南極域で初！ 昭和基地でローカル5G実証実験を実施

国立極地研究所とNECネッツエスアイは、昭和基地のスマート化を目指した産学連携共同研究として、南極域では世界初となるローカル5Gシステムの試験運用を開始しました。

                                                                   大学共同利用機関法人情報・システム研究機構 国立極地研究所
                                                                                                                NECネッツエスアイ株式会社

　大学共同利用機関法人情報・システム研究機構 国立極地研究所（所長 中村卓司、以下 極地研）とNECネッツエスアイ株式会社（本社：東京都文京区、代表取締役執行役員社長：牛島祐之、以下 NECネッツエスアイ）は、昭和基地のスマート化を目指した産学連携共同研究として、ローカル5Gを活用した移動無線通信システムの実証実験を開始しました。
　2021年12月に第63次南極地域観測隊（隊長：牛尾収輝、以下63次隊）が昭和基地に到着し、63次越冬隊の準備作業の一環としてローカル5G設備の設置作業を開始しました。2022年1月末までに設置準備がほぼ完了し、この度、2月の越冬開始にあわせて、南極域では世界初となるローカル5Gシステムの試験運用を開始しました。
　昭和基地では2004年にインテルサット衛星通信設備が設置されて以降、観測データの常時送信や、有線接続によるインターネット利用が可能となり、現在では基地主要部の屋内でWi-Fiも使えるようになっています。一方、屋外では、トランシーバーがほぼ唯一の通信手段となっていました。今回の実証実験期間中は、屋外でもスマートフォン端末等を用いたローカル5G通信が可能となります。
　極地研とNECネッツエスアイは2020年より、昭和基地のスマート化に向けた共同研究に取り組んでいます。本実証実験は、従来はトランシーバーを使った連絡手段に制限されていた昭和基地周辺の屋外通信環境を改善し、大容量・高速・広範囲のデータ通信環境を構築することで、動画や各種アプリケーションを活用した観測隊運営の効率化や観測隊員の安全性向上の実現を目指すものです。

＜昭和基地ローカル5G実証実験の概要＞
　ローカル5G基地局設備を昭和基地の基本観測棟屋上に設置し、昭和基地がある東オングル島および周辺の海氷上においてローカル5Gシステムによる実証実験を行います。
　図1は、基本観測棟に設置した基地局からの電波の到達想定範囲を示しています。越冬中の隊員が主に活動する昭和基地主要部と、北の浦を中心とする海氷上において、ローカル5Gの特徴である広帯域低遅延の回線を活かした映像中継や、基地設備の遠隔監視を実施し、隊員の安全を向上するとともに、作業負担の軽減をはかるための応用に向けた検討を行います。また、ローカル5Gで利用する4.8GHz帯電波が、昭和基地での観測に与える影響も評価します。

■実証実験期間：2021年12月～2023年1月（第63次南極地域観測隊夏期間～越冬期間）
■実証実験の位置づけ：
　昭和基地における電波伝搬や通信環境に関する実証を通じ、ドローンや自動運転などの活用を見据えた環境整備を行う。
■実験内容：
　・ローカル5G、自営BWA（※1）、sXGP（※2）システムの構築と電波伝搬試験
　・野外からの映像中継の試験
※1　自営BWA：特定エリアで使用する4Gの通信システム
※2　sXGP：自営通信用の4Gベースの通信システム
 

図1：昭和基地ローカル5G基地局の想定カバーエリア。昭和基地のある東オングル島ほぼ全域をカバーしている。


＜昭和基地ローカル5G基地局＞
　ローカル5G基地局は、昭和基地の基本観測棟屋上に設置しました。（図2）。ローカル5Gで使用する4.8GHz帯電波は直進性に優れるため、基地主要部の見通しの良い建屋に設置することで、基地の広い範囲でローカル5Gサービスが利用可能になるように設定されました。

               図2 左：基本観測棟（2021年7月撮影）。この棟の屋上に基地局のアンテナが設置された。
　               　右：基地局の設置状況（○で囲った部分）
 

                 図3：昭和基地の屋外でスマートフォンを操作しローカル5G通信を利用する観測隊員


＜昭和基地の情報通信基盤としてのローカル5Gネットワーク＞
　実証実験に使用する携帯端末は、ローカル5Gネットワークにより、屋外からの映像伝送をはじめとして、隊員間の情報通信端末として利用することができます。さらに昭和基地ネットワークおよび衛星通信回線を介してインターネットに接続することで、国内からの遠隔観測支援など、さまざまなサービスを利用することができるようになる予定です。

                                 図4：南極 昭和基地におけるローカル５G実証実験構成概念図


＜今後の展開＞
　今後、本実証実験の結果を基に、昭和基地における大容量・高速・広範囲のデータ通信環境を進化させ、先端技術を活用することで昭和基地のスマート化を推進していく予定です。それにより、基地設備の監視や遠隔制御をはじめ、隊員の安全確保、隊員間のコミュニケーション、観測機器の制御や新たな観測方法など、様々な面で南極観測の高度化を実現させていくものと期待されています。

 
＜実証実験分担者＞
　岡田雅樹（国立極地研究所情報基盤センター）
　樋口和生（国立極地研究所南極観測センター）
　釘光信一郎（NECネッツエスアイ株式会社）
　原薗俊一（NECネッツエスアイ株式会社）
　大石孟（NECネッツエスアイ株式会社）
　高山顕（NECネッツエスアイ株式会社）
　松尾守勝（NECネッツエスアイ株式会社）
　織田和彦（NECネッツエスアイ株式会社）

＜昭和基地作業担当者＞
　光野和剛（第63次南極地域観測隊 越冬隊員）