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© 2019 Toshiba Corporation

（株）東芝研究開発センター

斉藤健2019/9/24

5G/ローカル5Gに向けての東芝の取り組み

2© 2019 Toshiba Corporation

・1989年入社・研究所、家電事業部、社会インフラ事業部を経験・インターネット技術の応用に従事・現在は、研究開発センターで情報通信プラットフォームを担当

自己紹介

斉藤健（さいとうたけし）

ネットワーク家電スマートグリッド

東京電力様スマートメーター

デジタルAV機器／ホームAVネット／デジタルコンテンツ

DVDプレーヤ

エアコン

蓄電池／給湯器

デジタルTV

家電住宅設備

AV機器

社会インフラ：スマートメーター


• 東芝の取組み“サイバーフィジカルシステムカンパニー“に向けて

• 5G／ローカル5Gに向けての東芝の取組み

5G／ローカル5G通信インフラ実現に向けての取組み例

5G／ローカル5G時代の社会インフラ実現に向けての取組み例

• まとめとお願い

本日の内容


次世代通信技術 5Gの特徴

次世代通信技術 5Gへの期待は極めて大きい

総務省「２０２０年の５Ｇ実現にむけた取組」より


5Gで活用が期待される領域

適用範囲が爆発的に拡大。提供サービスがキー。

ｽﾏｰﾄ

ﾒｰﾀ分野その他、IoT分野

自動車分野

産業機器分野

4Gの主な

対象領域 IoT・5Gで新たに加わる対象領域

接続数小

出展：日経コミュニケーション 2015/4月号を参考に総務省作成

接続数大

移動通信携帯電話サービス

収益性低

これまでは、この領域でビジネス展開今後はこの領域でパートナー作りを含めて

「ビジネス戦略」をたてることが必要

ﾎｰﾑ

ｾｷｭﾘﾃｨ

分野

総務省「２０２０年の５Ｇ実現にむけた取組」より

収益性高

これから

かつて


5Gの利用が想定される新たな市場 = “Vertical Domain”

様々な社会インフラに5Gは展開5Gは“社会インフラを再定義する”ポテンシャルを持つ

* programme making and special events

“Vertical”はNGMNが2016年に発表したWhite Paper**に記載の“Vertical Industry”が由来と思われ、産業領域（ドメイン）を指している

** Perspectives on Vertical Industries and Implications for 5G. NGMN Alliance

• Rail-bound mass transit（列車間制御, 乗客向けエンタメ, セキュリティ）

• Building automation（ビル内設備の制御）• Factory of the future（自動制御, ロボット, 自動搬送）• Health care(遠隔医療, 健康支援)• Smart city（監視カメラ, 交通情報, 水道システム）• Electric-power distribution（分散電源）• Central power generation（ガスタービン, 蒸気タービン,

風力発電）• PMSE*（コンサート, コンファレンス会場の運営）• Smart farming（作物の温度管理, 動物管理）


東芝技術方針説明会より

CPS:サイバー・フィジカル・システム

8© 2019 Toshiba Corporation デジタルが社会インフラ(部品、システム)と運用/サービスをつなぐ

東芝は“CPSテクノロジー企業”を目指す


様々な社会インフラ（そして、部品/デバイス）をCPS/デジタル化

太陽光発電風力発電

スマートメーター

電力中央給電

変配電空調エレベータ/エスカレータ

照明

水道インフラ鉄道インフラ

POSレジ蓄電池電動モータパワエレ部品 HDD

センサ/認識プロセサ

ビルソリューション

工場ソリューション

脱炭素/電動化/安心・安全などの巨大社会トレンド、そしてお客様の様々なニーズにCPS/デジタル化で応えたい

→ 5Gは強力なツールになる

CPS:サイバーフィジカルシステム

通信・放送インフラ







本日の内容


①バックホール無線技術（５Gの裏側を高速無線で支える！）②5Gリピータ技術（電波の届きにくい場所まで、賢く中継！）③ローカル5G技術（自営の5G環境実現に向け、各種実証中！）④無線給電技術（エネルギーも無線で飛ばしてしまおう！）

