【世界初】北陸新幹線の時速240km走行列車と地上の間で、90GHz帯 1.5Gbpsデータ伝送に成功

2019.02.04

日立国際電気、鉄道総合技術研究所、情報通信研究機構は、時速約240kmで走行する列車と地上の間で、ミリ波(90GHz帯)無線通信システムを使い、毎秒1.5ギガビットのデータ伝送実験に世界で初めて成功した。

毎秒1.5ギガビットは、現行の高速鉄道で利用されている対列車通信システムの750倍。地上無線局をファイバ無線(RoF: Radio over Fiber)でネットワーク接続した点が特徴です。

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同伝送実験は、北陸新幹線(富山~金沢)の地上機器室に、中央制御装置、線路脇の約2kmの区間に地上無線局を4局、列車の後部運転席内に車上無線局を設置。

地上無線局は、光ファイバで中央制御装置に接続し、ファイバ無線ネットワークを介して列車を自動追尾。

必要最小限の電波放射で安定した高速通信を維持する機能をもっている。

この結果、時速約240kmで走行する列車と、地上に設置した中央制御装置間で毎秒1.5ギガビットの大容量データ通信が維持されることを実証した。

車内の高速ネット環境や防犯カメラデータ、軌道検測データなどに利用

同伝送実験は、総務省・電波資源拡大のための研究開発課題「ミリ波帯による高速移動用バックホール技術の研究開発」の成果を実証する取り組みの一環。

JR西日本の全面的な協力を得て実現。日立国際電気、鉄道総研、情報通信研究機構、海上・港湾・航空技術研究所 電子航法研究所との共同研究成果により実現した。

こうした伝送実験を行う背景には、スマートフォンやタブレット、インターネットの普及により、「いつでも、どこでも」高速のインターネット環境を利用したいという社会ニーズが増えていることがあげられる。

また、旅客サービス以外にも、走行車両内の防犯カメラ映像や、営業車による軌道検測などで必要とされる大容量データ伝送手段として、ミリ波帯通信技術への期待も高まっている。

半導体技術の進化で実現、国際標準化めざす

このミリ波帯は、利用可能な帯域幅が広く、毎秒ギガビット級の超高速無線通信を可能とするいっぽうで、その信号生成・増幅の困難さが課題だった。

近年の半導体技術の進歩で、ミリ波帯デバイスが実用の段階に入りつつある。ミリ波は、周波数の高い信号であるため伝搬減衰が大きく、中長距離の回線設計が困難だった。

また、モバイルネットワークを使用して新幹線などでの高速移動中においても通信環境を向上させようという取り組みもある。これは基地局を次々と切り替えていく操作(ハンドオーバー)が頻繁に必要とし、実効的な通信速度を確保するのが困難という課題があった。

今後は、今回の基本技術を確立したミリ波通信と、RoF技術を活用した高速鉄道システムに適した新しい無線通信システムを実用化するため、国際電気通信連合(ITU)で同実験に用いた周波数帯を含む、92.0-109.5GHzの鉄道無線応用に関する国際標準化活動を推進していく。

また、鉄道・航空など、インフラ向け電波システム海外展開の一環として、国内外の共同研究機関と協力し、積極的に展開していく構え。

TAGS JR西日本 テクノロジー 新幹線 日立


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