号

No.

25

小特集 無線技術でスマートな社会を実現する

二〇一三年夏号／第二十五号︵第七巻第一号︶ 平成二十五年五月二十五日 印刷 平成二十五年六月一日 発行 発行者／蓑毛正洋
通信ソサイエティ 〒一〇五ー〇〇一一 東京都港区芝公園三ー五ー八 機械振興会館
ISSN 1884-4863

B plus電子情報通信学会通信ソサイエティマガジン 2013

B plus電子情報通信学会通信ソサイエティマガジン

発行所／一般社団法人 電子情報通信学会

定価 1,000 円（本体 952 円）

夏2013
Summer
No.25
小特集

夏

無線技術で

スマートな社会を実現する

アクティブな日本を実現する
ＩＣＴ戦略と電波利用の進展

子どもに教えたい
通信のしくみスマートグリッド
解説
I-Scover━ Linked Dataに基づく
電子情報通信学会文献検索システム━
ツールとしての英語講座（第2回）
電子メールの英語とマナー
解説
学生, 若手研究者向けの論文の書き方術━システム開発・ソフトウェア開発論文編━
若者よ！ 世界にでよう！ ドイツ日記
その7: ドイツで出産
報告
CQサマースクール開催報告━はじめてのOpenFlow━
開発物語
水素による光ファイバ損失増の発見と防止策の確立━ 最悪のシナリオを際どく回避━
解説：技術と制度のおはなし
東日本大震災における通信被害の状況と今後の対応
私の技術者歴平田康夫

ワイヤレス電力伝送技術が社会を変える
ワイヤレス電力伝送と電気自動車により実現される未来の交通社会
省資源・省エネに有用なワイヤレスハーネス技術
医療現場における無線通信の需要と実現の条件
Wi-Fiサービスの円滑な提供に向けた無線LANテスタの導入
安心・安全な通信ネットワークの早期復旧に向けた
災害対策指揮支援車の導入

25

The photograph,
Communication can be seen.

南極大型大気レーダー（PANSY）
佐藤亨（正員：フェロー）

南極昭和基地に大型大気レーダを建設するプロジェ

雪や厚い海氷による砕氷艦しらせの基地接岸断念をクト（代表：東京大学 佐藤薫教授）が 2000 年に乗り越えて，完成時の 1/5 規模での観測にこぎつスタートした．1,045 本の八木アンテナと E 級送けた．すでに南極域最大の大気レーダとなり，オゾ

受信モジュール群で構成されるアクティブフェーズ

ン層回復や温暖化気体の増加に伴う地球気候変動のドアレイを備え，地上 1.5 〜 600 km の大気の風速

機構解明などへの貢献が期待されている．

や電離圏諸量などを観測する．現地調査やシステム

撮影：第 53 次日本南極地域観測隊

開発を経て，2010 年に建設が開始された．昨年末に日本を出発した第 53 次観測隊は，過去最悪の積

伊藤

越冬隊員

礼 氏（三菱電機）

提供：国立極地研究所

写真を募集致します
マガジン編集委員会では，「通信がみえる一枚の写真」をテーマに写真（電子ファイル（jpeg）あるいはプリント），タイトル，~
説明文（約 300 字）を募集致します．詳細は，通信ソサイエティマガジン HP（http://www.ieice.org/ cs-edit/magazine/ieice/photo.html）を御参照下さい．
送り先：【郵 送】〒 105-0011 東京都港区芝公園 3-5-8 機械振興会館内 電子情報通信学会 通信ソサイエティマガジン担当【メール】b-plus@ieice.org までお送り下さい．

小 特 集 の 発 行 に あ たって

編集チームリーダ

泉田史Hisashi Izumita

無線技術でスマートな社会を実現する「今は昔……（今となっては昔の話ですが）」と，NTT 武蔵野 R&D センタ内にある「NTT 技術資料館」に足を運び，40 年前の実物を見ながら通信技術の変遷を振り返ってみました．1970 年代といえば高度成長時
代の真っ只中，約 6,400 万人の来場者があった日本万国博覧会（通称：大阪万博）はその時代の最先端技術を映し出す象徴的なイベントでした．その大阪万博の電気通信館には約 65 万人が訪れ，当時の最新技術を集めて実演した未来の電話「ワイヤレステレフォン」が人気だったそうです．モニタの結果では，「人差し指ではなく親指で押す傾向が強く」，のちの携帯電話開発にその知見が生かされました（http://www.hct.ecl.ntt.
co.jp/digitalarchives/03.html）．当時の通信技術を牽引していた研究者・技術者が，無線技術が溢れる今（2013年）の暮らしぶりを予測できていたかと，想い巡らすのも面白いものですね．
本誌前々号の B-Plus 23 号では，小特集「モバイル社会の未来」を紹介しています．今回は，通信用途に限定せず，社会を変革すると期待される無線技術に範囲を拡大し，「無線技術でスマートな社会を実現する」と題して，無線技術が将来の社会を変革していく様を想い描くことを企画しました．
さて，「スマートな社会を実現する」とは何のことでしょう？
「エコで，快適で，人が活力あふれる暮らしをしている社会」とでもいいましょうか．そんな社会を実現す
る ICT の中で，無線技術が中核的な役割を担っていることは確かでしょう．しかし，具体的なイメージはな
かなか表現し難いですね．これから想い描き，我々が実現していく社会なのですから，当然かもしれません．
そこで，現在，最先端の無線技術やその応用技術で御活躍の皆様に，それぞれの立場から「スマートな社会の将来像や核となる無線技術」を想い描いて執筆頂くこととしました．
本小特集では，まず，ICT を積極的に活用していく施策と無線技術の役割，位置付けを紹介します．次に，無線技術による電力伝送が将来の社会をどのように変えていくかを，未来の交通網等を例に想像してみたいと思います．更に，今現在考えられている具体的な実例に目を転じ，医療関連への応用，無線 LAN 使用上の対策，
災害対策時の無線技術について紹介します．
この小特集のタイトルに引かれて本誌を手に取って頂いた読者の皆様には，是非，お願いしたいことがあります．40 年後とはいいませんが，10 年後 20 年後，この記事を思い出して頂き，ここに描かれている内容が， 現在 （発刊時から見れば将来）を映し出しているか確かめて頂きたいのです．現代の若手研究者・開発者の方々が，本小特集記事にドライブされて，新技術を世に出し，社会（我々の暮らしぶり）を変えていることを期待します．
最後に，御執筆頂きました著者の皆様，査読・校閲で有益なコメントを頂きました皆様，小特集に御協力頂きました皆様に，この場を借りてお礼申し上げます．
小特集編集チーム

泉田 史

島田淳一

庄木裕樹

松田崇弘

村川一雄
ⓒ電子情報通信学会 2013

Contents

小特集

無線技術で
スマートな社会を
実現する
編集

001

巻頭言

006

解説

泉田 史

アクティブな日本を実現する
ＩＣＴ戦略と電波利用の進展
中村裕治／中里 学

013

解説

ワイヤレス電力伝送技術が社会を変える
庄木裕樹

019

解説論文

ワイヤレス電力伝送と電気自動車により実現される未来の交通社会
居村岳広／堀025
2013
Summer
No.25

夏

洋一

解説論文

省資源・省エネに有用なワイヤレスハーネス技術
伴 弘司／北沢祥一／小林 聖

033

解説

医療現場における無線通信の花田英輔
需要と実現の条件

038

解説

Wi-Fiサービスの円滑な提供に向けた無線LANテスタの導入

044

岡本 健／平澤徳仁／
伊藤秀紀／村川一雄
解説

安心・安全な通信ネットワークの早期復旧に向けた災害対策指揮支援車の導入
斎藤裕／黒川 学004

子どもに教えたい通信のしくみ

スマートグリッド

049

松岡茂登

解説

I-Scover― Linked Dataに基づく電子情報通信学会文献検索システム―西野文人

054 ツールとしての英語講座（第2回）
電子メールの英語とマナー

059

山崎克之

解説

学生, 若手研究者向けの論文の書き方術―システム開発・ソフトウェア開発論文編―

064

水野

若者よ！ 世界にでよう！ ドイツ日記
その7: ドイツで出産

066

修

山口敦史

報告

CQサマースクール開催報告 ―はじめてのOpenFlow―
中内清秀

072

開発物語

水素による光ファイバ損失増の発見と防止策の確立― 最悪のシナリオを際どく回避―

080

内田直也

解説：技術と制度のおはなし

東日本大震災における通信被害の状況と今後の対応

086

根本朋生

私の技術者歴仲間に恵まれ,多くの人々に支えられ

095

巻末言

平田康夫
通信

会長

笹瀬

個性溢れるリーダーを育てよう

巌

通信ソサイエティからのお知らせ

地デジアンテナ自作コンテスト審査結果発表

084

編集後記

096

B-plusに掲載された論文などの著作権は一般社団法人 電子情報通信学会に帰属します．

スマートグリッド
大阪大学サイバーメディアセンター

まえがき
最近，スマートグリッドという言
葉が，新聞やテレビなどのメディアでよく登場するようになりました．
ここでは，スマートグリッドの意味
や必要な技術について解説します．

スマートグリッドとは？
スマートグリッドとはいったい何なのでしょうか？ グリッドは，文字どおり格子のことですが，ここでは発電所と送電線を含めた電力のネットワーク（電力網）を指しています．つまり，スマートな（賢い）グリッド，その名のとおり賢い電力
網 の こ と で す． こ れまで，発電所（＝電力の供給者）で発生された電力（発電）は，変電所を経由して（送電），各家庭や工場（＝電力の需要者）に配られます（配電）．需要者は，コンセントに電気機器を接続するだけで，電力は一方向に流れます（図 1（a））．
ところが，最近，各家庭や工場などに，太陽光発電や燃料電池，ある
いは風力発電などのエネルギー機器（自然界から得られるエネルギーである 再生可能エネルギー を用いた分散発電機器ともいいます），若しくは電気自動車（EV）や蓄電池などの電力を蓄積する機器が設置されるようになってきました（図 2）．
すると，これまで電力を使うだけの家庭や地域から，太陽光発電などで発電された余った電力（余剰電力）を電力網に逆に流せるようになりま
す．電力が不足する地域や家庭に電力を融通することもできるようにな
ります．つまり，これまで供給者から需要者へ一方向にしか流れなかった電力が電力網を通じて双方向に流れるようになってきます（図 1（b），
4

通信ソサイエティマガジン No.25 夏号 2013（c））．そのためには，電力をやり取りするための制御信号や情報もやり取りしなければなりません．このように，電力も情報も双方向でやり取りされること，これがスマートグ
リッドの基本的な構成です．別の言い方をすれば，スマートグリッドとは電力の双方向のやり取りを ICT（情報通信技術）で制御する，社会の仕組み（システム）なのです．
また，スマートグリッドとは，もともと発電・送電の大規模な電力網を指していたのですが，町や村などの地域社会の電力網を対象としたマイクログリッドや，工場や家庭の中などでの電力線を対象としたプライ
ベートグリッドも含めて議論がなさ

図１

図２

松岡茂登 Morito Matsuoka

れています（図 3）．

なぜ必要なの？
スマートグリッドには，大きく三つのことが期待されています．
① 発電による地球温暖化ガス（二酸化炭素）の排出を抑えること② 災害時や電力が不足する際にも電力を安定に供給すること③ 低コスト（経済性）
石油や天然ガスなどの化石燃料を使用すると，地球温暖化の原因の一つとされている二酸化炭素ガスの排出が問題になります．このため，大規模太陽光発電設備（メガソーラ）や風力発電などの再生可能エネル

電力網の進展

家庭での電力の使用パターン例ⓒ電子情報通信学会 2013

ギーの利用が始まっています．ただ，再生可能エネルギーは天候に大きく影響を受け安定しません．そのため，
スマートグリッドでは，再生可能エ
ネルギーの発電状態に応じて電力会
社の電力の使用を調整するとともに，どのエネルギー機器からの電力を使えば最も効率が良くコストが低くなるのか，地域単位で最適になるように制御します．あるいは，どの地域から電力を相互に融通すればよいのか，最適な電力の流れを制御します．
2011 年 3 月 11 日，不幸にも東
日本大震災（東北地方太平洋沖地
震 ） に 見 舞 わ れ て し ま い ま し た．
その際にも，いかに電力を供給す
るのかが大きな課題になりました．
電力会社の電力だけに依存していたため，停電により工場や事業所，
あるいは家庭での人々の活動ができなくなってしまいました．スマー
トグリッドでは，メガソーラなどを利用することにより，一部の電力機器に故障や災害にあった場合
や，電力の需要のピークで電力が不足する場合でも，ほかの電力機器から融通できる頑強な電力網を実現することができます．
工場や家庭においても同様です．
図 2 に示したとおり，太陽光発電
設備や燃料電池，あるいは蓄電池が普及すると，太陽電池が発電するときには，電力会社からの電力使用を少なくし，余った電力は蓄電池に貯めておきます．夜になると蓄電池の電力を使うことができます．電力会
社や隣の家庭にも貯めた電力を融通することも可能になります．
現時点では，電力の融通に必要なエネルギー機器（太陽光発電設備，燃料電池，蓄電池）の価格がまだ高いのですが，その価格が下がれば普及するようになります．
このように，スマートグリッドとは，工場や家庭（プライベートグリッ
ド），地域（マイクログリッド）を含めて，二酸化炭素の排出が低く，安定に電力が供給できる経済的な電力網なのです．

