Through Tak's Eyes

ここ数年、携帯電話において5Gという言葉が頻繁に聞かれるようになりました。これは第5世代（5^th Generation）の移動通信システムという意味で、3つの大きな特徴があります。第一に通信速度が極めて速い、つまり大容量のデータ通信が可能（最大20Gbps：現行4Gの約20倍）、第二に遅延が極めて小さい（1ms：同約1/10）、そして第三は基地局への同時接続数が大きい（約100万端末/km²：同約10倍）、というものです。今後5G普及によりさまざまな新たなサービスや事業が創出されると期待されています。同時に、5Gでは中国が先行しましたので、地政学的にも新たな摩擦が生まれています。

さて、我々が日常的に使用するスマートフォンですが、どのような仕組みとなっているのでしょうか？

当時の英国（大英帝国）は凄まじい国力を誇っていたとあらためて思い知らされます。
その後、各国で電信ケーブル網の設置が加速するとともに、20世紀初頭に無線通信が開発され急速に発展したことから、英国による情報通信独占時代は終わりました。同時に無線通信はケーブル通信を脅かす存在になっていきました。なお、日本初の海底ケーブルは1871年に敷設された長崎－上海および長崎－ウラジオストクであり、長崎市には「国際電信発祥の地」の碑があります。

■海底ケーブルの進化

通信の大容量化が要求され、また無線通信の不安定さもあり、1930年前後から同軸ケーブルを使用した通信システムが開発され、海底ケーブルが大きく進化し、復活が始まりました。1956年に初の大西洋横断電話ケーブルが敷設されて以降、英米を中心に海底同軸ケーブルが世界中に敷設され、ケーブルの進化とともにテレビ放送の伝送も可能となりました。

1970年台には光通信（光の点滅で01信号を通信するデジタル通信）が開発され、急速に高速化（大容量化）が行われました。1988年に大西洋、翌1989年に太平洋に最初の光海底ケーブルが敷設され、その後は凄まじい速度で世界中に大容量光海底ケーブルが敷設されることになりました。

このように光海底ケーブルは全世界に張り巡らされ、現在その総延長距離は約120万kmとなっています。これは地球を30周できる距離です。一方、光海底ケーブルは海底に敷設されますので、多くの技術課題を克服せねばなりません。数千mの深海底に敷設されることも多く、凄まじい水圧に耐えなければなりません。1cm²あたり数トンの圧力に耐えることが必要です。また、何らかの故障が発生しても簡単に修理することができませんので、光増幅器などの中継器も極めて高い信頼性が要求されます。

このような堅牢なケーブルの中心部には髪の毛ほどの太さの光ファイバーが数十本格納されています。各光ファイバーの中にはわずかずつ異なる波長（感覚的には異なる色：実際は赤外線）の光が個別に点滅し、波長ごとに膨大なデジタル信号が流れています（この技術を「高密度光波長多重」“DWDM: Dense Wavelength Division Multiplex” と言います）。やや、難しい説明になってきましたが、最新の光海底ケーブルの通信速度（容量）は、ファイバー1芯で18Tbpsつまり1秒間に18,000G（18兆）bpsという超高速となっています。インターネットサービスの急拡大により、光海底ケーブルは1990年代から急速に敷設されました。総務省資料によると、北太平洋ルートの通信容量は約890Tbpsにもなっており、世界における情報通信ネットワークの最大の動脈となっています。

光海底ケーブルにおける日本のポジション
上述のように光海底ケーブルは極めて高度な技術に基づいたシステムであり、極めて限られた企業でケーブル敷設を独占する形となっています。現状、米サブコム社、日本NECおよび仏アルカテル社の3社で9割以上のシェアを保有しています。

今回は光海底ケーブルの話題となりましたが、NTT等通信事業各社が更なる高速化と効率化に向けてさまざまな取り組みを行っています。基本は、我々ユーザーの使用する端末機器が、5Gさらには将来の6Gなどの無線通信で益々高速化しつつ、基地局以降は光ファイバーを使用した光通信という組み合わせで膨大な通信を支えることになります。NTTが提唱する「IOWN (Innovative Optical Wireless Network)」は正にその典型的なコンセプトとなります。未来が楽しみですね。