　5G Automotive Association(5GAA)
28-12　5Gエネイブルド・マニュファクチャリング(5GEM)
28-13　5G PPP
28-14　AECC(Automotive Edge Computing Consortium)
28-15　スマートモビリティ・コンソーシアム
28-16　TERAPANコンソーシアム
28-17　GCF(グローバル認証フォーラム)

第29章　5G参入企業動向
29-1　華為技術(Huawei Technologies)
29-2　Verizon
29-3　AT&T
29-4　Sprint
29-5　T-Mobile
29-6　Nokia
29-7　Intel
29-8　Ericsson
29-9　Qualcomm
29-10　National Instruments(NI)
29-11　Apple
29-12　Rohde&Schwarz
29-13　Agilent Technologie
29-14　T-Mobile Polska
29-15　Vodafone
29-16　Deutsche Telekom(ドイツテレコム)
29-17　SKテレコム
29-18　Samsung Electronics(サムスン電子)
29-19　SingTel
29-20　Tele2
29-21　Telenor
29-22　Telia/TeliaSonera
29-23　KT
29-24　China Mobile
29-25　hunghwa Telecom(中華電信)
29-26　TAICS
29-27　テレコムイタリア・サンマリノ
29-28　Outware Blog
29-29　Turkcell
29-30　Avanci
29-31　Rohde&Schwarz
29-32　MagnaCom
29-33　Palo Alto Networks(パロアルトネットワークス)
29-34　HUBER + SUHNER
29-35　Infineon Technologies AG
29-36　Ceva