どのような技術が必要とされているの？
スマートグリッドでは，各家庭におかれたスマートメータ（電力の情報を送信，制御するためのメータ）などからの大量の情報をネットワー
クを通じて収集し，その情報を処理し，処理した情報に基づいていろいろなエネルギー機器を制御します．
このため，太陽光発電設備や蓄電池などの「エネルギー機器技術」だけ
でなく，それらを制御する「エネルギーネットワーク技術」や大規模なトラヒック（通信される情報の流れ）の制御や大規模なデータ処理などの「通信ネットワーク・情報処理技術」
が必要となります（図 3 を見ながらイメージしてみてください）．
以下に，スマートグリッドを実現するために必要な代表的な技術を紹介します．
a. 発電・蓄電のためのエネルギー機器技術
スマートグリッドが普及するための条件は，低コストであることです．
そのために，スマートグリッドを構築するのに最もコストがかかる太陽光発電設備や燃料電池，あるいは蓄電池などのエネルギー機器を低コスト化することが必要です．
b. エネルギーネットワーク技術
発電コストや二酸化炭素の発生を最低にできるように，再生可能エネ
ルギー機器で発生させた電力をいつ使うか，いつ蓄電するのかを制御する必要があります．そのために，離れた地点にある種々のエネルギー機
器を最適に組み合わせて制御するための手順やスケジューリング技術が必要です．
c. 電力の情報や各機器を収集・制御するための通信ネットワーク・
情報処理技術スマートグリッドにおいては，映像などのように大きなデータ（ストリーム）が一度にネットワークに流れるのではなく，一つ一つのデータ（パケット）のサイズは小さいのですが，各家庭におかれたスマート
メータなどによって集められた大量のデータがネットワークを流れるのが特徴です．現在のネットワークや情報処理技術は，大量の小さなデー
タを一度に処理するのは得意ではありません．そうした大量の小さな情報を安定に遅延なく通信・処理するための技術が必要となっています．
更に，いろいろな種類のエネル
ギー機器や通信機器が接続されますので，それらが相互に通信できることが重要です．そのためには，接続される機器同士の通信のプロトコル（通信手順，通信文法）を揃える必要があります．電力情報や課金情報などのプライバシーを保護しつつ安全にやり取りし，またネットワークに接続された機器を種々の攻撃から守るセキュリティ技術も必要となっ
ています．

むすび

図３

スマートグリッドの構成

今後，災害時にも電力が安定に供給されること，再生可能エネルギーの利用，あるいは，より低コストで電力が使えることがますます求められる社会になっていきます．家庭，
工場，地域の全ての電力網がスマー
トグリッドになり，相互にエネル
ギーを融通し合う新しいエネルギーシステムができるのです．このように，スマートグリッドの役割はます
ます重要に，かつ私たちの生活に身近な存在になってくるでしょう．
子どもに教えたい通信のしくみ スマートグリッド

5

解

説

アクティブな日本を実現する
ICT戦略と電波利用の進展
中村裕治
中里 学

1 はじめにYuji Nakamura

総務省情報通信国際戦略局

Gaku Nakazato

総務省総合通信基盤局

国内産業空洞化により税収が減少する一方で，高齢者増加により社会保障費は増加することが予想されており，社会経済のあらゆる場面において，知識や情報の流

財政赤字額の大幅な増加が懸念されます．政府が歳出削

通・共有・活用・蓄積が新たな価値を生み出す「知識情減や税制改革を進める過程で国民の負担が増える可能性

報社会」の構築がグローバルに進展しつつある中，総務も否定できません．そのほかには，エネルギー問題への省は 2020 年頃を視野に入れて，今後，政府が重点的に対応も重要な課題の一つです．東日本大震災の影響に取り組むべき情報通信政策の方向性を示す「知識情報社

よって電力不足の問題が発生する一方で，世界における会の実現に向けた情報通信政策の在り方」について，情エネルギー需要は 2007 年から 2030 年までで 1.4 倍に

報通信審議会に諮問（平成 23 年 2 月 10 日付け諮問第なると予想されています（3）．エネルギー供給に必要な資17 号）しました．これに対して，技術とビジネスの総源の枯渇・不足が懸念される中で，省エネルギー化を進合的な観点から検討が重ねられ，平成 24 年 7 月，総務

めるとともに地球温暖化対策などの地球環境との共生も（1）

省は情報通信審議会から答申を受けました ．

考えていかなければなりません．
ICT

本稿では，答申で示されている「Active Japan 」

また，経済面でも我が国は非常に厳しい状況に置かれ戦略及び，その一部である「アクティブコミュニケーショています．我が国は高度経済成長期の 1968 年に西ドイン戦略」と関わりの深い電波の利用の進展について紹介

ツ（当時）を GDP で抜いて以来 40 年以上にわたってします．

世 界 第 2 位 の 経 済 大 国 の 座 を 維 持 し て き ま し た が，2010 年に急速に経済成長し続けている中国に抜かれ世

2「Active JapanICT」戦略（1）現状認識，最近の動向

争力についても WEF（世界経済フォーラム）のランキ
ングで 18 位であり，シンガポール（2 位），
台湾（11 位），
韓国（12 位）と比べて低い順位になっている上，過去

我が国は少子高齢化やエネルギー問題をはじめとす

10 年間の推移をみても 20 位前後で低迷し続けている

る多くの社会的課題を抱えていますが，それらの多くは状況です（5）．それから，世界市場における日本の ICT

解決されないまま山積しており，将来を考えると危機的機器のシェアも低下しています．例えば，
携帯電話，
ノー

な状況です．中でも少子高齢化はとりわけ深刻な問題とト PC，テレビの輸出額は僅少で，その上低落傾向にあなっています．高齢化率は 23％を超え世界で最も高いります．世界的にスマートフォン市場が急成長する中，水準となっている上，出生率が低いことから今後も若年各地域で米国や中国，韓国，台湾系の企業が大きく成長

人口及び生産年齢人口が減少し続けることが予想されてしている一方で，我が国の企業はそれらの企業に圧倒さおり，2030 年には高齢化率が約 30％まで増加するとれています（6）．

推計されています（2）．生産年齢人口が減少すると労働力を国内で調達することが難しくなるため，不足を補うた

6

界第 3 位に転落しました（4）．ICT 分野における国際競（2）今後の ICT 政策の基本理念

めに生産拠点を海外に移転する企業が増えて，結果としこれまでの ICT 分野では，ネットワークの高速化 /て国内産業の空洞化につながります．財政の観点からも大容量化や端末機器の高度化，アプリケーション・サー

通信ソサイエティマガジン No.25 夏号 2013

ⓒ電子情報通信学会 2013

小特集

無線技術でスマートな社会を実現する

ビス開発などをそれぞれ独立して進めたり，サービス化

答申において示されたのが「Active JapanICT」戦略です．

する段階になってから社会への適用について検討を行っ

当該戦略の検討にあたり，早急に解決するべき五つの重たりする傾向がありました．日本は世界最高水準のイン点領域が抽出され（8），それらの重点領域に対応する方策

フラが整備されているにもかかわらず，国内のみで ICTが五つの個別戦略（図 1）として示されました（9）．本項

サービスが進化する「ガラパゴス化」の状態になり，アでは個別戦略それぞれの概要を説明します．

プリケーションやサービスの分野では海外勢が躍進しま

一つめはアクティブで快適な暮らしの実現を図る「アした．こうした状況を生み出した原因は「利用者起点」

クティブライフ戦略」です．世界的に高齢化が進展し，と「グローバル」という視点の欠如にあると考えられま

特に日本の高齢化率は 2030 年に 30％に達することかす．
「利用者起点」については，インフラや端末の高度

ら，高齢者でも住みやすい安心・安全な社会構築が必要

化とサービス提供を切り離して考えるのではなく，利用です．そこで，高齢者等でも気軽に安心して高度な ICT

者を意識しつつインフラとサービスを一体的に捉えてを利活用し，いつでもどこでも気軽に行けるモビリティ

ICT の実社会への具体的な適用方法を検討することが重の確保等により，雇用確保，絆の強化等を実現するとと要です．
「グローバル」については，先行するグローバ

もに，全てのサービスがワンアクションで利用できる環

ル動向に追随するような受け身のグローバル展開から研境を実現します．

究開発等の海外戦略を当初から推進する積極的なグロー

二つめはビッグデータの利活用による社会・経済成長

バル展開に転換する必要があります．これからの ICTの実現を図る「アクティブデータ戦略」です．昨今，急は単なる研究開発で終わるのではなく，これらの視点を速なインターネットの進展等により，インターネットト

踏まえて社会実装に結びつけていくことが重要です．

ラヒックが増え続けていることに加え，あらゆる場所へ

我が国は数多くの深刻な社会的・経済的な課題を抱えのセンサの設置や M2M（Machine-to-Machine）の拡ている言わば「崖っぷち」の状況ですが，同様の問題は大などが期待されており，流通するデータ量も爆発的に将来的にアジアをはじめとする多くの諸外国でも発生す増大していくと見込まれています．
こうした機会を捉え，ることが予想されています．我が国としてはこの状況を多種多量のデータを通信の秘密や個人情報等に配慮しつ好機と捉え，ICT を活用した課題解決モデルを構築し，つ，リアルタイムに収集・伝送・解析等利活用して諸課

海外に向けて展開することで国際競争力強化を図ってい題の解決に寄与するとともに，数十兆円規模の新たなくことが重要です．また，増え続ける情報資源をビジネ

データ利活用ビジネス・市場を創出し，ユーザに合わせスなどで活用していける情報通信産業を構築していくこ

た最適なサービス提供が可能な基盤を構築します．

とが求められています．このような考え方の下，答申で三つめはリッチコンテンツの享受を図る「リッチコン

は，ICT の分野において利用者起点でのインフラとサー

テンツ戦略」です．スマートテレビ本体，有料 VOD

ビスの一体的な社会実装，グローバル化を積極的に行う（Video on Demand）ともに将来的な市場規模予測はことが重要とされ，情報資源を利活用した国際競争力あ

右肩上がりとなっており，日本発のスマートテレビに

ICTるアクティブな日本（「Active Japan 」）実現の必要（7）

メーカーも次期製品として期待をかけています．また，性が示されました ．なお，
「Active」は，現在の我が日本の映像技術力等を活かした高精細，高臨場感な次世国が抱える閉塞感を打破し，日本を元気にしていく意味

代のテレビ，
サービスによる国際競争力向上も必要です．

において有効であるとの共通認識に基づいて考え出され家庭やオフィスの様々なデバイスが連携し，いつでもどICTたキーワードです．
「Active Japan 」は数学的にも英

こでも誰でもが好きな端末で，リッチコンテンツ / アプ

語的にも存在しない表現ですが，ICT によって社会や個

リケーションを制作・利活用できる，グローバルなコン

人を活性化することで，何層倍もの力を発揮する日本をテンツ流通による映像新ビジネスが創出される環境作り

実現し，危機的な我が国の状況を抜け出して，日本を元を目指します．

気にする必要があるとの思いが込められています．

四つめは堅牢・柔軟な ICT インフラの構築を図る「アクティブコミュニケーション戦略」です．平時は消費電（3）戦略概要

力削減などに寄与し，震災直後の停電や輻輳等にも柔軟
ICT①「Active Japan」実現に向けた五つの戦略に対応する震災に強い通信インフラ・サービスが求めら我が国が様々な課題を解決し「崖っぷち」から脱出す

れています．日本の強みであるワイヤレス技術等を活かるために，上記の基本理念に基づいて，「知識情報社会」

した，災害時でも途切れることない，復活しやすい最適の実現に向けた情報通信政策における総合戦略として，なコミュニケーションは ICT が最も重視すべき点であ
解説

アクティブな日本を実現する ICT 戦略と電波利用の進展

7

解 説

Technology Reviews and Reports

図 1 「Active JapanICT」実現に向けた五つの戦略

ることを念頭におき，TPO やメディアを気にせずに自進するための ICT 展開スキームの創設が必要であると由にコミュニケーション可能で，災害時でも壊れない /述べられています（10）．同スキームはグローバルな制度

復活しやすい，有線無線一体の世界最先端のブロードバ

間競争 / 協調を念頭に置き，関連する規制・習慣・社会

ンド環境を実現します．

的制度等への対応や配慮も含めて検討され，図 2 に示

五つめは世界最高水準のセキュリティの実現を図る「安心・安全 / 高信頼 ICT 戦略」です．今後，通信におぞれの方策が示された背景を説明します．

ける情報漏洩，サイバー攻撃，スパム，フィッシング，● ICT 総合戦略の効果的実施に向けた推進体制の整備

クラッキング等ネットワークセキュリティ上の脅威がま戦略の実行過程について，従来は各府省における政策

すます増大することから，安全でセキュアな情報へのア

評価の実施や政策評価結果の予算要求等への反映などをクセス提供に対し大きな付加価値が生まれることになり担うために評価委員会等が設けられ，施策の評価を行っます．そうした状況を踏まえ，
本戦略は新たな技術・サーてきました．しかし，「Active JapanICT」戦略の推進に

