要約:
アメリカの高地プラットフォーム企業である Sceye は、最近画期的な通信テストを完了しました。無人高高度飛行船が米国ニューメキシコ州から出発し、太平洋を横断して日本に到着し、地上約16.5～17キロメートルの成層圏で一般のスマートフォンに移動体通信サービスを提供した。テスト中、ユーザーは携帯電話を変更したり特別なハードウェアをインストールしたりすることなく、地上1万メートルに位置するこの「航空基地局」を通じてテキストメッセージの送信、通話、インターネットへのアクセス、ビデオの視聴などが可能となる。
サービステスト 1 (ST1) と呼ばれるこのミッションは、8 月 9 日にニューメキシコ州ロズウェル付近から離陸しました。飛行船は 13 日後に日本に到着し、日本の領空で 7 日間以上飛行し、その後米国に戻りました。往復の行程は3万キロ近くに達した。 Sceye氏は、このミッションは同社がアジアに進出して実際の通信試験を行うのは初めてであり、高高度プラットフォームシステム（HAPS）の商用化を促進する重要なステップでもあると述べた。
Sceye は従来の意味での飛行機を使用せず、浮力を利用して離陸する無人飛行船を使用します。成層圏に設置された移動体通信基地局に相当するSceyeCELLと呼ばれる通信システムを搭載している。この飛行船は太陽エネルギーとバッテリーで駆動され、成層圏に長期間滞在でき、アンテナアレイを通じて地上までの制御可能な通信カバレッジエリアを形成します。
この日本でのテストでは、SceyeCELL は日本のソフトバンクの基幹モバイル通信ネットワークを通じて一般の携帯電話にサービスを提供しました。テスターは未改造の携帯電話を使用して、テキスト メッセージ、音声通話、インターネット アクセス、ビデオ再生を実行しました。テストシーンには屋外だけでなく、木の下や屋内環境も含まれていました。これは、端末機器の観点から見ると、ユーザーはいわゆる「衛星携帯電話」や追加の通信端末を購入する必要がないことを意味します。
Sceye 氏によると、テスト中、飛行船は高度 54,000 ～ 56,000 フィートに相当する約 16.5 ～ 17 キロメートルを飛行しました。これは、ほとんどの民間航空機の巡航高度よりもはるかに高いです。飛行船は、テスト中の最小滞在半径約 5 キロメートルの指定エリア内で比較的安定した位置を維持できます。
このテクノロジーは HAPS (High Altitude Platform System) と呼ばれます。従来の地上通信ネットワークと衛星通信の間に位置します。地上基地局には大容量、低遅延という利点がありますが、人口がまばらであったり、地形が複雑であったり、インフラ建設コストが高い地域では、多数の基地局を敷設するのは経済的ではありません。衛星は非常に広いエリアをカバーできますが、地上からは非常に遠いため、容量、遅延、端末の消費電力の点で制限があります。
Sceye は、成層圏の位置を利用して、これら 2 つの通信方法の間のギャップを埋めたいと考えています。同社は、完全に展開された Sceye HAPS プラットフォームは、約 500 の地上基地局に相当するエリアをカバーできると推定しています。しかし、Sceye氏は、この数字はネットワーク容量ではなくカバレージを表しており、飛行船が同時に500の基地局を収容できるというユーザー数として理解することもできないと強調した。実際のネットワーク容量は、利用可能なスペクトル、バックホール リンク、同時オンライン ユーザー数などの要因によって影響を受けます。
このテストでは、特に注目に値する技術的な詳細がもう 1 つあります。つまり、Sceye は通信アンテナを成層圏に送信しただけでなく、移動通信ネットワークとサーバーの「コア」の一部を飛行船に設置しました。
従来の通信方法では、通常、携帯電話のデータはワイヤレス ネットワークを通過し、地上ネットワークを介してリモートのデータ センターまたはインターネット サーバーに接続する必要があります。このテストでは、SceyeとSoftBankはサーバーと一部のコアモバイルネットワーク機能を飛行船上に直接展開し、データの一部を高高度プラットフォームで処理してユーザーの携帯電話に直接返すことができるようにした。
