�L中100mの�{(di┐o)�`を1Gbpsで通信可�Δ法�ALANコンソが実�xに成功
通信ネットワークを都�xや人間のいる��来の�J(r┬n)囲内だけにとどまらず、無人の�冀罎粡L�屐��L中、空間でも宇宙までへと拡�j(lu┛)していく様相を見せ始めた。携帯通信が5G時代から携帯電�BだけではなくIoTなどさまざまなモノがつながる時代になってきたからだ。その�kつ、�L中通信を確立しようとALANコンソーシアムが�L中で1Gbpsの無線通信を成功させた。
図1 水中通信の�W(w┌ng)��シーン 出�Z：ALANコンソーシアム
�L中、水中では電磁�Sは��(f┫)衰が��しく、ほとんど通らない。このため��音�Sを使って��(l━)水��との通信を行っていた。デジタル通信として��音�S通信でも1Mbpsのデータレート��度までは高�]転送できるレベルにまでやってきたが、それ以�屬旅��]データレートは今の所、��音�Sではメドが立っていない。そこで、光、それも�Eい光はかなりの�{(di┐o)�`まで届くと期待されており、ALAN（Aqua Local Area Network）コンソーシアムが2018�Qに立ち�屬�った（参考�@料1）。
�L中通信と言っても、��して研�|のための研�|ではない。NTT東日本やKDDI総合研�|所などの通信業�vに加え、五洋建設や東洋建設などの建設業�v、�p松フォトニクスや日亜化学工業などのデバイス業�v、日本アンテナや古野電機などの通信アンテナ業�vもALANコンソーシアムに加わっている。5Gから�H接��として携帯通信以外のIoTをはじめとしてさまざまな業�vが参加してきたが、実は6Gでは通信ネットワーク空間をもっと広げようという発�[がある。�L中通信はその�kつである。
港湾や�L中での建�]�颪�すでに設��されている。洋�嵒���発電所や�@源探�h、�L�f��田設�△覆負L中での設�△領�化�X��や港湾の�X況などの検�h、地震調�hなどのニーズもある。これまで�L中での通信が貧弱だったために��音�S通信以外の通信はほとんど�B踏み�X��だった。そこで実証実�xを行い、通信できることを��すため、ALANコンソーシアム内では��つのワーキンググループ（WG）が設立された；水中光無線通信WGと水中LiDAR WG、水中光無線給電WGである。
今�vの1Gbpsのデータレートは水中光無線通信WGの中の実�x例である。�E色レーザーを��いて、100mの�{(di┐o)�`を1Gbpsのデータレートで通信することに成功した（図2）。データレートを�屬欧襪燭畊盻侘�のマルチビームのレーザーを使い、データの��(f┫)少を抑えた。誤り�ﾙ��\術も使っている。発光だけではなく�p光�笋皀▲譽げ修砲茲��p光�Uを拡�j(lu┛)した。
図2 水中でのレーザー光による1Gbpsの実証実�x 出�Z：ALANコンソーシアム
実�xを行ったのは、レーザーを使った高�]���R機�_(d│)メーカーのトリマティス社と国立の�L洋研�|開発機構（JAMSTEC）。まず最初に、JAMSTEC内の水を張った�H�`的プール内で行った（図3）。�{(di┐o)�`を�Pばすためにミラーを数カ所設��し発光から�p光までの�{(di┐o)�`を最�j(lu┛)108m確保できるようにした。ここで1Gbpsの伝送実�xに成功し、さらに相模湾の水深1000mの�L中でも、2021�Q11月27~29日に渡り実�xを行い、�p信�{(di┐o)�`100mで1Gbpsの信��(gu┤)伝送を達成した。
図3 �L中でも1Gbpsのデータ伝送を100m通信できることを実証 出�Z：ALANコンソーシアム
トリマティスは、�L中での作業には単なるデータ通信だけではなく、光を使ったイメージング�\術であるLiDAR（Light Detection and Ranging）も使えるという実証実�xも進めている。LiDARは、�軍哀譟璽供爾鮖箸辰晋�パルスを発�o(j━)して����からの反�o(j━)光を検出し、�k定の光�]度から����までの�{(di┐o)�`を�Q出するToF（Time of Flight）�\術を使って、空間的にスキャンして奥行きを含めたイメージングを行う�\術である。暗闇でもイメージングできる。トリマティスは、2019�Qの初期モデルでは水圧に耐える容�_(d│)容量が14.5リットルで4000点/秒のスキャン�]度のLiDARを試作したが、22�Qに開発するモデルは、同容量6.6リットルと小型にし、さらにMEMSスキャン��(sh┫)式にして8万ポイント/秒のスキャン�]度を達成している。�{(di┐o)�`分解��5mmという新型LiDARモデルによる画�気牢屬發覆�発表するとしている。
LiDARと光無線�\術をセットにすれば、暗闇の深�Lに何があるかを見出すことができるため、�@源探�hや地震などによる�L�fの�n裂や、�L�fまで建設する構�]�颪領�化�X況などこれまで�Mしかった実�xを�}軽にできるようになる。ALANコンソーシアムは、ほとんど動かない�~線の水中ブイと、�O�y(t┓ng)に動ける水中ドローンを��いて、さまざまな検�hを行う�W(w┌ng)��シーンを�Wいている。�L中の構�]�颪療生，筺⇒椰�場の管理や監��、水��検�h、�u害調�hなど�L洋開発の新たな段階に�eち�屬欧襪海箸�できそうだ。
参考�@料
1. 「水中通信に�E色LEDやレーザーが浮�屐�LiDARで�L�f地形を�O動���Rに」、セミコンポータル (2019/03/14)