ビスに適応し，サイバー攻撃等にも影響を受けない，誰当たっては，こうした個々の施策の評価視点に加えて，もが安心・安全に社会 / 経済活動を営める世界最高水準

重点領域間や技術開発と社会実装の連動の視点が重要にの利用環境及びサイバーセキュリティ環境の実現を目指なります．そのため，課題や分野間の連携の状況を Plan

します．

（計画）
，Do（実施），Check（効果測定），Action（改善）ICT②「Active Japan」実現に向けた五つの Howという観点で管理する PDCA サイクルを運用しながら全戦略自体と同様に大切なのは戦略が絵に描いた餅に体の方向付けを行う新しい体制を整備し，ICT の社会へならないように着実に実行することであり，そのためにの実装を効果的に推進することが答申で提言されました．

は戦略を展開するための仕組み作りが必要になってきま● イノベーションを創出する総合的な ICT 政策の展開

ICT

8

す五つの展開方策で構成されています．ここでは，それす．
「Active Japan 」戦略においては，ICT の社会実

研究開発公募においては，従来，国が研究開発内容や装によって，社会課題の解決や新産業創出といったイノ

スケジュールの詳細をあらかじめ設定し，それに合わせベーション創出を目指すという観点で，五つの個別戦略て事業者等から提案を受け付ける形式になっていましを有機的に連携させ，総合的なパッケージ政策として推た．しかし，そうしたやり方では急激に変化する ICT

通信ソサイエティマガジン No.25 夏号 2013

小特集

無線技術でスマートな社会を実現する

図 2 「Active JapanICT」実現に向けた五つの How

環境や技術に柔軟に対応することが困難で，イノベー方策は検討されました．人材の多様性や流動性を重視しションが創出され辛いという問題がありました．今後はつつ，グローバルな観点でリーダーシップを持って技術競争的研究資金による研究開発を強化し，選考担当者をとビジネスを統合する役割を担う人材育成や，優秀な人

アカデミアや産業界等の先鋭的な知識を有する第一人者

材やアイデアができるだけ埋没しないよう，ビジネス

個人に委ねる等，
具体的施策を実践し，自由な発想を持っチャンス等の機会が得られやすい環境整備を図るべきとた新たなプレイヤーが積極的に参画できる仕組みの整備されました．

を行うことが重要であると示されました．

● グローバル展開方策● 技術開発・社会実装と連動した新たな ICT プロジェ

日本企業はグローバル展開を行う過程において，国内クトの推進で事業化を行い一定の成果を出した後での海外展開戦略

研究開発を行った際に，迅速に事業化に結びつけられを検討・実行するという方法を多く採用してきた結果，ない状況が長く続いたことが国際競争力の低下を引き起

ガラパゴス化を引き起こし，変化が速いグローバル競争

こしたという反省から，この方策は検討されました．前から乗り遅れました．こうした過去の経験を踏まえ，多出の推進体制によるプロジェクトの選択と集中，研究開様化するグローバルな経済圏への対応を適切かつ迅速に発の評価基準において「社会展開・社会実装性」に対す行う必要があることから，本方策を羅針盤として，ターる相応の重み付け等を行うことで研究開発と社会実装のゲットとする国・地域毎の戦略検討や，グローバル化を結び付きを一層強化したプロジェクトを推進していくこ

当初から見据えた研究開発の展開，国際共同実証の実施との重要性が答申で述べられました．

等，官民一体で我が国の ICT システムを海外展開する● アクティブ・グローバル型人材育成

ことが強調されました．

目まぐるしく変化するグローバル動向を的確に把握

今回の「Active JapanICT」戦略の検討に当たっては，し，我が国の国際競争力を向上させるためには，技術開2020 年頃の目指すべき姿を念頭において議論が行われ発の成果を迅速にビジネスモデルの確立につなげたり，ました．そして，危機的な現状から脱するためには「利積極的に海外市場への進出を図ったりすることができ用者起点」と「グローバル」の視点が重要との認識が強る，総合的な視点を持つ人材が必要という考えからこのく共有され，その共通認識に基づき，五つの具体的戦略
解説

アクティブな日本を実現する ICT 戦略と電波利用の進展

9

解 説

Technology Reviews and Reportsと推進に向けての考え方が打ち出されました．総務省と体が，成長・発展する方向性です．つまり，ネットワー

しては，こうした理念，戦略，推進方策をしっかりと受クが，多種多様な端末を介して現実世界に浸透し，サー

け止め，ICT によって個人・社会が活性化され，何層倍ビスを提供するというものです．

もの力を発揮する日本を実現したいと考えています．

3 電波利用の将来イメージ

2010 年代に電波利用によって実現されるであろう象徴的な事例を，「なくなる」という観点から次のとおり
紹介しています．

（1）電波利用分野の進展① 通信エリア外がなくなる：ワイヤレス通信環境の次に，本小特集「無線技術でスマートな社会を実現する」と密接に関係する電波利用の動向について紹介しま

整備により，屋内・屋外，中山間地域等を問わず「通信エリア外がなくなる」．

す．電波は電磁波の一種で，「見えない」，「光速で飛ぶ」，② リビングから配線がなくなる：コードのない家電「直進・反射・回折する」，「干渉する（強め合う，弱めやボタン形無線機を貼るだけでネットワークに繋合う）」という物理的特徴を持つものです．このため，がる家電，ワイヤレス電源供給によって，「リビン

音声などの情報を伝達するなどの便利な利用が可能とな

グから配線がなくなる」．

りますが，利用者が勝手に使い始めると混乱するため，③ 振り込め詐欺がなくなる：高齢者が ATM に近付

国際的にも国内的にも一定のルールの下で利用されていくと，親しい身内の人に状況を知らせてくれるたます．

め，「振り込め詐欺がなくなる」．

小難しい話はさておき，今後の電波利用がどのように④ 交通事故がなくなる：ぶつからない車や対向車かなるのか，それによって世の中がどう変わるのかについらの情報の事前入手等による余裕を持った運転に（11）て，約 3 年前に総務省が開催した研究会の報告書

かよって，「交通事故がなくなる」．

ら，幾つか取り上げたいと思います（2010 年代の電波⑤ 予期せぬ災害被害がなくなる：災害対応ロボット

利用の姿をイメージしたものですが，2013 年になったの活躍やセンサネットワークのデータ活用による

今日，既に一部のものは現実に近付いていることが分か

災害の被害の予測とそれを踏まえた適切な対処に

ります）
．

よって，
「予期せぬ災害被害がなくなる」．

無線システムがより高度なワイヤレスネットワーク⑥ 病気のつらい診断がなくなる：いつでもセンサにへと成長・発展していく上で，電波利用の進展は，「ブロー

よって検診や，ナノロボットにより体内の様子をドバンド化がもたらすもの」と「無線システムの多様化

観察しながら診察できるため，「病気のつらい診察がもたらすもの」という概念的に大きな二つの方向性にがなくなる」．

分けることが適当です．

⑦ お父さんお母さんの苦労がなくなる：遊園地に行っブロードバンド化がもたらす電波利用の進展の方向てもセンサで子供を追跡しながら自動でビデオカ

性とは，単に高速・大容量の通信が可能となることだけ

メラ撮影してくれ，また，子供が迷子になってもではありません．無線ネットワークのブロードバンド化

居場所を音声ガイドで知らせてくれるため，「お父により，有線・無線を問わず，単一の情報空間上でソフさん，お母さんの苦労がなくなる」．

トウェア，
データベース，プラットホーム等の多様なサー⑧ 食品偽装がなくなる：ジャガイモに貼付された電ビスが提供され，かつこれらのサービスが高度に発展す

子タグの読み取りを通して，生産者が産地情報やると想定されます．
つまり，有線ネットワークと無線ネッ

収穫日，育成情報を教えてくれるため，「食品偽装

トワークが融合することにより，グローバルな巨大ネッがなくなる」．

トワークを構成し，このネットワーク内で完結する情報⑨ 無駄な CO2 排出がなくなる：どこにいてもネット空間が高度に成長・発展し，サービスを提供するというワークで会議に参加でき，出張や移動に伴うエネものです．

ルギーを低減化できるとともに，ワイヤレス電子

一方で，無線システムの多様化がもたらす電波利用の進展の方向性とは，無線システムが，人々の生活や社会活動に浸透し密着することにより，関連する端末，ネッ
トワーク，プラットホーム，ソリューションを含めた全
10（2）2010 年代の電波利用のイメージ

通信ソサイエティマガジン No.25 夏号 2013

ペーパーの利用によって紙の使用がなくなるため，「無駄な CO2 排出がなくなる」．

小特集

4 電波有効利用の促進に向けて無線技術でスマートな社会を実現する
インフラの整備が必要とされています．
同時に，電波の更なる有効利用を実現するための技術

前章では，数年前に描いた 2010 年代の電波利用イ等の開発，その成果の普及等にいち早く取り組み，日本

メージを簡単に紹介しましたが，スマートフォンやタブの産業イノベーションを加速する必要があります．
また，

レット端末の急速な普及などによってこの近年電波利用

無線モジュールを搭載した自動車やスマートフォン等のがより一層進展し，電波をより有効利用するための諸課

製造拠点や流通のグローバリゼーションが一般化する

題や具体的方策について検討する必要が出てきました．

中，電波利用の国際的調和を図りつつ，新たな電波利用

本章では，このために総務省が平成 24 年に開催した技術・システムの国際標準化及び国際展開を戦略的に果「電波有効利用の促進に関する検討会」について紹介したしていく必要があります．
このような電波利用を巡る環境の変化等を踏まえ，総

ます．

務省では，
電波の有効利用をより一層促進する観点から，（1）検討の背景

新しい技術の活用やそれに対応した制度の見直し等につスマートフォン等の普及による移動通信トラヒック

いて，平成 24 年 4 月より「電波有効利用の促進に関すの急増や，ロボット掃除機など無線機能が内蔵される家る検討会」（座長：土居範久 中央大学研究開発機構教授）

電製品，ビッグデータを扱う M2M の無線システム，スを開催して検討を重ね，同年 12 月に報告書を取りまとマートインフラとしてのワイヤレス給電システムなど，めました（12）．本章では，報告書の主だった内容を紹介

図 3 に示すような新たな電波利用システムの導入に向します．

けた対応として，スピード感のある周波数の確保や制度整備が求められています．
また，これらのシステムや電子機器等による不要電波（2）主な検討課題① 電波有効利用技術の活用から電波環境を保護することや電波利用の現状や電波に電波の有効利用を一層推進する観点から，今後は，セ関係する国の取り組みを国民に分かりやすく説明するた

ンサネットワーク，M2M，テラヘルツ帯デバイス，無人

め，電波の見える化や電波リテラシーの向上等が重要と

無線航行関連技術など，新たなニーズに対応した無線技

なっています．

術をタイムリーに実現するとともに，電波利用環境を保更に，東日本大震災等の大規模災害時における避難，護するための技術についての開発をより一層推進するた復旧活動等を通じ，社会インフラとしての無線システム

め，国際標準化，国際展開も含め，成果の実用化に向けの重要性・有効性が再認識され，災害に強い通信・放送

た各段階の取り組みの充実・強化を図ることが必要です．

図3

新たな電波利用システムの登場
解説

アクティブな日本を実現する ICT 戦略と電波利用の進展

11

解 説

Technology Reviews and Reports② モジュール化の進展への対応
無線設備のモジュール化やチップ化の進展に伴い，ロボット掃除機など従来は想定されなかった機器・設備等の一部として無線機能が組み込まれ，利用者が意識しないところで M2M 通信が行われるようになっています．
無線モジュールは，一般に，表示装置や電源等を有しない無線設備ですが，様々な機能の組み合わせや構成の違い等があり，無線設備としての厳密な範囲の特定は困難な場合も多いです．このため，無線モジュールの技術基準適合性の確認に当たっては，無線設備としての機能に着目しつつ，無線モジュールを含む筐体全体としての技術基準適合性の確認の実施手法について検討を行う必要があります．
③ ソフトウェア無線技術による製品出荷後の新たな無線機能の追加
現状では，無線局の開設後に無線設備を変更する場合
は無線設備の「変更申請」（届出）が必要となります．
他方，出荷された後の無線設備に，ソフトウェアの変更
により新たに別の無線規格を付加し，無線設備を変更す
ることは想定されていなかったため，そのような変更に対する認証が有効かどうかの基準及び必要な手続きが明確となっていません．
ソフトウェア無線技術等は，無線設備のモジュール化，更には，将来的な機能向上に対応した技術でもあり，らの答申 ，http://www.soumu.go.jp/menu̲news/
s-news/01tsushin01̲02000058.html（2） 内 閣 府， 平 成 23 年 版 高 齢 社 会 白 書 ，pp.2‒3，
2011．
（3） International Energy Agency, “World Energy
Outlook 2009”, 2009.
（4） United Nation, “National Accounts Main
Aggregates Database”, 2010.
（5） World Economic Forum, “Global Information
Technology Report 2012”, 2012.
（6） Gartner, “Market Share: Mobile Devices,
Worldwide, 4Q11”, 2011.
（7） 総務省情報通信審議会， 知識情報社会の実現に向けた情報通信政策の在り方〈平成 23 年 2 月 10 日
付け諮問第 17 号 答申〉，pp.15‒16，2012．
（8） 総務省情報通信審議会， 知識情報社会の実現に向けた情報通信政策の在り方〈平成 23 年 2 月 10 日
付け諮問第 17 号 答申〉，pp.19‒20，2012．
（9） 総務省情報通信審議会， 知識情報社会の実現に向けた情報通信政策の在り方〈平成 23 年 2 月 10 日
付け諮問第 17 号 答申〉，pp.32‒33，2012．
（10）総務省情報通信審議会， 知識情報社会の実現に向けた情報通信政策の在り方〈平成 23 年 2 月 10 日
付け諮問第 17 号 答申〉，pp.33‒38，2012．
（11）電 波 新 産 業 創 出 戦 略 〜 電 波 政 策 懇 談 会 報 告 書〜（ 平 成 21 年 7 月 ），http://www.soumu.go.jp/
menu̲news/s-news/02kiban09̲090713̲1.html（12）電 波 有 効 利 用 の 促 進 に 関 す る 検 討 会 報 告
書 ， h t t p : / / w w w. s o u m u . g o . j p / m e n u ̲ n e w s /s-news/02kiban09̲03000173.html（13）総 務 省 電 波 利 用 ホ ー ム ペ ー ジ，http://www.tele.
soumu.go.jp/j/sys/equ/tech/index.htm#4000051（14）総 務 省， 平 成 24 年 版 情 報 通 信 白 書 ，p.298，
2012．

