Starlinkが変えるKDDIの災害対策　基地局の小ささ＆軽さが機動的な対応を可能に

KDDIは3月2日、災害時の対策訓練を公開しました。通信が途絶したエリアを復旧する可搬型基地局の設置訓練や、自衛隊、消防局のレンジャー部隊、海上保安庁との連携など、幅広い訓練内容ですが、今年は特に衛星通信のStarlinkの活用によって、災害対策にひとつの革新が起きていたことが特徴的でした。

KDDIが、災害時の対策訓練を公開。小型軽量のStarlinkを用いた可搬型基地局の活用で、災害対策が革新的に進化していた

小型軽量で可搬性が高いStarlink、災害対策で存在感を高める

災害が発生した際、携帯の基地局やバックボーンとなる光回線などが破壊されたり、電力供給が断絶したりして、被災地エリアの通信が行えなくなることがあります。そうした際に、携帯キャリアは素早い復旧を目指します。

災害発生時の災害対策本部の様子をデモ。多摩と大阪の監視センターをつなぎ、さまざまな情報を収集して指示を下していきます

災害時には災害対策本部長として指揮を執るKDDI執行役員技術統括本部副統括本部長兼エンジニアリング推進本部長の山本和弘氏（中央）

今回の訓練では、首都直下型の大規模災害が発生したという形で、災害対策本部と現場のやりとりが公開されました。KDDIでは、一定規模の災害が発生すると、同社の新宿拠点において災害対策本部が立ち上がります。

首都直下型の場合、東京の多摩監視センターから大阪の監視センターに対して災害用伝言板の立ち上げやサイトへの情報掲載などを依頼。大阪監視センターはサービスを監視し、多摩では被災状況の確認というような役割分担を行います。

停波している基地局の状況も常に更新されていきます

もともと、同社では大阪監視センターは東京のバックアップという位置づけでしたが、2021年11月からはミラー化することで、東京と大阪の双方が同じ機能を担い、一方が機能不全に陥っても運用監視を継続できるようにしました。全体を統制する形の新宿の災害対策本部も、被災状況によっては大阪が担うこともできるとのことです。

災害発生後、同社では重要拠点をカバーする基地局に対して優先順位を設定して状況確認、復旧の手配なども行います。社内の車載基地局をリストアップして必要ならば全国から集約して早期の通信回復を目指します。

全国の基地局車などの情報をリストアップし、どこから派遣するかなども指示します

土砂災害が発生して孤立したエリアに対する復旧作業では、ドローンを用いて被害状況を確認。必要であれば陸上自衛隊に対して支援を要請し、可搬型基地局の持ち込みも図ります。

海岸沿いの被災地域に対しては、海底ケーブルの保守を行うケーブル保守船も活用。時期によっては海外に保守に出ていることもあるため、海上保安庁とも連携をして、船上に設置したLTE基地局によるエリア化や、可搬型基地局の搬送も協力してもらいます。

車載基地局や可搬型基地局で使われるのが衛星通信です。災害時は、基地局の倒壊、光ケーブルの寸断、電力不足などが原因で通信エリアが断絶します。本来の基地局が復旧するまでの間、衛星からの電波をバックホール回線として使ってエリア化することで、被災地の通信を回復させます。

KDDIでは、米Starlinkと提携しており、2023年春以降は車載型、可搬型のいずれにもStarlinkを順次導入します。Starlinkは約7kgと軽量で、アンテナの大きさも57.5cm×51.1cmで薄型サイズ。人が背負って搬送できるため、可搬型基地局としてすぐに移動して設置ができます。車載する場合も、基地局車の屋根に簡単に載せて稼働できます。

従来の可搬型のアンテナ。直径1.2m、重量は約50kgもあります

こちらはStarlinkのアンテナ。重量はわずか7kg

試しに、Starlinkを通信回線として利用したWi-Fiに接続してスピードテストをしてみました。「あまり速度は出ていない」との説明でしたが、衛星通信と考えると十分な速度

これまでKDDIは、船舶型基地局としてVSATアンテナを船舶に積載し、海上から電波を発射してエリア化する仕組みを構築していましたが、VSATアンテナは110cm、137kgと大型。クレーンでの搬入が必要だったので、船舶基地局もより気軽になります。

