気象テレメータのシステム構築（当社の実績を鑑みて）
宮本敏則㈱小笠原計器製作所

１．気象観測設備と観測の対象利用効率の向上を目指して超高速化しており数メガ～気象テレメータシステムは、対象地域の要所で気象数十メガの通信速度が標準になっているが、これらの現象を測定する測定局と測定したデータを集約し、観通信回線は、サービス地域が人口集中地域に比例して測、監視、記録を行う観測局で構成されている。

普及が進んでいるため、過疎・僻地・山間部等への観気象現象の観測対象は、風向（16 方位）・風速（m/s）
・気温（℃）
・露点温度（℃）
・相対湿度（％）
・降水量（mm）
・感雨（有・無）・気圧（hPa）・日最高気温（℃）・日
2

測地点の設置を含む気象テレメータシステムの構築には検討を要する。
又、気象テレメータでは、前述のように１回の観測最大瞬間風速（m/s）・積雪（cm）・日射（ｗ /m ）・データ長が数百ビット以下のため高速通信回線を使用

日照時間（h）
・大気安定度計、酸性雨等を始めとして、しなくてもシステム構築に問題がないと考えられる。

多岐に渡っている。
測定局に設置の計測機器からは、一般的に直流の以上のことから、気象テレメータシステムの通信回線の選定条件とは、以下の通りと考えられる。

電流（４～ 20mA）や電圧（０～１V・０～５V）等、１．伝送速度は数キロビット以下で良い

アナログ出力と総称される電圧電流信号や雨量計に代

２．大災害時でも断線の可能性が少ない表される接点信号等が出力される。

３．通信の輻輳や災害によるサービス停止がない

観測局では、出力されたこれらの信号を目視するた

４．山間、僻地、過疎地域でもサービスが使用できるめの指示器や測定値を一括収集して演算処理や記録を

５．数平方キロ以上の広範な地域でシステム構築がで行ない上位システムへ観測データを提供する気象デー

きる

タロガー等が主要な装置となっている。

又、通信回線とは直接関係ないが、測定局の電源確保と停電時の対応の容易さも重要な条件と考えられ２．測定値の伝送とデータ長る。

気象テレメータシステムでは、測定局から観測局へ測定値を伝送する必要があり、各感部から出力された４～ 20mA や０～５V 等のアナログ信号は、数キロ以上の長距離の伝送が難しいため、13 ビット（分解能 8000）のデジタル信号に変換して伝送している。

４．主な通信回線の特徴
現在、気象テレメータシステムで使用することができる主な通信回線は、表１の通りと考えられる。
MCA 無線は、中継局を利用する広域通信の有料サービスで、過去の大災害時でも完全システムダウン

３．システム構築上の重要ポイント
近年の気象テレメータシステムは、気象観測だけでなく、その観測結果を利用して、河川氾濫、ゲリラ豪雨、通信の途絶を極力防止しているが、利用区域は人口集中地域に限定されている。

異常潮位等の災害対策に利用されるため、従来以上にデジタル簡易無線は、2010 年度に法制化された比きめ細かな測定地点の設置を要求されるようになって較的新しいサービスで、設備を自営で購入するため初いる。

期導入コストはかかるが、使用料は無料である。

このため気象テレメータシステムの構築にあたって

特定小電力無線は、データ伝送用として多くの実績は、災害発生時の通信回線の切断や通信の輻輳によるがある無線回線であるが、最大通信エリアが見通し距サービス停止、停電時の対策等を充分考慮したシステ

離で数最大１km 程度と限られるため、広域システムム構築を行う必要がある。の構築には中継局を複数設置する必要があり、システ

近年の通信回線は、FTTH や ADSL に代表される有線回線や LET や WiMAX に代表される無線回線等、20の事例はなく、通話制限時間や通話予約モードによりかんぎきょう

2012.7

ムが複雑になる。
無線 LAN も、特定小電力無線と同様、近年屋外でのされているため、現状では気象テレメータシ

表１（2012 年 5 月現在）
通信範囲
通信速度

ＭＣＡ無線

32kbps

ステム用として適していると考えられる。

利用料金

見通距離
親局
（不見通距離） 月額使用料
移動無線ｾﾝﾀｰ
ｻｰﾋﾞｽｴﾘｱ内

約￥2,000

子局
月額使用料

その他費用

約￥2,000

電波利用料￥250/ 年 /1 局デジタル簡易無線

4.8kbps

約 10km（約 3km）

なし

なし

電波利用料
￥450/ 年 /1 局

特定小電力
無線

4.8kbps

約１km（約 100m)