モジュール化の更なる進展状況や各国動向等も踏まえつ
つ，今後必要に応じ，無線設備に関する基準認証制
度（13）の適用範囲等について検討していくべきです．

5 おわりに本稿では，2020 年頃の目指すべき社会像を念頭に置きつつ議論が行われた「Active JapanICT」戦略及び，その一部である「アクティブコミュニケーション戦略」と関わりの深い電波の利用の進展について紹介しました．ICT 産業は我が国の国内生産の約 1 割を占める成長のエンジンであり（14），あらゆる領域に活用される万能ツールとして，成長戦略と課題解決の要の位置にあります．本稿で述べた電波利用をはじめとする ICT 戦略

中村裕治

を積極的に進めることにより，イノベーションの創出とき方向性ではないでしょうか．

平 5 東北大・工・電気卒．平 7 同大学大学院工学研究科電気及通信工学専攻博士前期課程了．同年郵政省（現総務省）入省．
主として移動通信政策，技術政策，周波数政策の企画・立案等
に従事．

■ 文献

中里

国際競争力の確保・強化を図ることこそ我が国の進むべ（1） 総務省情報通信審議会， 知識情報社会の実現に向けた情報通信政策の在り方〈平成 23 年 2 月 10日付け諮問第 17 号〉に関する情報通信審議会か12

通信ソサイエティマガジン No.25 夏号 2013

学

平 5 東大・理・情報科学卒．平 7 同大学大学院理学系研究科情報科学専攻修了．同年郵政省（現総務省）入省．主として研究開発，
移動通信，電波政策の企画・立案等に従事．

解

説

小特集

無線技術でスマートな社会を実現する

ワイヤレス電力伝送技術が社会を変える
庄木裕樹

1

まえがき

Hiroki Shoki （株）東芝研究開発センター

ここでは，最近最も注目されている磁界共振方式のワ
イヤレス電力伝送技術の概要について説明する．この方2007 年のマサチューセッツ工科大学（MIT）による

式は，「磁気共鳴方式」など，「磁界」の代わりに「磁気」

磁界共振方式によるワイヤレス電力伝送技術の論文発や「磁場」，「共振」の代わりに「共鳴」という語句を用い（1）をきっかけとして，ワイヤレス電力伝送に関するる場合があるが，ここでは「磁界共振」と呼ぶことにする．

研究開発が活発に行われ，いよいよ本格的な実用化が見

なお，医療診断装置である MRI で用いられている核磁気表（2）

えてきた ．しかし，ワイヤレスによる電力伝送に関する研究は，今から 100 年以上前の 1880 年代に Nicola
（3）
，
（4）

Tesla

により始められており，その歴史は長い．

共鳴とは異なる現象であるので，注意する必要がある．
図 1 に MIT による磁界共振方式のワイヤレス電力伝送システムの構成を示す．コイルによって構成される磁言い換えると，ワイヤレス電力伝送に対する積年の夢が

気共振器が送電側と受電側にあり，送電側磁気共振器にやっと実現する時代になったといえる．

より発生した磁界（磁束）が受電側共振器に結合するこ

現代は，身の回りにあるほとんどの物が電気で動作すとで電力が伝達される．ここで，コイルが共振器となるるものである．テレビ，パソコン，携帯電話，冷蔵庫，

理由は，その線状導体素子の長さによりインダクタンス

エアコン，洗濯機，照明器具など，家の中だけでも数え（L）が形成され，コイルの導体素子間で発生する容量に切れない．通勤・通学途中では，駅の券売機や自動改札，

よりキャパシタ（C）が形成される．このため，等価回

電車や電気自動車，銀行 ATM，お店のレジ，お年寄り

路的に LC の直列共振器となっている．このコイルを直の乗っている電動カートなど，
これもまた数え切れない．

接励振することも可能であるが，50 Ω系の測定装置との当然，一般の人があまりお目にかからない工場など産業

整合性等の問題から，MIT ではループ素子を用いて電磁インフラなどにもたくさん電気で動作する機器・装置が界的に結合させることにより励振する方法がとられたとある．このような機器は，現状，電源ケーブルにより電考えられる．受電側も同様の構成になっている．このルー力を給電してもらいながら利用するか，若しくは電源

プは原理的には不要であるので，最も簡単な構成は図 2ケーブルを接続して充電するものであり，私たちはそれに示すものになる．ここで C はコイルの外に出しており，が当然だと思って利用している．しかし，このような電実際にこのように外付けの容量素子を接続させても同じ

気機器の全てから電源ケーブルがなくなったらどうなる

ように動作する．この図では，磁界共振方式のメカニズだろうか？ 単に便利になるという以外に，社会生活をムについても説明しており，送電コイルに電流を流して一変させるようなインパクトがあるかもしれない．

励振することによって磁界が発生し，その磁界を受電コ

本稿では，ワイヤレス電力伝送技術の進展や適用分野

イルで取り込むことによりコイルに電流が誘起され，その広がりについて議論し，将来の社会を変えていく可能の結果として電力が伝達される．磁界結合により電力が性について考えていきたい．特に技術のシーズ（Seeds）

伝送される原理は，一般的には強い共振を起こさせずにの視点からの将来の可能性，予想される未来社会からのニーズ（Needs）の視点からの将来のアプリケーション

磁気共振器
（送電側）

をポイントに議論していく．
送電器

磁気共振器
（受電側）
電力

負荷

2 磁界共振方式のワイヤレス電力伝送技術

技術の発展性を考える準備として，ワイヤレス電力伝送技術について説明する．数式は出てくるが，できるだ
け分かりやすく記述するので，お付き合い願いたい．
ⓒ電子情報通信学会 2013

励振用ループ（送電側）

図1

励振用ループ（受電側）

MIT による磁界共振方式の構成
解説

ワイヤレス電力伝送技術が社会を変える

13

解 説

Technology Reviews and Reports

利用する電磁誘導方式（2）と基本的に一緒である．この構は，負荷 RL が次式で表されるときに最大効率となる．

成では，図 2 にあるように磁界（磁束）を取り込むよう（4）に受電コイルを配置することがポイントである．そのため，例えば，送電と受電のコイルを互いに直交するよう

ここで，fm は kQ 積と表現できる．

に配置すると，受電コイルで磁束を取り込むことができ（5）なくなり，電力は伝達されない．ただし，磁界共振方式
を用いる場合には，コイル間の角度のずれやコイルの軸結果としての最大電力伝送効率ηは次式のようになる．

のずれなどがある場合にも，共振させていることにより（6）

効率良く電力が伝送できる利点がある．
さて次に，磁界共振方式の動作・性能について理解を式（6）から，ワイヤレス電力伝送による電力伝送効深めるために，ここから少しだけ数式を使った説明を行

率の最大値は kQ 積 fm の関数として表現でき，図 4 に示う．式の導出など詳細については，文献（5）を参考にすような特性になる．

して頂きたい．図 3 には，磁界共鳴方式の等価回路の構成例を示す．送電，受電側コイルのインダクタンスを
L1，2 ，抵抗を R1，2 ，直列接続されるキャパシタンス C1，2とおのおの定義する．また，負荷抵抗を RL とする．総3 磁界共振方式のこれからの研究課題

2 章で説明した数式や図をよく眺めてもらうと，いろ

受電コイルの相互インダクタンスを M とすると，総受

いろな可能性が見えてくる．その幾つかについて，以下

電コイル間の結合係数 k は，に紹介する．
今後の研究のヒントにして頂ければと思う．
（1）となる．また，送受電コイルの Q 値を次のように定義
する．

（1）Q 値を高くできれば，電力伝送距離は伸びる
図 4 の結果から，送受電コイル間の距離が離れても（結（2）

合係数 k が小さくなっても），共振器の Q 値を高くできれば，高い電力伝送効率が実現できることが分かる．数

ここで，コイルの共振角周波数ω 0（= 2 π f，πは円

式的には，Q を無限大にすれば，伝送距離も無限大にな周率，f は周波数）が送受電コイルで同一になっている

る．さて，Q 値を高くするにはどうするか？ 式（2）とすると，以下のようになる．

から明らかなように，ω 0 か L を大きくするか，R を小（3）

さくすればよい．ただし，式（3）から分かるようにω 0と L は反比例の関係にあるので両方同時に大きくはしこのとき，共振角周波数ω 0 において電力伝送効率η

にくい．そうなると R を小さくすればよいことになる．

を最大とする条件を求めることができる（5）．その結果

R を小さくする方法としては，コイルに導電率の高い金属（金や銀など）を使うとか，導体を太くする方法が考

送電側
キャパシタ
励振
電流

送電器

えられるが，実際には利用する周波数帯による表皮効果

受電側
キャパシタ
誘導
誘
導
電流

（金属表面にしか電流が流れない現象）があり，抵抗値
負荷はなかなか低くならない．そこで，
一般にはリッツ線（細線を束ねた導体線）を用いるが，今度は近接する線路間で同一方向の電流が流れにくい現象（これを近接効果と送電用コイル

図2

磁力線呼ぶ）のため，抵抗がやはり低くならない．今後の研究

受電用コイル

課題の一つがここにありそうである．

磁界共振方式の原理

Ｃ1

Ｃ2
Ｍ

図3
14

Ｌ1

Ｌ2

Ｒ1

Ｒ2

磁界共振方式の回路構成

通信ソサイエティマガジン No.25 夏号 2013

ＲＬ

図 4 kQ 積と最大電力伝送効率の関係

小特集

無線技術でスマートな社会を実現する

ところで，R を小さくすればよいのであれば，超伝導その原理を図 5 に示す．コイルを垂直に並べる方法（a）

技術への期待が大きくなる．常温超伝導が実現できればと水平に並べる方法（b）について示すが，どちらも磁申し分ないが，現在使われているような方法でコイルを束がコイルを貫くように結合しているところがポイント

冷やしても問題ないといえる．問題ないというのは，コである．磁力線は，常に，コイルにより形成される導体

イルを例えば液体窒素の中に浸したとしても，磁界結合のループ（言い換えると電流の流れるループ）の面を垂には効率低下など大きな影響はないからである．

直に貫くように発生するため，（a）では磁力線が直線（2）Q 値を高くすることによる
新たな課題

状になり，
（b）では波打つような形になる．この例では，

Q 値を高くできれば電力伝送距離を伸ばせると述べたが，実はここに新たな課題が発生する．Q 値が高くなる

コイルの向きが全て一緒であるが，前にも述べたように，コイルの向きが多少違っていても問題ない．また，中継コイルをもっとたくさん並べて，電力を遠くまで伝送させようという検討もされている．

と動作帯域幅が狭くなる問題がある．つまり，Q 値を高くして電力伝送距離を伸ばそうとするときには，電力伝送システムの共振周波数と送電機からの伝送周波数を精度良く一致させる必要がある．ところが，磁界共振方式は4磁界共振方式の技術進展の可能性

3 章では技術的視点からの可能性を示したが，ここか利用条件や周りの環境による影響を受けやすい．例えば，

ら少しずつ実際の利用システムとしての将来展開の可能• 送受電コイル間距離の変化や位置，角度のずれによる性について考えてみる．

結合係数 k の変化• コイルに近接する物体との間に発生する浮遊容量等による共振周波数の変化• 負荷 RL の変化（例えば充電池の場合，充電状態によっ

まずは，磁界共振方式について，伝送距離と伝送効率の関係を解析した例を示す．図 6 は，MIT 方式による構 成 を 参 考 に（1）， 直 径 60 cm の コ イ ル を 周 波 数
10 MHz で共振するように設計したモデルを示す．このて抵抗値は違う）