Starlinkによる携帯エリアの復旧で必要なのは、右のStarlinkアンテナ、中央の基地局、左の電源

さらに最大10kmほどもエリア化できるアンテナ。Starlinkのおかげで大幅に小型化

海上保安庁の巡視船からリュックに背負ってStarlinkアンテナを搬出できます

このサイズに収まるそうです

船舶型基地局としては、これだけのサイズ差があります

車載型基地局も小型化、軽1BOXタイプも登場

車載型基地局は車両自体の小型化も進み、新たに軽1BOXタイプも登場。サイズと容量、機動性でバランスの取れた1BOXタイプや、運転しやすいミニバンタイプとバリエーションも増えています。これがStarlinkになれば、より高速、大容量の通信ネットワークを構築できるようになります。

2006年は、8tトラックを使った大型の車載型基地局を用いていた

2016年には1BOXタイプへと小型化。2020年にはアンテナの稼働なども自動化して設置が容易になりました。「一番バランスがいい」そうです。ルーフには、従来のパラボラアンテナとStarlinkが設置されています

ミニバンタイプのハイブリッド車の車載型基地局も。これは他に比べて基地局としての容量が小さいそうです

軽1BOXタイプへとさらに小型化。アンテナは車外に設置するタイプなので、多少の手間はかかります

悪路でも走破できるオフロードバイク、4輪バギー、水陸両用車といった特殊車両も準備しています。現地の状況把握、機材運搬、被災地支援といった役割を担っており、すでに現場で活躍しているそうです

4輪バギー（前方）水陸両用車

水陸両用車の運転席

水陸両用車は、この特殊な形状のタイヤによって水中でも移動できるそうです

【動画】悪路でも走行できる水陸両用車。実際に乗ってみるとかなりの振動です

携帯が発する電波をキャッチして被災者の存在を確認するシステムも

Starlinkは被災者の通信環境だけでなく、通信途絶エリアの災害救助にも活用されます。Starlinkでエリアを構築してドローンを飛ばすことで、被災状況の確認や孤立エリアへの物資配送も行えるようになります。

実際に、埼玉県秩父市の災害でドローンによる配送が行われ、バックホール回線としてStarlinkが活用されました

ドローンの活用では、携帯電話電波捕捉システムによる救助活動支援の実用化を目指しています。これは、キャリアを問わず携帯電話が発する電波を捉えることで、被災者の存在を確認するというシステムです。まずはヘリで上空から電波をキャッチして、数百m単位のエリアに人（電波を発する携帯電話）があることを検出。

実際はヘリで大まかなエリアを見極め、そこにドローンを飛ばしてさらにエリアを絞り込みます

最後は人力でアンテナを使って電波を捕捉します

倒壊家屋があったため、横浜消防局レンジャー部隊の出番

人の生存を確認し、屋根にカッターで穴を空けて内部に侵入

無事に被災者を救出していました

そのエリアに対してより低空からドローンを使って電波を捕捉することでエリアを絞り込み、最後は人がそのエリアにアンテナを持って入り込み、さらに狭いエリアを同定することで、救助活動を円滑に行えるようにします。雪山のような過酷な山中でも飛行できるドローンを開発しています。

過酷な環境でも飛行できるよう開発されたドローン

人が持つ挟角のアンテナはこのぐらいのサイズ。長時間の操作にも耐えられるようにサポートベストも用意されています

どうしても入り込めないような場所であれば陸上自衛隊にも要請

バックホール回線にStarlinkを使って設置した基地局

ドローンでは、「3D点群データのリアルタイム伝送」の開発も行っています。ドローンで飛行しながら建造物や地形などの3Dデータを、無数の「点」でリアルタイムに再現する、いわゆる点描と同じ仕組みの技術ですが、送信するには広帯域が必要になるそうです。例えば、実際の試験では26Mbpsほどの帯域が必要だったとのことで、これを圧縮伝送することができれば、4Gクラスでもリアルタイムの送信が可能になります。

これを実現する圧縮技術G-PCC（Geometry-based Point Cloud Compression）が国際標準化されたばかりで、1.2Mbpsほどに圧縮できるようです。今後これを利用したソフトウェアなどが登場する見込みだとKDDIでは説明。これが実現すれば、ドローンで被災地の状況をリアルタイムに3Dで描画、送信できるようになりますそうで、2～3年をめどに実用化できるのではないか、としています。