Sceyeの飛行するセルタワー、成層圏から日本へモバイル信号を送信

セルタワーのように機能する飛行船

軽航空機プラットフォームを開発する米国企業Sceyeは、無人飛行船が浮遊移動基地局として機能する太平洋横断実証実験を完了した。この機体は、日本国内の通常の未改造スマートフォンに直接ブロードバンドサービスを提供した。特別なハードウェアも衛星アンテナも不要で、標準的な携帯端末が、たまたま約10マイル上空に浮かんでいたタワーに接続しただけだった。

この技術はHAPS（高高度プラットフォームステーション）として知られるカテゴリーに属する。実際には、商用旅客機の飛行経路より上にある穏やかな大気層である成層圏に通信機器を設置することを意味する。丘の上に別の鉄塔を建てるのではなく、Sceyeのアプローチは鉄塔そのものを空に置き、そこに留めるというものだ。

ロズウェルから室戸岬へ、そして帰還

Service Test 1（ST1）と名付けられたこのミッションは、8月9日にニューメキシコ州ロズウェルからの打ち上げで始まった。飛行船が日本に到達するまでに13日を要し、演習全体を通じて約30,000キロメートル（約18,600マイル）を飛行した。日本領空内では1週間以上にわたり運用され、高度16.5～17キロメートル（約54,100～55,800フィート）を維持した。

距離よりも印象的だったのは精度かもしれない。機体は室戸岬沖の割り当て区域周辺で、最小5キロメートル（約3.1マイル）という厳しい位置保持半径を維持した。日本での任務後、飛行船は引き返し、9月4日に米国本土に再進入し、翌日ニューメキシコ州モリアーティにあるSceye本社近くに着陸した。この往復は、最終的には最小限の介入で長期間運用されなければならないプラットフォームにとって、工学実証であると同時に耐久試験でもあった。

端末を改造せずに接続

飛行船には、実際のセルタワーとして機能するペイロードであるSceyeCELLが搭載されていた。これは日本最大級の移動体通信事業者の一つであるSoftBank Corp.のコアネットワークに接続し、一切改造されていない端末にモバイルブロードバンドを配信した。Sceyeによると、SoftBankのチームはこのリンクを使ってメッセージ送信、通話、ウェブ閲覧、動画再生を屋内、屋外、木の下で行った。両社は、性能が地上基地局と同等であり、地上ネットワークとの干渉が低減されたと報告している。

Sceyeの最高技術責任者であるJohnny Truong氏は、この結果を、成層圏層が既存のモバイルネットワークを置き換えるのではなく拡張できる証拠だと述べた。この位置づけは重要だ。HAPSが既存のタワーを取って代わるという主張ではなく、地上インフラが故障した際に空白を埋め、容量を追加し、サービスを復旧できるという主張だからだ。

• 標準端末による音声通話とテキストメッセージ
• さまざまな屋外・屋内条件下でのウェブ閲覧と動画ストリーミング
• 飛行キャンペーンの一環としてテストされた災害警報システム
• ドローンとの通信リンク。層状の三次元ネットワーク計画を支援

ネットワークの頭脳を空に置く

両社はST1のもう一つの要素を世界初だと説明している。サーバーとモバイルネットワークコアの一部、つまり通話やデータを振り分けるルーティングシステムが飛行船自体に搭載された。通常、携帯電話のリクエストはタワーから遠隔サーバーへ送られてから応答が返る。このテストでは、飛行船が上空でルーティングを処理し、応答を直接返した。

その成果は遅延に表れた。平均応答時間は68ミリ秒で、両社によれば遠隔経路の場合より40パーセント以上低い。日常的なメッセージや閲覧では、その差は気づきにくいかもしれない。迅速な往復に依存するアプリケーション、つまりリアルタイム動画、遠隔制御、産業用テレメトリーでは重要になり得る。また、通信事業者が成層圏プラットフォームを単なるカバレッジ補完以上と見なし得る理由も示唆している。

動く標的へのレーザー

ST1は光リンクもテストした。地上レーザーは飛行船が移動する間、機体に取り付けられた反射器を追跡し、日本のチームはキャンペーン中に機体へレーザーパルスを照射した。地上と漂流するプラットフォーム間の光通信は技術的に難しく、ビームは数キロメートル先にあり決して完全には静止しない標的に固定され続けなければならない。実際の条件下で追跡と指向が機能することを実証することは、将来のミッションにおけるより高帯域のバックホールの前提条件である。

SoftBankのタイムラインと残された距離

両社によると、SoftBankは2027年開始予定で日本での商用サービスを視野に入れている。これは、これまでに1回の大規模計測キャンペーンで実証されただけの技術にとって野心的な期間だ。HAPSプラットフォームは最終的に、数か月間滞空できること、天候と成層圏の条件に耐えられること、通信事業者にとって合理的なコストで製造・運用できることを示さなければならない。

それでも、ST1の結果はこの概念につきまとってきた疑問のいくつかに答えている。飛行船は日本に到達し、自力で帰還した。数キロメートル以内で位置を保持した。商用事業者のコアネットワークを通じて通常の携帯電話にサービスを提供した。そのコアの一部を搭載し、その過程で遅延を削減した。そして、地上ネットワークが並行して運用され続ける中でそれを成し遂げた。

このモデルが維持されれば、成層圏はモバイルスタックのもう一つの層になり得る。タワーが非現実的または破壊された海洋、山岳、災害地域をカバーする層だ。今のところ、この飛行は概念実証として位置づけられる。海を渡り、日本の沖合に停まり、呼びかけた携帯電話に応答したセルタワーである。

This article is based on reporting by New Atlas. Read the original article.