モデルにおける電力伝送距離と電力伝送効率の関係を図

上記のように，結合係数や浮遊容量，負荷の変化により

7 に示す．ここではモーメント法による解析ツールであ

電気回路として見たときの共振周波数が変化することは，る NEC2 を用いて解析している．この結果から，距離

この分野の技術者にとってよく知られていることである．

1 m で電力伝送効率 90％が達成されている．本解析でこのような影響は，特に Q 値が高い場合に顕著になる．

は，コイルの抵抗値を表皮効果のない理想条件で行ってこのような問題があるため，動的な制御機能を設ける方いるため実際よりも高めの効率になっているが，その影法など，共振周波数と電力伝送動作周波数を高い精度で響を考慮したとしても伝送距離 1 m で 80％程度の効率一致させる方法は今後の研究課題になるといえる．

は実現できる．また，コイルの大きさについては，ある（3）中継で電力伝送距離が伸びる

程度の効率低下を許容できるのであれば，小形化・薄形化も可能である．ここで，今後の研究による成果も加味

電力伝送距離を伸ばす方法として，中継コイルを用いして現実的に実現できる条件として，
周波数 10 MHz（波る方法があり，これはこの分野の研究者にはよく知られ長 30 m），伝送距離 1 m，コイル直径 10 cm をベースている方法である（6），（7）．一般には，送受電コイル間のとして考えてみる．表 1 には，波長：コイル直径：伝距離が伸びると結合係数 k は小さくなっていくが，送受送距離が比例関係にあると考え，上記の条件をベースに

電コイルと同一の周波数で共振する中継コイルを間に配周波数を変えていったときの，各パラメータの変化を示置すれば，送受電コイル間の結合係数 k は大きくなる．

す．電磁界の領域では，一般に波長とコイルなどの大きさは比例関係にあること，また，コイルのインダクタン
スもほぼ波長換算の長さに比例していることなどを考慮

図5

中継コイルによる電力伝送距離の伸張

図6

MIT 方式のワイヤレス電力伝送システム
解説

ワイヤレス電力伝送技術が社会を変える

15

解 説

Technology Reviews and Reports

図7
表1

図8

体内医療機器へのワイヤレスによる電源供給

図9

ワイヤレス電力伝送による未来の交通システム

電力伝送距離と効率の関係

周波数，コイル直径，電力伝送距離の関係

周波数

波長

コイル直径

伝送距離

1 Hz

30万 km

1,000 km

1万 km

10 Hz

3万 km

100 km

1,000 km100 Hz3,000 km

10 km

100 km

1 kHz

300 km

1 km

10 km

10 kHz

30 km

100 m

1 km

100 kHz

3 km

10 m

100 m

1 MHz

300 ｍ

1m

10 m

10 MHz

30 m

10 cm

1m

100 MHz

3m

1 cm

10 cm

1 GHz

30 cm

1 mm

1 cm

10 GHz3 cm

0.1 ｍｍ

1 mm

100 GHz

3 ｍｍ

10 µm

0.1 m

1 THz

0.3 mm

1 µm

10 µm

ようなイメージになり，体内での伝送距離はせいぜい 10 cm 程度であるから，表 1 より 100 MHz から
数百 MHz が候補になると考えられる．
今度は逆にコイルサイズと伝送距離からその応用を考えてみる．以下もまた，その一例である．

して，このような仮定を行っている．ここで，コイルに① 表 1 の 100 kHz の 欄に注目してみる．コイル 直 径

ついては巻き数によって大きさは変化するので，表 1

10 m で伝送距離 100 m である．地下鉄やトンネルのの数値は一つの目安と考えて頂きたい．

内径はこのくらいであり，中を移動する電車や自動車

さて，ここでコイルの大きさと電力伝送距離の関係かに 100 m 程度まで電力を供給できる．しかも，3 章のら磁界共鳴方式による応用の可能性について考えてみた（3）で説明した中継コイルを用いれば，伝送距離が伸い．その例として，以下に家電機器と体内医療機器への張できる．ここから，図 9 に示すような，未来の交通応用を考えてみる．

システムなども発想できる．同様な点からの発想とし① 家電への応用：家で利用する家電製品への応用を考て，図 10 に示すようなエレベータへの応用も考えらえた場合，典型的には電力伝送距離は数十 cm かられる．エレベータのかご（Car）自身が電源線と接続な

1 m 程度になるだろう．一方，家電機器に入るコイ

しで電源の供給を受けて動くことになり，上下だけでルのサイズを考えると，コイルサイズは数 cm からなく，水平面内を含めて三次元空間を縦横無尽に移動

数十 cm 程度だろう．そうすると，表 1 の 10 MHz

するようなシステムも近い将来には実現できるだろう．

辺りが該当しそうである．実際に，この辺りの周波② 表 1 の 1 GHz の欄に注目してみる．今度は，コイル数を検討しているケースも多い（8）．

直径が 1 mm で伝送距離が 1 cm である．近距離な② 体内医療機器への応用：例えば，小腸内を通して，（9）は，典型的にに一見考えられるが，電子機器の中の回路基板内やは，直径 1 cm ×長さ 2 〜 3 cm のカプセル形状（円

基板間の電源線の配線に使えそうである．複雑に接筒形）である．現在利用されているものは電池を内続されている配線をなくすことで，コンパクト実装

蔵しているが，体内に入れるものであることから，できるなどの利点のほかに，配線ミスを防ぐなど製電池をなくしたいという要求がある．その方法とし造の効率化などの点でも効果がありそうである．更て，体の外の送電器からカプセル内視鏡へ向けて電に発展させて，IC の中の特に上下方向に接続される力を無線で送る方法が考えられる．例えば，図 8 の電源線の代わりにも使えそうである．

腸内壁の撮像を行うカプセル内視鏡

16

ので，あまりワイヤレス電力伝送の必要はないよう

通信ソサイエティマガジン No.25 夏号 2013

小特集

図 10 ワイヤレス電力伝送による未来のエレベータ

図 11

無線技術でスマートな社会を実現する

ワイヤレス電力伝送により雷から発電できるかも

図 12

ワイヤレス電力伝送による宇宙空間における夢の電力獲得

更に違う視点として，磁界が周波数変動をするものをになり，その位置や向きなども気にしなくてよい．

探してみる．磁界共振方式の物理現象をより広く考えて• 大形テレビを壁の内部から給電したり，天井内部からみると，周期変動する自然界の磁界（磁束）があればそ照明器具へ給電したりでき，家電機器の配置や見栄え

こから電力を取り出せるという夢のような発想も出てくがよくなる．

る．そこで，
インターネットなどで検索してみたところ，「雷により磁界が発生し，5 kHz 近辺に周波数ピークが（10）ある」と出てきた．表 1 によると，図 11 のように

数 km のコイルがあれば，雷の磁界から電力を取り出せるかもしれないと考えられる．雷は一瞬の出来事である
ので，技術的にはかなり難しいと思うが，現実味のある夢として考えられると思う．磁界というと地磁気を思い（2）安全・安心な電源供給・充電• 電気自動車への充電応用など金属接点がないことで，感電などの心配がなくなる．屋外で，雨が降っている
ような場合にも大丈夫．
• 電気自動車が蓄電池になり，非常時にはそこから給電や充電ができる．
• 充電プラグを差し込むことが難しい子供やお年寄りでも出すが，地磁気はほぼ直流成分のみであり，残念ながら，簡単に利用できる．将来，小学校にタブレット形ディジ

地球内部のエネルギーから電力を取り出すということはタル教科書が出てきた場合にでも，簡単に充電できる．

できそうもない．ところが，地球の外に目を向けてみる（3）環境にやさしい社会の実現と，木星には強力な磁場があり，周波数変動もしている• 将来的にどこでもワイヤレス給電ができれば，電池をという報告がある（11）．その周波数はとても低いようで，積まない電気機器ができ，軽量化される．その一例と数十 km オーダのコイルが必要になるが，将来，人類がして，道路からの電気自動車への走行中給電ができれ木星近くで活動するような時代になったら，ひょっとしば，自動車が軽量化され，エネルギー消費量も減り，結てエネルギー供給源として利用されているかもしれな

果的に環境に優しいエネルギー供給社会が実現できる．

い．図 12 にその夢のようなシステムイメージを示す．
以上，筆者の貧弱な想像力と発想力で考えてみた磁界共振方式の応用である．ここから先は，読者の方に自由に発想して頂きたい．

上記以外にも，磁界共振方式の特徴から，以下のような応用例も考えられる．
（4）電波の届かないところでもワイヤレスによる電源供給・充電
磁界の結合があれば電力伝送が可能であることから，

5 将来ニーズから磁界共振方式の応用の可能性

次に，社会からのニーズや磁界共鳴方式の特徴からワ

イヤレス電力伝送技術の将来の応用について考えてみ

水中，地中，雪中などでの応用が考えられる．船舶への電源供給などは比較的容易に実現できると思われる．
（5）人が近付けないような場所でのワイヤレスによる電源供給・充電る．ニーズの視点からの応用例を図 13 に示す．図 13 は，

普段は人が近付けないような場所や何かしらの危険がブロードバンドワイヤレスフォーラム（12）が，総務省のあるような場所において，ワイヤレス電力伝送の利用価「電波有効利用の促進に関する検討会」において，ワイ

値は高いと考えられる．例えば，宇宙空間，原子力発電

ヤレス電力伝送技術による将来社会への貢献例として示所の中で人の入れないところなどでの応用が有効と考えしたものである（13）．ここでは，その貢献例として，以られる．原子力発電所で稼動するロボットなどに対する下のようなものを挙げている．

ワイヤレスによる電力供給なども興味ある応用である．

（1）電源に対する利便性の向上

以上，4 章と同様，これまた筆者の貧弱な想像力と発• 電源ケーブルがなくなることで，どこでも給電・充電

想力で考えてみた磁界共振方式の将来応用である．このが可能になる．例えば，
スマートフォンやタブレット，

ような応用についても，様々な視点からワイヤレス電力

ノート PC など机の上に置くだけで充電・給電が可能

伝送技術の利点・効果を探ってみて，読者の方に自由に解説

ワイヤレス電力伝送技術が社会を変える

17

解 説

Technology Reviews and Reports

図 13

ワイヤレス電力伝送技術による近未来社会への貢献例

発想して頂きたい．

6 むすび

技術のシーズ（Seeds）の視点からの将来の可能性，予想される未来社会からのニーズ（Needs）の視点からの将来のアプリケーションをポイントに，ワイヤレス電力伝送技術の進展や適用分野の広がりについて述べてみた．本稿を読んで頂いた読者の方々が，この分野の研究
開発に関係して頂き，本稿で取り上げなかったような応用も含めて実現して頂くことを期待する．
なお，本稿で挙げた研究課題はごく一部であることを了承頂ければと思う．また，本稿で取り上げなかった電波法など，制度上の課題，人体防護指針に対する対応方
法，電磁干渉などほかの問題もあり，このような課題解決に向けた取り組みも行われていることに留意して頂ければと思う．
■ 文献（1） A . K u r s , A . K a r a l i s , R . M o f f a t t 1 , J . D .
Joannopoulos, P. Fisher, and M. Solja㶜i㶛,“Wireless power transfer via strongly coupledmagnetic resonances,” Science, vol.317,
no.5834, pp.84‒86, July 2007.
（2） 庄木裕樹， ワイヤレス電力伝送の技術動向・課題と実用化に向けた取り組み， 信学技報，WPT201007，July 2010.
（3） A. Marincic and D. Budimir, “Teslaʼs contribution
to radiowave propagation,” 5th International
Conference on Telecommunications in Modern
Satellite, Cable and Broadcasting Service, 2001
（TELSIKS 2001）, vol.1, pp.327‒331, 2001.
（4） A.S. Marincic, “Nikola tesla and the wirelesstransmission of energy,” IEEE Trans. Power
Apparatus and Systems, vol.PAS-101, Issue 10,
pp.4064‒4068, 1982.
（5） I. Awai and T. Ishizaki, “Transferred powerand efficiency of a coupled-resonator WPT
system,” IEEE MTT-S International Microwave