Sceye が発表したデータによると、このエッジ コンピューティング手法は 68 ミリ秒の平均応答時間を達成しています。リモートのインターネット インフラストラクチャを介した処理と比較して、遅延が 40% 以上削減されます。同社は、このアプローチが AI コンピューティング、リアルタイム通信、ドローンなどの将来のアプリケーションにとって特に価値があると考えています。
このミッションでは、災害警報通信とドローン通信機能もテストされました。 Sceye は、HAPS は従来のモバイル通信ネットワークを補完するだけでなく、地震、洪水、山火事、その他の災害により地上通信インフラに損害が生じた場合に、一時的な通信範囲を迅速に提供できると考えています。
従来の衛星と比較して、Sceye 氏は、HAPS が地上に近い「中間層」になることを期待しています。同社の長期的な目標は、地上基地局、成層圏プラットフォーム、衛星を使った三次元通信ネットワークを形成することだ。このアーキテクチャでは、地上ネットワークは主に人口密度の高い地域を担当し、HAPSは地上基地局の建設が困難だが利用者が多い地域を担当し、衛星は引き続き超長距離や超遠隔地をカバーする役割を担います。
この試験では、初めてレーザー通信関連の実験も行われました。日本のソフトバンク、一橋大学、日本の国立極地研究所が飛行船にレーザーパルスを発射した。飛行船には研究機関が設計した反射板が搭載されており、反射した光を地上に返し続けます。研究者らは、このデータを使用して、成層圏プラットフォームと衛星が将来どのように光リンクを介して接続される可能性があるかをさらに調査したいと考えています。
将来、HAPS がレーザーを介して衛星に接続できれば、衛星と成層圏プラットフォームの間でデータを高速に送信し、地上に近い飛行船から一般の携帯電話に直接送信できるようになります。 Sceye は、晴天時には高速データ伝送にレーザーを使用し、雲量などの気象条件が光通信に影響を与える場合には無線リンクに切り替えることを構想しています。
もちろん、HAPS 通信テクノロジーを開発している企業は Sceye だけではありません。エアバスの子会社であるアアルトは太陽光発電の高高度ドローン「ゼファー」を開発しており、エアロバイロンメントとソフトバンクも太陽光発電の全翼プラットフォーム「サングライダー」を開発しており、英国成層圏プラットフォームズは水素発電の高高度プラットフォームをテストしている。
Sceye が飛行船構造を使用する主な利点は、その耐荷重です。揚力を生成するために翼に依存する高高度ドローンと比較して、浮力飛行船は理論的にはより大きなアンテナアレイとより多くの通信機器を搭載できます。したがって、Sceyeは、高高度飛行船を、長期間滞在して広範囲をカバーできる通信インフラに構築したいと考えている。
現時点で、Sceye は最終的な商用サービスの具体的な料金、適用範囲、およびユーザー容量を発表しておらず、Starlink などの既存の衛星インターネット サービスとの完全なコスト比較も行っていません。ただし、ソフトバンクは、2027 年から日本で商用 HAPS サービスを段階的に推進したいと述べています。
その後の商用化が順調に進めば、将来、ユーザーは自分が地上基地局に接続されているのか、衛星に接続されているのか、成層圏飛行船に接続されているのかを知る必要がなくなるかもしれません。携帯電話は依然として通常のセルラー通信方式を使用しており、従来の基地局がカバーするのが難しい地域では、地上10キロメートル以上の無人飛行船が一時的または長期的な「航空基地局」になる可能性がある。
通信インフラの発展経路の観点から見ると、HAPS の本当の意義は、地上の基地局や衛星を置き換えることではなく、地上と宇宙の間に新しいネットワーク層を追加することです。遠隔地、海路、災害地、迅速な通信復旧が必要な地域などにおいては、成層圏に長時間滞在しながら一般の携帯電話に直接サービスを提供できるこの種の通信プラットフォームは、将来の非地上ネットワークの重要な部分となる可能性があります。
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