Industry 4.0には大規模IoT展開と途切れない接続性が不可欠

Industry 4.0のメリットを享受するには、センサー・ゲートウェイ・クラウドの大規模展開とシームレスな接続が必要

Industry 4.0アプリケーションとサービスのメリットを実現するには、センサー、ゲートウェイ、クラウドコンピューティングシステムの大規模展開と、シームレスな接続性が必要不可欠です。

IoTは常に無線という誤解

一部の人々は、IoTは常に無線接続を必要とすると考えています。この誤解は、モバイルデバイス、ウェアラブル、有線ネットワークに物理的に接続されていない他の接続デバイスが大量に使用されていることに由来します。

現実には、産業用インターネットの大半は有線ネットワークで実現されており、Ethernetは世界中のほとんどの工場で接続性のバックボーンであり続けています。

無線接続が必要な場合、Sigfox、LoRaWAN、NB-IoTなどのLPWAN（低電力広域ネットワーク）などの新技術が、ローカルおよびリモート施設での数百万台のIoTデバイス管理を支援します。

有線産業接続とM2Mは数十年前から存在

多くの産業界が、1980年代から何らかの形の有線データ接続の恩恵を受けてきました。主に24Vで動作するプログラマブルロジックコントローラ（PLC）を使用し、これは産業用アプリケーションのグローバル電圧標準およびデジタル言語と見なされています。

1990年には、第2世代移動通信（2G）とSIMカードの登場により、産業接続サービスに無線が導入されました。セルラーマシンツーマシン通信（M2M）です。

M2Mにより、産業界は機械を遠隔アクセス・制御し、数百台の接続デバイスを展開し、セルラーネットワークが利用可能な場所であればどこでも情報収集が可能になりました。振り返れば、M2Mは今日我々がIoTと呼ぶもののフレームワークでした。残存するM2M接続の大半は2G GPRS標準で動作し、2G EDGEカバレッジとSIMカードを必要とします。

今日のスマートファクトリーは、Time-Sensitive Networking（TSN）によって協調して動作する有線と無線技術のミックスを使用します。

TSNは、IEEE 802.1で規定された一連の標準で、Ethernetネットワークが時間に敏感でミッションクリティカルなトラフィックとアプリケーションに対してQoS保証を提供できるようにするものです。TSNはツールボックスであり、リソース管理、トラフィック整形、信頼性、時間同期の4つのツールカテゴリを含みます。

本質的に、TSNベースの産業通信ネットワークは、様々なトラフィックタイプのミックスを許容する統合システムです。サービス要件はベストエフォートトラフィックからクリティカルなリアルタイムトラフィックまで多岐にわたります。TSNは、共有ネットワーク上で多くの異なるサービスの統合を可能にしつつ、時間クリティカルなサービスを優先するツールを提供します。

ほとんどの接続にはLPWANネットワークが最適

Long-Term Evolution（LTE）または4Gネットワークの到来により、産業界と消費者に新たなサービスと可能性が開かれました。LTEは高速データ伝送、低レイテンシ、Voice-over-IP（VoIP）、低電力広域ネットワーク（LPWAN）など、複数の接続タイプを可能にします。

産業用途で最も一般的な4Gネットワークは、新しいM2MとなったLTE-Mと、Narrowband-IoT（NB-IoT）ベースのものです。両サービスは大規模IoT向けに設計され、数百万台の低電力接続デバイスの接続性を実現します。

さらに、セルラー接続に依存しない他のLPWANネットワークも広く利用可能です。LoRaWAN、Sigfox、Wi-Fi HaLow（IEEE 802.11ah）などが含まれます。

ほとんどの産業接続には5Gは不要、依然として初期展開段階

過去2年間、5Gの驚異的な速度と超低レイテンシによるクリティカル接続の約束について多くの話題がありました。

現実には、産業およびプロフェッショナルIoT接続の99%以上が、それら特別な機能を必要としていません。セルラーサービスが望まれる場合、4G、LTE-M、NB-IoTが、今日のおよび明日のアプリケーションに必要な帯域幅と大規模IoT接続性を提供できます。

さらに、5Gの最もクリティカルな機能を可能にする完全な仕様は、3GPPや他の規制機関によってまだ策定中です。一部のクリティカルIoTアプリケーションが必要とするサービスを5Gネットワークが提供できるようになるには、さらに数年かかるでしょう。

「5Gが本当に必要なのは、特別な機能が必要な時です。より大きな価値、より低いレイテンシ、より多くの接続や接続ポイント、LTEが輻輳で問題を抱えるような場面について話しています。したがって、5Gが広域セルラーIoTに必要だという考え方は、本当のところ正しくありません」と、EricssonのIoTおよびブロードバンド責任者Marie Hogan氏は述べています。