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通信ソサイエティマガジン No.25 夏号 2013

Workshop Series on Innovative Wireless Power
Transmission: Technologies, Systems, andApplications, 2012（IMWS-IWPT2012）, FRI-E-4,
May 2012.
（6） 大舘紀章，工藤浩喜，小川健一郎，尾林秀一，庄木裕樹，諸岡 翼， 第 3 のコイルを用いた磁気共鳴型無線電力伝送の伝送効率測定， 2010 信学ソ大，
B-1-4，Sept. 2010．
（7） 加藤昌樹，居村岳広，堀 洋一， 中継器による走行中ワイヤレス給電の相互結合を考慮した等価回路解析， 信学技報，WPT2012-38，Dec. 2012.
（8） 例えば，安倍秀明，小笠原潔，西村 太，太田智浩，北村浩康，鈴木真美，“ 共振を使う磁気結合
ワイヤレス給電技術の効率について， 信学技報，
WPT2011-21, Dec. 2011.
（9） 例えば，オリンパスホームページ， 内視鏡クロー
ズ ア ッ プ / カ プ セ ル 内 視 鏡， http://www.onakakenko.com/endoscope-closeup/endoscopetechnology/et̲06.html（10）岸本保夫， 雷観測システム及び雷保護規格の最新動向， NTT ファシリティーズ総合研究所 研究報
告，2005 年度．
（11）例えば，惑星プラズマ・大気研究センタホームペー
ジ，http://pparc.gp.tohoku.ac.jp/study/planetarysystem/index.html#jovian-radiation（12）ブロードバンドワイヤレスフォーラム，http://bwfyrp.net/（13）ブロードバンドワイヤレスフォーラム， ワイヤレ
ス電力伝送技術による社会貢献とその実用化に向けた検討課題， 電波有効利用の促進に関する検討会，
第 3 回 会 合， 資 料 3-3，http://www.soumu.go.jp/．
main̲content/000161540.pdf（2012 年 5 月 24 日）

庄木裕樹 （正員：フェロー）（株）東芝研究開発センター研究主
幹．ワイヤレス電力伝送の研究開発
及び制度化，標準化活動に従事．ブロードバンドワイヤレスフォーラム（BWF）/ ワイヤレス電力伝送ワーキ
ンググループリーダ．IEEE シニア
会員．

小特集

無線技術でスマートな社会を実現する

ワイヤレス電力伝送と電気自動車により実現される未来の交通社会
Future Transportation Society Realized by Wireless Power Transfer and Electric Vehicle
居村岳広

Takehiro Imura †堀洋一

Yoichi Hori †なぜ我々はガソリン車から電気自動車に乗り換えているのであろうか．そして，この電気自動車が未来の交通社会においてどのような意味を持っているのであろうか．大きな視野で物事を捉えたときに，ガソリン車と電気自動車は，どちらが技術や産業が成熟するときの過渡期を支えた技術となり，どちらが永続的に残っていく技術となるのであろうか．しばらくはガソリン車や電気自動車や燃料電池車などのベストミックスが次世代の技術になるであろうが，軽油とレギュラーとハイオクと EV 充電の違いだけでも手一杯の状況において，いずれ，企業側もユー
ザ側も複雑なシステムに耐えられなくなるのは目に見えている．そして結局のところ，ユーザは利便性が最重要な項目であることは否めない．エネルギーの分配はラスト・ワン・メートルのところで一番厄介になることが本質である．2007
年以前は，石油も，電気も大差なく扱いづらいものであった．しかし，2007 年にワイヤレス給電技術が進化し，電動化され電気をエネルギー源とする乗り物は，ラスト・ワン・メートルの問題を全て解決できる可能性が得られた．ワイヤレ
ス給電技術は，電気自動車を含む，機器の電動化の加速に対して大きな力となり，電気ケーブルの撤廃から始まり，未来の交通社会をも劇的に変える原動力を持っている．本稿では，若者に向けて未来の交通社会のあり様を考える一つのきっかけを与えられることを期待して記すことにする．

Summary

Key Words

磁界共鳴，ワイヤレス電力伝送，走行中充電，電気自動車，ユビキタスエネルギー

1 まえがき

今現在，石油はあと約 54 年とされている．御存じのとあと何年，石油は使えるか？ 幾度となく繰り返されくという現象を目にしてきて，科学的には正しいデー

たこの問いに，昔から未来の交通社会予測は左右されタではあるが，その解釈の方法の誤解も伴って，オオていた．昔の予測では，ガソリンが使えなくなるから

カミ少年のごとく石油の枯渇に対する危機感は説得力

別のエネルギー源が必要であり，それに適した乗り物を持たなくなってしまった．

おり，昔から可採年数は年々横ばい若しくは増えていが必要になるということであったといえる．その答え

では，豊富な石油があるからガソリン車のままでいの一つが，電気自動車であろう．では，この予測は正いのであろうか．社会が出した答えはノーである．答

しかったであろうか．半分は間違っていて，半分は正

えは電気自動車であった．ガソリンがすぐには枯渇し解といえよう．御存じのとおり，ガソリンは現在も昔ないと分かっている状況でもなお，ガソリン車でなく，のように使えており，そして，電気自動車も普及し始

電気自動車への期待が高まっているのは，近年の地球めている．

温暖化防止のため CO2 削減という意義から来ているも筆者は現在 32 歳であるが，私が生まれた 1980 年ののといえる．当然，いずれなくなる石油というエネル

当時の石油があと何年使えるかという予測では，約 30

ギーに対する危機感がその背後にはある．もし，この（1）年とされていた．2012 年の今現在においては，石油

地球温暖化防止というスローガンがなければ，どうなっは枯渇してガソリン車は動かないはずであった．ここていたかは知る由もないが，数十年に一度，このようでは，あと何年石油が使えるかを年数で示した可採年

な地球全体に関わる危機感が，我々の技術進化の方向

数という指標をその当時の予測とした．可採年数＝世性を決める大きな要因になっている．次にこのような界の石油埋蔵量

年間使用量である．そして，今の大大きな変化が来るのはいつになるのか，そして，その学生が生まれたころである約 20 年前の 1992 年を振り

ベクトルはどちらになるのかは，まだ分からない．最

返ると，石油はあと約 40 年とされている．20 年後の近では，口に出すことすら憚られるが，エネルギーが無尽蔵にあると思われていた時代の未来予測に戻るこ†

東京大学，柏市
The University of Tokyo, 5-1-5 Kashiwanoha, Kashiwa-shi,
277-8561 Japanⓒ電子情報通信学会 2013

とも否定できない．そのような推測ができるのは，もう少し先の時代であろう．この先，サスティナブルなエネルギーが，人類の消費エネルギーより大きいか小解説論文

ワイヤレス電力伝送と電気自動車により実現される未来の交通社会

19さいかで，石油だけでなくウランも天然ガスも石炭もかにつなげるかが問題であり，その鍵を握るのがワイ

使い尽くされた 118 年後の人類の生き方を決めること

ヤレス給電技術である．

になるが，本稿では，もう少し手前の 20 〜 40 年後の未来について述べる（1）．

今までの常識では，ラスト・ワン・メートルの電気を送る方法は電気コードの接続方式のみで，接続作業の煩雑さや電気コードの存在など様々な制約を受けてお2

ワイヤレス給電（2007 年の大事件）

り，手軽にいつでもどこでも給電というわけにはいかなかった．一方，ワイヤレス給電技術によりラスト・ワ

2007 年，MIT からの磁界共鳴の論文発表以前と以後

ン・メートルを電源コードなしで送ることができたとす

ではワイヤレス給電の業界は全く別物である．2007 年

る．その名のとおりワイヤレスで電力が送れるので，電に発表された 1 m のエアギャップで効率約 90％という気コードの接続作業の必要がない．ユーザは，決めら（2）

数字は，誰も見たことのない驚異的な数値であった ．

れた一定のゾーンに物を置くだけで何もせずに自動充

ワイヤレス給電技術の一つである電磁誘導という現象

電される．例えば，携帯電話やノートパソコンを机のを高校から習っている学生でも，効率についてはあま上に置いておくと知らない間に充電されているというこり注目して習わないので，どの程度その数値が凄いもとになる．更に，一定のゾーンを広げれば，建物内ののか実感を得ることは難しいかもしれない．しかしなが全ての箇所で自動充電されるワイヤレス充電ハウスをら，従来技術においては，電力が届く距離であるエア

作ることもでき，オール電化の家との相性も良い．これ

ギャップが 1 cm 程度であったという事実を知れば，そら，充電されるゾーンは，無線 LAN スポットと同様に，の凄さが幾分か分かるのではないかと思われる．MIT

ワイヤレス充電スポットとして設置され，飲食店や駅が発表した磁界共鳴技術は電磁誘導技術の共振現象をでは当たり前に設置されていく可能性がある．

上手く使ったものとして説明することができる技術でそして，当然ながら，ラスト・ワン・メートルの対ある．まだまだ生まれたばかりのこの技術ではあるが，象は電気自動車も含まれることになる．現在は，日常

そのポテンシャルは計り知れない．基本的な原理など的に行われる煩わしい電気ケーブルを接続し充電する

は同誌の庄木氏による「ワイヤレス電力伝送技術が社作業が，電気自動車の普及の妨げにならないか懸念さ

会を変える」という題で解説頂いたとおりである．携れており，駐車したらワイヤレスで自動的に充電され帯市場をも上回るとされているこのワイヤレス給電技るシステムに注目が集まっている．ワイヤレス自動給術がこれから産業に与える影響は大きい．数 cm のエア電の最大のメリットはやはり便利であるということでギャップと 1 m のエアギャップでは，エアギャップがある．便利であると当然ながらユーザの使用率が上が大きくなったという意味以上の価値が生まれている．そり，結果，ワイヤレス給電が電気自動車普及の大きなれが，ラスト・ワン・メートル（最後の 1 m）である．

後押しになることが期待されている．そして，将来的には走行中充電へとつながることになる．

3 ラスト・ワン・メートル（3）

ワイヤレス給電技術が成熟し，ラスト・ワン・メー
トルを完全に克服すれば，いつでもどこでもワイヤレをいかにユー

ス給電が実現される社会である，ユビキタスエネルギー

ザに提供するかが問題になったが，電力においては，社会が実現されているはずである．このワイヤレス給

ラスト・ワン・メートルの電力供給が問題となる．し電の技術を使い，未来の交通システムは，現在の交通

かし，技術的に不可能なことと思われていたので，問システムと比べ，劇的に変わる可能性がある．その鍵

題にすらされてこなかった．実は，多くの場所でラスは，走行中充電と自動走行である．

通信業界ではラスト・ワン・マイル

ト・ワン・メートルが大きな障壁であったが，人間のしてこなかった．そこで，ラスト・ワン・メートルの4 磁界共鳴問題について考えることにする．電気は日本中の至る

この最後のラスト・ワン・メートルのワイヤレス給所に伝わっている．道路には電柱と電線があり，建物電を担う技術として注目されているのが磁界共鳴であ内には壁の中や足元の配線，頭の上の蛍光灯，目の前る（4）〜（6）．数十 cm から約 1 m 程度であれば，高効率ののパソコンなど，至る所に電気は伝わっている．外で電力伝送が可能であり，原理としては，送信コイルとは数 m 先，建物内では，上下左右 1 m 先には必ず電気

受信コイルの共振周波数を同じにして，磁界エネルギーは存在している．そこから更に実際のアプリケーショで結合することにより，高効率の電力伝送を実現する

ンまでの 1 m（ラスト・ワン・メートル）の電力をいことができる．また，位置がずれても高効率で電力を適応力の高さから我々はそれを苦とせず問題とは認識

20

通信ソサイエティマガジン No.25 夏号 2013

小特集（a）位置ずれの場合
図1

無線技術でスマートな社会を実現する（b）真横の場合

位置ずれ時の電球点灯実験の様子
図2

送れるという，位置ずれへの強さも大きな特徴である．

エアギャップと位置ずれ時の電力伝送効率，コイル
半径 150 mm，g：エアギャップ，d：位置ずれ（5）図 1 にコイルの位置ずれが生じた際の写真を示した．
半 径 150 mm の コ イ ル を 使 用 し て い る． 周 波 数 は17.5 MHz である．この写真から，コイルに位置ずれが生じた際も，驚くべきことに二つのコイルが真横にある場合においても電力の伝送が可能である．図 2 に，コイルの相対位置と伝送効率の関係を示している．これを見ると分かるように，非常に広い範囲で高効率の伝送が可能である．

5 中継コイル
磁界共鳴では，中継コイルを用いることにより，伝送距離を延ばすことも可能である（7）．中継コイルとは，送受信コイルと同じ周波数で共振するコイルである．
図 3 は中継コイルを使用した実験風景を示した．写真

図3

一番手前のコイルが送信コイルであり，同じ形状の中中継コイルによる電球点灯実験の様子

継コイルと大円の中継コイル，巻き方の異なる中継コ

は，依然として，エネルギー効率が電気自動車は高いイルを介して最後の受信コイルに電力が伝わっている．

ということ，そして町中に排気ガスを出すことが決し

中継コイルを用いることにより，磁界共鳴の応用はてないということがある．そして，ガソリン車では到更に広がる．例えば，中継コイルを電気自動車の進む底実現できない 100 倍近い早いスピードでトルクを制方向に沿って配置することにより，電力を途切れなく御し，スリップを防止し，100 倍安全な車を作れると送ることが可能になる．中継コイルの置く向きには若いう特徴を持っているからである（8）．つまり，電気自干の制約があるものの，基本的にはコイルの形状や向動車はエコ，エコと叫ばれすぎて影に隠れてしまってきに対しては自由度が高く，コイル設置上の制約はそいるが，実はガソリン車では到底たどり着けない超高

れほど高くないので心配はいらない．そして，配線が性能の車となれるポテンシャルを持っている．そして不要であり，コイルをただ近くに置くだけで電力を中ワイヤレス自動給電により給油のような煩わしい作業継できるので敷設やメンテナンスの際には大きなメも一切なくなる．このような理由から，電気自動車は