5G／ローカル5G通信インフラに向けての東芝の取組み例

5G／ローカル5G、それぞれで新たな価値をご提供


①5Gセルラーシステム向けバックホール無線化技術

無線LANなどの研究開発で培ったMIMO復調技術を用い、伝送した２本のストリームを高精度に分離。

偏波MIMO技術

広帯域歪補正技術

高利得高XPD*アンテナ技術

パワーアンプ歪低減技術

無線LANなどの研究開発で培った位相ノイズ、直交インバランスなどの歪補正技術を用いることで、広帯域でも低歪特性を実現。

長距離伝送を実現するための高利得と、ストリーム間干渉を低減するための高XPDを同時に実現するアンテナ技術。

放送向けパワーアンプなどの研究開発で培った歪低減技術により、高品質長距離の伝送を実現。

1

2

3

4

郊外などの基地局敷設に有効となるバックホール回線の無線化技術を開発

距離約1km

Rx

Tx

*交差偏波識別度

フィールド試験20Gbps@1kmに成功。E帯偏波MIMOで世界初


• 電波の届かないビル内や地下街向けの屋内リピータを製品化• 複数キャリアのシェアリングにも対応し設置コスト等を低減

②5G向けリピータ技術

5Gシェアリング検討中の複数企業より装置引合いあり検討中

インフラシェアリング


③ローカル5Gへの取組み

東芝の工場IoT、社会インフラソリューションへの適用を検討

1 高速・大容量

最高伝送速度10Gbps

2時間の映画を3秒でダウンロード

2 低遅延

3 多接続

1 高い安定性

公衆サービスの場合、他のトラフィックに影響を受ける場合があるが、自前で5Gネットワークを構築できるため、帯域を占有でき安定した通信を確保

2 高いセキュリティ

3 柔軟なエリア展開

1ms程度の遅延リアルタイムのロボット操作など

100万台/km2の接続数センサーからの情報収集(IoT)

携帯大手の5Gの特徴

ローカル5Gで付加される特徴

ローカル通信の為、セキュリティを担保できる。機密性の高いデータを公衆網など外部に出したくないユーザは多い

公衆サービスでは5Gの基地局をいつどこに設置するかは通信事業者次第。一方、ローカル5Gであれば、エリアや導入時期、設定パラメータを自在に決められるため、用途に特化したエリアを構築可能


③ローカル5Gへの取組み：テストベッドの構築

英国にて、OSSを活用しテストベッド構築。ネットワークスライシングを高度化するマルチサービス・スケジューリング技術を実証

5G Base Station, “eNodeB”

and Core Network

TX

RX

Ultra low latency control

High speed video transfer

ネットワークスライシング

Radio part of

5G Base Station

Radio Part of

User Equipment

User

Equipment

TX

RX

実証結果low latency

high speed

User

Equipment

高速

低遅延

多数接続基地局

オペレータ


• 多数IoTセンサ配置による電池交換コストを「エネルギーも無線化」で解決 1mWの消費電力センサでも電池交換1回/1月必要

• マイクロ波(5.7GHz)給電で数m・多数の対象へ給電・電池交換不要化給電技術・標準化・法整備・低コスト化等多方面で検討・開発実施中

④ 無線給電技術（無線エネルギー伝送）

最適給電と既存無線との共存

時空間最適給電により40倍高速化

キャリアセンスによる既存無線機との共存

無線給電で電池交換不要に

工場・プラント等での給電も無線化

プロトタイプによる実証

LEDや鉄道模型を駆動可能

Youtubeで公開中 (東芝 & 無線給電)

「通信だけ無線化、、、電源はどうする？」とのご要求に対応。

5G→無線センサだらけ電池交換不要な無線給電技術







本日の内容


社会インフラの適用例：工場

工場の様々な製造装置／検査装置／ロボットを接続

各種センサAGV

工場にプライベートネットワークを構築

工機類、製造装置／検査装置の各センサ情報を収集、解析するサービス

安定性、低遅延を活かした制御

出典：ドイツテレコム

製造装置

検査装置

監視カメラ

各種アクチュエータ

各種センサ

ロボット

AGVモビリティ

https://www.telekom.com/en/company/details/5g-technology-in-campus-networks-556692

https://www.telekom.com/en/company/details/5g-technology-in-campus-networks-556692