なし

なし

なし

無線ＬＡＮ

数 10Mbps

約 0.5km（約 10m）

なし

なし

なし

ＦＯＭＡ

下り 384kbps
上り 64kbps

DOCOMO
ｻｰﾋﾞｽｴﾘｱ内￥31,000￥2,900 ※ 4
ﾃﾞｰﾀﾌﾟﾗﾝＳ

なし

アナログ
専用線

3.4kbps

全国一円
一部自営工事要￥12,000
至近地・１対向なし

デジタル
専用線

64kbps

全国一円
一部自営工事要￥31,000
至近地・１対向なし

フレッツ光

下り 100Mbps
全国一円
上り 100Mbps 一部自営工事要￥5,250グループ
アクセス￥5,250グループ
アクセス

６．将来の新無線伝送回線について将来、気象テレメータ関連への適用が予測される無線通信回線については、アナログテレビのデジタル化に伴う空き周波数（一般的には、ホワイトスペースと呼称）の利用方法の中で、センサーネットワークとスーパーWiFi が挙げられる。
センサーネットワークシステムは、出力は現在の無線ＬＡＮと同等であるが、伝搬特性の優れた 750MHz 帯域を使用し、伝送速度を数 100kbps 程度に抑えることで通信エリアを広げたシステムで、実用化試験が終了し、直線距離で 1,960m の通信に成功、マルチホップ通信※ 5 とアドホックネットワーク※ 6 を技術基盤に、広域監視システムには最適な無線回線が 2013 年度には制度化（商品化）される。

なし

ス ー パ ー WiFi は、IEEE802.22 と し て 国
際標準化され、2012 年１月にアメリカでサービスが開始された。無線 LAN の本格的な屋設置事例が増えているが、直進性の高い周波数を使用し外使用を目的としており、日本版の規格も 2012 年６ているため、見通せない場所での通信エリアは極端に狭月に IEEE802.11af として標準化の計画である。

くなり、広域システムの構築には向いていない。
FOMA を始めとする携帯電話網は、大規模災害時のサービス停止等の事例が多く、災害時に常時監視が伝送速度は数 10Mbps で、通信距離は数キロ程度を想定しており、ここ数年以内での制度化が確実視されている。

必要な通信回線としては検討を要する。
その他の専用線や光回線は、回線敷設費用の負担※ 3や特に山間僻地や沿岸部観測局での物理的な回線切断の可能性があると考えられる。

７．おわりに近年の異常気象や大災害の影響から、地方自治体やライフライン関係の民間企業では、防災監視、災害予測のため、気象テレメータシステムの需要は年々高

５．最適通信回線とはまっている。

前頁に記載の通信回線の選定条件と表１の各種通信

従来、有線回線や高価な無線機器でシステムを構築

回線の特徴を勘案すると気象用テレメータシステムにしていた気象テレメータシステムは、汎用性のある安最適な通信回線は、MCA 無線、デジタル簡易無線で価な無線機器を使用し、自由に測定地点を設置できるあると考えられる。

災害に強い観測システムへと様変わりしてきている。

特に、デジタル簡易無線は、データ伝送用周波数が携帯電話の例を見るまでもなく、気象テレメータ分規定され、通話制限時間や無線の使用状況を検知する

野でも通信回線の無線化は、急速に進んでおり、今後キャリアセンス機能等、確実にデータ伝送を行う機能も次々と新しいデータ伝送用の無線サービスが登場すを搭載し、10km 以上の通信エリアの確保が可能で、る事から、そのいくつかを紹介した。

太陽電池対応の低省電力モードを搭載した機種も販売※ 3 有線回線の配線敷設は、公道面まで利用料金に含まれ、その敷設場所から使用装置までの配線費用は利用者の負担のため、測定局の設置場所次第では大きな費用負担と配線の保守メンテ業務が発生する。
※ 4 FOMA データ通信には、￥450 ／１台／月のサービスもあるが、測定局からの送信専用のため本表から除外した。

※ 5 マルチホップ通信とは、データ伝送端末が遠隔地にあり直接通信が不可能な状況で、途中に設置した複数の端末が次々にデータを中継することで広範囲の通信を可能にするデータ通信の方式※ 6 アドホックネットワークとは、複数の端末相互が接続して形成した通信路（ネットワーク）の事、基地局やアクセスポイント等の設備を使用しないため安価なネットワークが可能で、障害時には端末相互で通信路の自動修復が可能なため、災害に強い無線ネットワークと言われている。

かんぎきょう2012.721