リットがある．

一過性のブームではなく，100 年経っても優位な立場に立っているはずである．

6 走行中充電 2030 年（18 年後）度の低さという現実的な問題をクリアする必要性はあ

ただし，ガソリンには及ばない電池のエネルギー密

世界的なエネルギー政策に影響を及ぼした東日本大る．一回充電して走れる距離を一充電走行距離という震災に伴う脱原発は，当然ながら電気自動車業界に与が，現在の電気自動車はエアコン使用なしで約 160 km

えた影響も大きい．この大惨事によって，電気自動車である．更に，エアコンを使うと約 100 km 前後といの CO2 削減量が以前のように声高に叫ばれていた状況

われている．これでは，高速道路を走る際に不安が生とは変わりつつある．しかしながら，今なお電気自動じてしまう．

車は高い注目を浴びているのはなぜであろうか．それもし現行の急速充電方式を継続していった場合，高解説論文

ワイヤレス電力伝送と電気自動車により実現される未来の交通社会

21速道路のサービスエリア（SA）ではどのような状況が通しがある．走行中充電に関しては，1 台当たり少な生まれるであろうか．実は，株式会社高速道路総合技

くとも数十 kW 以上は必要なので，IH クッキングヒー術研究所の佐藤元久氏による簡単な試算によると次のタと同じとはいかないが，コストを現実的な価格に抑ようになる．約 100 km ごとに SA で充電した場合，えることも可能であると思われる．いずれにせよ 1 m

50 kW の急速充電を 20 〜 30 分間する必要がある．そ当たり 500 〜 1,500 万円程度かかるといわれる高速道の場合，現在の車の 10％が電気自動車に置き換わった路建設費から考えると，走行中充電レーンを作ること

場合，約 60 台の電気自動車が常に SA で急速充電を行

は，非現実的な値ではない可能性がある．

うということになり，50 kW

60 台 ＝ 3 MW の電力して，60 台分の駐車場の場所確保の問題，60 台分の7 乗り物の電動化の流れ

急速充電器の設置場所とコストの問題がある．これは，次の章では，電気自動車が世界を席巻するような，

あくまでユーザが休憩後にすぐに戻ってきて，なおか

少し大げさなことを記述する．その前に現状を考える

つ，全体の車の 10％が電気自動車になった場合であると，適材適所で発達してきた交通システムは多様化がため，これ以上，電気自動車が増えた場合については，進んでいる．自転車，パーソナルモビリティ，バイク，

より深刻な問題になる．

燃料電池車，ガソリン車，電気自動車，超小型車，ラが，SA ごとに必要となることになる問題が生じる．そ一つの解決方法として，電池開発を継続する本命路線は必須であるが，現状では電池開発の一択となってイトレール（LRT：Light Rail Transit），バス，電車，飛行機などありとあらゆる乗り物が存在している．

しまい，現在のリチウム電池を超える革新的蓄電池のここで注目すべきは，多様化しつつも，車だけでな出現頼みという状況に追い込まれている．このような

く自転車やバイクや飛行機など，多くの乗り物が電動

閉鎖的な状況を打開できる新しい道が，走行中充電で化してきていることである．電動化するとワイヤレス

（9）

ある

．ガソリン車が走行中に給油することは難しい

自動充電により，給油のような人手のかかる作業を行が，ラスト・ワン・メートルを克服できるワイヤレス

わなくてすむ．そして，電動化による制御性の向上と給電技術によって，電気自動車に走行中に給電するこいう大きなメリットは上述のとおりである．また，電とは可能である．当然，技術的課題は残っている．走動化すると，風力発電や太陽光発電のようなクリーン

行中充電を実現させるためには，道路条件によりコイ

エネルギーをそのまま使えるメリットがある．そして，ル間のエアギャップが最低でも 60 cm は必要とされて電動化した暁には，電車のように常にインフラからエいる．またコイルの大きさも車の下に限りなく小さくネルギーをもらって，いつでもどこでも給電を実現さして設置したいという，車業界の希望もある．このよせることも可能である．電車は決められた区間を同じ

うに，非常に厳しい条件で高効率となるコイルを実現ように走り，架線から電力を接触しながら受け取ってさせる必要性があることや，複数台の車が給電レーン

いるが，ワイヤレス給電を使えば，比較的自由にエネに出入りしても，システムや各車ごとの効率を高めつ

ルギーを受け取れるので電気自動車でも走行中充電もつ電力分配を任意の状況で実現させることなど，多く可能になる．飛行機の場合はマイクロ波送電という夢の課題が山積している．しかしながら，これらの課題の給電技術も考えられる．

に対して多くの研究者が研究しており，将来的には解決されるであろう．ではコスト面ではどうであろうか．
走行中充電を実現させるためには，道路の下か横に給電用コイルが必要になる．通常は全てのコイルに電源

222040 年（28 年後）
8 自動走行─ 車が運転できなくなる日 ─から電気コードを配線するが，先述のように中継コイ

交通システムが進歩することにより安全性は徐々にルという技術を使用すれば，コイル設置に関して手間高まっていくが，飛躍的に安全が高まる変革期がある．

もコストも軽減できる．中継コイルを使えばコイル自

自動走行の実用化である．IEEE の予測では 2040 年に体の価格は安くなる可能性がある．

は 75％の車が自動走行になるとされている（10）．車はオ

しかし，電源コストはそれに比べては高くなること

ンデマンドで，自宅から目的地まで自動的に運んでくが予想されている．ただし，次のような考察もある．

れる便利な乗り物になる．いずれドライバという概念

IH クッキングヒータは 1 〜 3 kW かつ数十〜百 kHz 程は稀薄になり，車の中はプライベートな空間となり，度の電源なので，電気自動車の電源に近い．そのため，移動中にネットをしたり，映画を見たり，パソコンの3.3 kW の停車中の充電器，つまり，電源価格も IH クッ

ような物で仕事をする時代になるであろう．そして，

キングヒータ並のコストに抑えられるのではという見

全ての車の動きが渋滞予測に取り入れられ，勝手に連通信ソサイエティマガジン No.25 夏号 2013

小特集

無線技術でスマートな社会を実現する

れて行かれるため，交通事故は限りなくゼロに近付くう思うが，一つの方向性として示させて頂いた．多種ことになる．これは安全の面では喜ばしいことである

多様の乗り物が存在し，そして電気自動車においてもと同時に，ドライビング（手動運転）という一つの楽

手動運転と自動運転が共存し，移行する期間はより混

しみの終焉を意味することにもなる．絶対的な安全を沌とするはずである．技術と技術の狭間の黎明期・過優先するならば，ドライビングは不要となるが，車を渡期においては，混乱とともに新しい技術が生まれる

運転することの楽しみがなくなってしまうことは非常おもしろい時代でもあるはずであり，若者にとってもに残念なことである．

チャンスが訪れるはずである．

唯一，手動運転が継続される望みがあるとすれば，倒的な強みによって，手動運転でも自動運転に匹敵す

9 むすびるだけの安全性を担保できることを証明することであ

今一度，我々が置かれている状況を確かめるために，る．そうすれば，手動運転という選択肢も残される可そして，現実の問題に目を向けすぎて近視的になりす

能性があり，筆者は個人的に期待している．

ぎ，未来のことを忘れてしまうことへの警鐘を鳴らす

ガソリン車に対して 100 倍安全という電気自動車の圧

いずれにせよ，いつでもどこでも自動的に車が人をため，石油・ウラン・天然ガス・石炭の枯渇する 118

運ぶことが計画的に行われると，渋滞を減らすため信年後というくだりから話を始めさせて頂いた．もし，号のタイミングもリアルタイムで計算され，社会全体

118 年後にエネルギーが全てなくなり，サスティナブのシステムとしてエネルギーが最小になるように運用

ルなエネルギーが得られないとなると，1900 年ごろかされることになろう．当然，エネルギーは途切れなく

ら指数関数的に増加し 2130 年に枯渇するとされる大ワイヤレス給電によって供給されることになる．

エネルギー消費時代である 100 〜 200 年の間に生きた

このような社会においては，カーシェアが一般的に

我々現代人は，未来の人々から恨まれてしまうであろなる可能性がある．個人所有の車のメリットはいつでう．当然ながら，現代の幅広くかつ凄まじいスピード

も車が使えることと，ドライビングの楽しみにある．

で進化している技術が，サスティナブルな社会を実現

しかし，完璧なオンデマンド型の無人走行システムをしてくれることを信じて我々は研究に勤しんでいるわ

備えたカーシェアリングによって，個人所有の車のメけである．現実的な経済活動に身を置いてしまうと，

リットとほぼ同様の利点が享受でき，駐車場も必要と子供のころ誰しも一瞬は抱いたような高尚な願いをしないメリットも生まれる．なくなるのは，自分の車もって人類への貢献を行うことをしなくなってくる傾という所有権や愛着である．つまり，現状では，個人向があることは否めない．若いうちに大きな視点をもっが車を所有しても，一日のうち通勤以外ではほとんどて世界で活躍するという強い心を養えるかどうかが，稼働していないで，駐車場に置かれており，稼働率やこの国の若い研究者が世界でリーダシップをとれるか

駐車場占有率から考えると非常にもったいない状況で否かの境目であるという思いを込めて，回りくどく記

ある．しかし，カーシェアによって稼働率が圧倒的に述させて頂いた．

増えることにより，無駄のない社会になる．現代の車

さて，本稿では，若者向けに将来の未来交通というの多さを考えても，人々をまかなえるだけの量はある．

テーマで，夢を語らせて頂いた．将来の交通システム

近くに車があっても使えないのは，個人所有の車であとして，自動走行や走行中充電について触れたが，本ること，自動的に無人で車が搭乗者の所まで来てくれ

当は，車が空を飛ぶといってみたいところであった．現ないことにある．地域と時間帯における利用者分布を時点で，車が空を飛ぶ未来像を描くのは容易ではない．

考えて，リアルタイムに車が無人で移動し，最適配置

テラフジア社から販売受注も始まっているが，本稿でされていれば，常に近い場所に使用していない車が待は割愛させて頂いた．しかし，空飛ぶ車のような，若機されているので，待ち時間なしのオンデマンドな交者が将来の夢を抱いて他から笑われ呆れられるような通システムを作ることができる．つまり，これが，オ研究ができる環境作りも大切だと思っている．ワイヤ

ンデマンド型無人走行システムを備えたカーシェアリ

レス給電も，10 年前に 1 m を超えるエアギャップに対ングである．繰り返しとなるが，忘れてならないのがして高効率で電力伝送ができるといったら笑われたでワイヤレス給電である．エネルギーの供給のために手あろう．だが，今やそれは常識となってだれも笑う者

動充電して人が必要になっては，このコンセプトも崩はいない．では，次は何が来るであろうか．将来，
「昔

壊する．

は電気コードで充電していたり，電池切れという現象

さて，ではそう簡単に自動運転の社会が実現できるがあったんだよ．
」ということや，「昔は，ガソリンスタのかという懐疑的な声が聞こえてくる．当然，私もそ

ンドでガソリンを自分たちで車に給油していたんだよ」
解説論文

ワイヤレス電力伝送と電気自動車により実現される未来の交通社会

23

ということを孫たちに語る時代が来るといったら笑われるであろうか．恐らく，今現在では大半の方に笑われるであろう．だが，それでいいのだと思う．人々の気付
かないところで，ユビキタスエネルギー社会の実現の足音はすぐそこまで来ている．今の常識を覆してこその研究者であり，そのような若者がたくさん出て来てこそ，この国と世界も豊かになると思われる．
■ 文献（1） BP Statistical Review of World Energy 2011,
http://www.bp.com/statisticalreview（2） A . K u r s , A . K a r a l i s , R . M o f f a t t , J . D .
Joannopoulos, P. Fisher, and M. Solja㶜i㶛,Wireless power transfer via strongly coupledmagnetic resonances, Science Express, vol.317,
no.5834, pp.83‒86, June 2007.
（3） 居村岳広， ワイヤレス給電が実現する未来社会，
CIAJ Journal, vol.50, no.9, pp.9‒13, Sept. 2010.
（4） 居村岳広，堀 洋一， 電磁界共振結合による伝送
技 術， 電 学 誌，vol.129, no.7, pp.414‒417, July
2009.
（5） 居 村 岳 広， 岡 部 浩 之， 内 田 利 之， 堀 洋 一， 共振時の電磁界結合を利用した位置ずれに強いワイ
ヤ レ ス 電 力 伝 送， 電 学 論（D），vol.130, no.1,
pp.76‒83, Jan. 2010.
（6） 居 村 岳 広， 岡 部 浩 之， 内 田 利 之， 堀 洋 一， 等価回路から見た非接触電力伝送の磁界結合と電界
結 合 に 関 す る 研 究， 電 学 論（D），vol.130, no.1,
pp.84‒92, Jan. 2010.
（7） 居村岳広， 磁界共振結合のワイヤレス電力伝送における中継アンテナの等価回路化， 電学論（D），
vol.131, no.12, pp.1373‒1382, Dec. 2011.
（8） 堀 洋一， 電気自動車の制御 ─ 東大三月号のめざすもの ─ 計測と制御，vol.45, no.3, pp.243‒253,
March 2006.
（9） 総務省 電波有効利用の促進に関する検討会 報告
書 別 紙 1, p.31, 2012.12.25.（http://www.soumu.
go.jp/menu̲news/s-news/02kiban09̲03000173.
html）（10） h t t p : / / w w w. i e e e . o r g / a b o u t / n e w s / 2 0 1 2 /5september̲2̲2012.html（平成 24 年 11 月 27 日受付，平成 25 年 1 月 21 日再受付）