社会インフラの適用例：ビル・施設

各種センサAGV

EXIT

EXIT

EXIT

EXIT

各種センサ

監視カメラ

各種ビル設備（電源、エレベータ、空調、照明など）

物理セキュリティ

建築・施工・点検

建築時支援、居住性／生産性向上、セキュリティ、

メンテナンスなど、多彩なアプリケーション

BEMS（エネルギー管理）


社会インフラの適用例：エネルギーインフラは分散型へ（分散電源）

これからの電力システム

PV

PV

PV

EV

EV

EV

PV

風力

クラウド監視・制御

蓄電池

蓄電池風力風力

PVバイオマス

地熱

水素

水素

蓄電池

バイオガス

PV

小型水力

PV:太陽光、EV:電気自動車

「地域創生、分散電源を束ねる技術革新」

→「エネルギー・アグリゲーション」が重要に

蓄電池

環境省会議資料：東京電力岡本浩様「低炭素化に向けた電力システムの方向性と課題」より

21© 20XX Toshiba XXX Corporation

Other

Domain

Common ServiceLogging

Platform

Operations

Master Data

Data lake

Data

Enterprise Service

Business

System ofsystems

Service

Intelligent Heuristic Engine

API & UI

Logic & Workflow

Statistics

Machine Learning

Optimization

Analytics

CRM, ERP, PLM & EAM

Monitoring & Diagnosis

Management

SoS API & Service

Orchestrator

Security Billing

Edge

Communication

Edge Analytics

Transformation

Sense

Control

Actuation

IoT BusService

Bus

東芝はCPS化に向け、社会インフラのクラウド化に取組中

© 2018 Toshiba Corporation 21

2018年11月22日技術戦略説明会資料抜粋東芝IoT参照アーキテクチャ

クラウド

サービス定義/他社連携

監視・制御・運用機器・コンポーネント

エッジ/フィジカル

サイバーフィジカルシステム


Other Domain

Common ServiceLogging

Platform

Operations

Master Data

Datalake

Data

Enterprise Service

Business

System ofsystems

Service

Intelligent Heuristic Engine

API & UI

Logic & Workflow

Statistics

Machine Learning

Optimization

Analytics

CRM, ERP, PLM & EAM

Monitoring & Diagnosis

Management

SoS API & Service

Orchestrator

Security Billing

Edge

Communication

Edge Analytics

Transformation

Sense

Control

Actuation

IoT BusService

Bus

2つのループとAs-a-Service

サービス(契約する)

制御(売る)

2018年11月22日技術戦略説明会資料抜粋


5Gは社会インフラを「ソフトウエアデファインド」に進化させる

ローカルを含め、全ての監視・制御はクラウドソフトウエアで行われる

ローカルコントローラ(HEMS)

太陽光蓄電池パワエレ機器（モータ、インバータ）

EV/充電器

クラウドクラウド

ローカル制御（マイクロサービス）

MEC

5G基地局

中央監視・制御

（マイクロサービス）

Big Data+AI

After 5G

ローカル

Before 5G



EV/充電器

ローカルAI

クラウドの役割が圧倒的に拡がる

ローカル5G


クラウド

ローカル制御（マイクロサービス）

MEC

5G基地局


（マイクロサービス）

Big Data+AI


EV/充電器

ローカルAI

しかし、社会インフラへの5G適用にあたり、様々な課題が存在

通信事業者、クラウド事業者、サービス事業者の皆さん。連携して解決していきたいと考えています！

MECにおけるクラウド基盤はどんなもの？

クラウド(中央)⇔MEC⇔機器

間でのリアルタイム性は？

MECの設置計画、設置スペックは？

中央とエッジ間のAIの連携方法は？

MEC/通信インフラに対する要求スペックは？

標準化が必要なのはどこ？

通信料金は？

実証実験が必要ではないか？


・これからの社会インフラは“Connected”が前提。→ そのインフラは、5Gをおいて他に考えられない

・5Gは「通信インフラ」の側面に加え、「クラウド環境をローカルにも提供するプラットフォーム」という、極めて重要な側面がある

・社会インフラ「サービス」を定義づけるのは、クラウド上の「ソフト」

・この「ソフト」の提供環境（MEC環境、エンド・エンド環境など）について、様々なレベルの情報提供／連携／PoCが必要。＋これは、特定のインフラ分野に限定されない＋通信事業者／クラウド事業者／サービス事業者／機器メーカーのそれぞれが、お互いの仕様を理解し、実証する必要

まとめとお願い：社会インフラから見た5G／ローカル5Gへの期待と課題

「ソフトウエア・デファインド・社会インフラ」に向けて

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