プライベートセルラー：なぜ・どのように・どこで・どの技術を選ぶべきかの実践ガイド
数十年にわたり、世界各地の多くの公益事業会社は、遠隔検針などの社内アプリケーションを支えるためにプライベートセルラーネットワークを所有してきました。現在では、製造業、物流企業、スポーツ施設、自治体、大学など、さまざまな組織でプライベートネットワークの採用が拡大しています。
当時も現在も、その主な理由は「所有」による制御性です。公共ネットワークの単なる利用者である場合と比べて、カバレッジ、サイバーセキュリティ、トラフィック優先制御、サービス品質（QoS）をより高いレベルで管理できます。また、従来のWi-Fiや銅線ネットワークを置き換える場合、プライベートセルラーはより高い柔軟性と機能性を提供します。
例えば、多くの製造業者は従来、工場内の固定およびモバイルIoTデバイス接続にWi-Fiを利用してきました。しかし、2021年のAnalysys Masonの調査では、製造業の76%がWi-Fiよりも高いセキュリティと信頼性を理由に、プライベート5Gへ移行する計画があると回答しています。
ネットワークアーキテクチャと導入オプション
企業は通常、自社のWi-Fi LANを所有・運用しています。その構成を理解すると、プライベートセルラーネットワークの主要コンポーネントも理解しやすくなります。
- セルラーネットワークの無線アクセスネットワーク（RAN）は、基地局（セルサイト）で構成されます。これはWi-Fiネットワークのアクセスポイントに相当します。
- コアネットワークは、パケットゲートウェイなどのノードで構成され、RANをインターネットや他のモバイルネットワークに接続します。これはWi-Fiネットワークのスイッチやルーターに相当します。
プライベートセルラーネットワークの導入方法には、主に3つの選択肢があります。
- 公衆通信事業者と同様に、コアネットワークとRANの両方を自社で構築・運用する（ただし地理的範囲はより限定的）。
- 通信事業者の公衆4Gまたは5Gネットワークの仮想プライベートスライスをリースする。企業はそのスライスを専有利用でき、他の顧客トラフィックと混在しません。ネットワーク構築・運用の負担を軽減しつつ、一定の自律性と制御を確保できます。
- ハイブリッド型。施設内では自社ネットワークを利用し、施設外では公衆ネットワークのプライベートスライスを利用します。例えば、物流企業のトラックやコンテナは倉庫や港では自社ネットワークを使用し、外部移動時は公衆ネットワークのプライベートスライスに切り替えます。
スペクトラムという選択肢
多くの企業がWi-Fiを利用する理由の一つは、スペクトラムが無償で利用できる点です。しかし、非ライセンス帯域は誰でも利用できるため、周囲のユーザーと周波数を共有する必要があります。
一方、プライベートセルラーは、通信事業者と同様にライセンス帯域を使用します。事業者はその利用権に多額の費用を支払っていますが、多くの国では企業や教育機関などが比較的低コスト、あるいは無償で利用できる制度もあります。例えば米国では、プライベートセルラーはCBRS（Citizens Broadband Radio Service）帯域を利用できます。
CBRSは3.5GHz帯に位置しており、これは重要なポイントです。一般に、周波数が高いほど利用可能な帯域幅は広くなりますが、伝搬距離は短くなります。そのため、CBRSのような高周波帯を使用する場合、より多くの基地局が必要になり、コストが増加します。
例えば、700MHz帯は港湾やキャンパスのような広範囲屋外カバレッジに適しています。一方、CBRS帯は工場などの屋内・小規模用途に適しています。
4G、5G、それとも6G？
利用する世代を選択する際も、スペクトラムは重要な要素です。5Gは4Gよりも多くの周波数帯をサポートしており、ミリ波（mmWave）帯ではギガビット級速度を実現できます。
4Gと5Gの選択では、デバイスコスト、遅延、標準化ロードマップなども重要な判断材料です。
6Gインフラおよびデバイスは、2030年頃まで商用化されないと予想されています。また、初期段階ではコストも高くなる可能性があります。
それでも、初期標準化作業からは、Industry 4.0などのビジネス用途においてプライベート6Gが有望であることが示唆されています。したがって、長期計画の観点からも、今からその動向を追跡しておく価値があります。