居村岳広 （正員）2010 年 3 月東大大院工学系研究科
電気工学専攻博士後期課程卒．同年
同大大院新領域創成科学研究科助教．現在，電磁界共振結合，電磁共鳴を用いた電気自動車や電気機器へのワイヤレス電力伝送の研究に
従事．

堀

洋一

1983 東大大院博士課程修了．助手，
講師，助教授を経て，2000 年 2 月
よ り 電 気 工 学 科 教 授．2002 年 10月より同大学生産技術研究所教授．
2008 年 4 月より同大学大学院新領域創成科学研究科教授．専門は制御工学とその産業応用．

24

通信ソサイエティマガジン No.25 夏号 2013

小特集

無線技術でスマートな社会を実現する

省資源・省エネに有用なワイヤレスハーネス技術
Wireless Harness Technology Contributing to Resource- and Energy-Saving
伴弘司

Hiroshi Ban †北沢祥一

Shoichi Kitazawa †小林

聖Kiyoshi Kobayashi †様々な機器を無線で接続して自動化やシステムの効率化を進める機器間通信（Machine-to-Machine，
M2M）技術が広がりを見せている．この技術を狭小な機器内空間に適用して機器内の部品間の通信用
配線を無線化しようとするのがワイヤレスハーネスである．我々はこれまでに ICT 機器内の通信用ハーネスに着目し，その無線化の要素技術の確立と効果について検証を進めてきた．今年度からは対象を車両に向け，燃費向上や省エネ化を進める車載ハーネスの無線化技術の研究を開始したところである．ワイヤレスハーネスを特徴付けるものは，部品が多く金属に囲まれた狭小な空間内という伝搬環境と，低システム遅延や多元接続性などの通信要求仕様である．ただし，後者については適用シーンによって様々な考え方がある．ワイヤレスハーネスは軽量化をテコとする省資源・省エネに効果があるだけでなく，作業性向上などの様々なメリットがあるが，実用化例はまだ多くない．コストとともに信頼性や厳しいシ
ステム要件がハードルになっているように思われる．そこで，我々のこれまでの研究成果を振り返るとともにワイヤレス
ハーネスについて内外の動向を紹介し，そのユニークさや有用性，課題などについて論じる．

Summary

Key Words

無線通信，ワイヤレスハーネス，機器内通信，省資源

1 はじめに億台にも達すると予想されており，様々な末端機器を接続する手段として無線通信に期待される役割は大きい．

この四半世紀で無線通信は大きく飛躍した．携帯電話

この M2M の派生的な領域の一つに，機器内通信がの普及は目覚ましく，総務省の報告によれば携帯電話とある．本稿で述べる機器内通信は，機械や装置（以降，PHS を合わせた国内の契約数は 2012 年 3 月末で 1 億

機器と総称する）の内部の部品間，典型的にはセンサ

3,000 万台を超え，更に増加しつつある状況である．平

と制御ユニットやコンピュータの通信線（ハーネス）

均で赤ちゃんを含めて一人 1 台以上の割合になる．またを無線通信に代替しようとするものである．ハーネス

身の回りでは，無線 LAN やコードレス電話，ハンズフの無線化という意味でワイヤレスハーネス（wirelessリーフォンなどが普及し，電車やバスの料金，自動販売

harness）と呼ばれる．イメージを図 1 に示す．また，機やコンビニエンスストアの支払いも非接触 IC カード，

典型的な適用シーンの特徴を表 1 に掲げる．ただし，

つまり無線デバイスでの決済が浸透してきている．更に，論 文 等 で は 適 用 対 象 別 に intra-vehicular や intra-

Bluetooth や ZigBee，UWB（Ultra Wide Band）等のspacecraft，intra-satellite などの表現もよく見受けら

近距離無線通信デバイス（Short-Range Device, SRD）

れる．後に述べるように，機器内の無線通信はマルチやセルラシステムを用いて機器間の通信を自動化するパスの多い狭小な筺体内という伝搬環境の側面と，低M2M が様々なシーンで普及しつつある．ワイヤレスマ

遅延で多元接続性が求められるという通信の 2 面にウスや携帯電話間のデータ転送などが身近なところで目にする典型例であるが，そのほか，電力や水道などの自動検針システム，監視システム，ETC 自動料金収受シ
ステム，ヘルスケアシステムなどのインフラに近い領域にも拡大している．インターネットを基盤としてありとあらゆるモノを接続して社会の効率化を図っていこうとする IoT（Internet of Things）という包括的な考えの下で，ネットワークに接続する機器は 2020 年には 500†

ATR 波動工学研究所，京都府
ATR Wave Engineering Laboratories, Kyoto, 619-0288
Japanⓒ電子情報通信学会 2013

図1

通信用ハーネス削減のイメージ図．中継ノードは分散処理を行う制御ユニットでもよい
解説論文

省資源・省エネに有用なワイヤレスハーネス技術

25

よって特徴付けられていると考えている．それらは様々が，それ以上に技術的なハードルが高いのが大きな原な機器への適用において共通的な要件になり得ると考因といえそうである．

え ら れ た の で， 包 含 す る 意 味 で 機 器 内 通 信（In-そのハードルの一つがシステム遅延と思われる．機

machine）という呼び方を考えた．これは我々の造語

器内通信は M2M の派生的な位置付けと記したものの，である．

両者にはシステム遅延に関する要件に大きな相違があ

機器内の通信という意味では，回路基板間や半導体

る．機器内通信では多くの場合，センサのセンシング

デバイス間のインタコネクションをミリ波を用いた高周期に起因してセンサ情報を制御系に伝達する際のシ速ワイヤレス通信で実現して，パッドやワイヤリング

ステム遅延は 1 ms 程度以内であることが求められる．

の不要化とパッケージのダウンサイジングを狙う検討

しかし M2M では，基本的には個々の Machine は独立（1）

が，本稿で述べようとするワイヤレ

しているために，機器間の通信に関する遅延への要件

スハーネスとは要件がかなり異なることから，本稿ではそれほど厳しくない．要件の分析については 3 章では紹介にとどめる．また，950 nm の光通信を用いた

詳細に述べることにする．

も行われている

ハーネスのワイヤレス化も検討されている．地上実験

なお，ハーネスには通信線のほかに給電線がある．

だけでなく人工衛星に搭載して検証実験まで検討され給電用ハーネスが残るのでは重量削減にしろ効果が半ているが，興味深い取り組みではあるものの，これも減するではないか，と御意見を頂くことがある．給電（2）．

紹介にとどめる

線のワイヤレス化は無線電力伝送ということになるが，

さて，ハーネスを削減して無線化することには様々

コードレス電話等では商用化され，電気自動車の給電なメリットがある．その有用性を表 2 に整理する．詳方法としてもホットな分野であり，機器内での電力伝

細は 2 章以降で述べるが，最近の機器の中には実に多送も可能になれば面白い技術になると期待できる．たくのセンサが実装されている．また，それにしたがっだし，現状は航空宇宙利用（3）や半導体のチップ間電力てハーネスの量もかなり多い．典型的な機器ではセン

伝送（4）などで幾つか検討例がある程度であり，機器内

サは 200 個以上搭載され，ハーネスの重量は全体重量の給電線を置換するための多元的な電力伝送の報告例の 10％を超える場合もある．更に，安全性やユーザのはないようである．少なくとも，機器内の制御系回路

利便性向上，サービス性向上のために，センサの搭載に対する電磁妨害（EMI）をどう処理するのかは大きは今後増える方向にある．したがって，ハーネスに関な課題と想像される．

わる課題は今後更に顕在化する傾向にあると思われる．
快であり，システム要件も多くの場合はっきりしてい2 ワイヤレスハーネスの検討例

る．しかし，現実的には導入はまだ限定的であるのがワイヤレスハーネスはハーネスを削減するだけでなく実情である．導入が進まないのはコスト等の面もある

ハーネスに付随するコネクタ等の周辺部品も削減でき，ハーネスに関わる問題点やワイヤレス化のニーズは明システム設計次第では電子制御ユニットなどのノードの表1

ワイヤレスハーネスの適用シーン

項目集約化にも貢献できる可能性がある．また，外部との通シーン／仕様信も可能のため，機器のヘルスモニタリングとして保守

伝搬環境

機器の内部

作業の大幅な軽減が期待できる．そのほかにも様々な視

伝搬距離

1 〜 2 ｍ程度以内

点から多くの機器で検討されている（図 2）
．以下では

伝送情報

センサデータ（8 〜 12 bit）

システム遅延

1 ms 以内

接続数（センサ数）

〜 200

表2

ワイヤレスハーネスのメリット

省資源，軽量化
耐環境性（耐熱性）向上
組立工程の簡略化
操作性の向上小型化，設計の自由度向上
保守支援
接続先の再構成
図2
26

通信ソサイエティマガジン No.25 夏号 2013

ワイヤレスハーネスの検討分野例

小特集

無線技術でスマートな社会を実現する（PC）については Redﬁeld らの報告がある．UWB の幾つかの有望な適用領域について各論的に説明する．

周波数帯を対象として，PC 内部の近接場の伝搬特性や2.1 ICT機器

遅延特性の基礎的な解析を行っている（11）．PC 内のハー内部にメカトロニクス搬送系を含む ICT 機器，例えネスの量はそれほど多くないため，重量ではなくコネ

ば ATM や券売機などは，搬送系のモニタリングを主とクタや基板のレイアウトの自由度などに着目している

して内部に 200 個程度のセンサを含み，ハーネスの延のではないかと想像している．内部のモジュールがコ

べ長さは数 km 以上に及ぶ．また機器の内部は部品がネクタフリーになれば，モジュールを接続せずに置く

非常に密に実装されることから，ハーネスは機器の内だけで PC ができるかもしれない．

部を引き廻す形でレイアウトされることが多く，これが重量増に拍車をかける原因にもなっていた．

なお ICT 機器内部で発生するノイズは，我々の検討ではせいぜい 1 GHz 以下で観測されるのみであり，マ

このような動機付けから，我々は沖電気工業（株）

ザーボードや液晶ドライバのクロックに起因すると推及び日本電信電話（株）との共同体制で，ICT 機器の測している．おそらくほかの多くの ICT 機器の内部でグリーン化という目標を立ててワイヤレスハーネス技も同様と思われ，2.4 GHz や UWB を使う限りでは干

（5）
，
（6）

術の研究開発を行ってきた．この研究開発を通して，機器内という狭小な伝搬環境における電波伝搬の特性について知見を深めるとともに，2.4 GHz の小形

渉源にはならない．

2.2 自動車

無線通信モジュールの開発，専用プロトコルの開発な

自動車における無線利用には，キーレスエントリー，

どの一連の要素技術の開発を行った．その結果，ICT

VICS，ETC 等があり，タイヤ空気圧モニタリングシス

機器の内部の伝搬環境に関しては，マルチパスリッチ

テム（TPMS （Tire Pressure Monitoring System），

な環境であること，送受信間の距離が 20 cm 程度以内

2007 年より米国で装着義務化，2012 年欧州で法制化，では見通し内（Line of Sight, LOS）伝搬，それを超え2013 年韓国で法制化，日本は検討中），車車間通信やると見通し外（Non-Line of Sight, NLOS）伝搬になる

路 車 間 通 信 な ど の DSRC（Dedicated Short Range

こと，伝搬は，比較的近い位置関係では強い主波の存Communications）も検討が進んでいる．そのような在を示す Nakagami-Rice モデルにフィットし，機器深シーンを含め，自動車で取り扱われる情報の種別や内部との送受信では多くの素波の存在を示す Rayleigh モ

容を概観整理すると図 3 となる．自動車では安全性が

（7）
，
（8）

．

最優先であるため，特に動力系制御や走行制御などの

また，システム遅延は 1 ms 以内，多元接続数は最大「走る・止まる」に直接関わる情報を無線化することは200 と仕様設定を行って，周波数時分割多元接続方式

ハードルが高い．しかし，自動車の情報は多様性に富に基づく適応チャネル制御，空間選択ダイバーシチをんでいる．既に TPMS や ETC が導入されていることか併用した周波数選択プロトコルを開発し，低遅延・多ら，便益性が明確であってフェイルセイフが担保され元接続無線通信の基本技術に目途を立たところであていれば，ハードルがそれほどではない運転支援，ボデルにフィットすること，などを明らかにした

（6）
，
（9）

．同時に，ハーネスをワイヤレス化する差分にディ制御，アミューズメント等への導入は今後ますま着目してライフサイクル評価を行うことで，CO2 排出

す増えるものと想像している．むしろ課題は共存手法量を指標とした環境側面の定量的評価を行った（10）．こにあるかもしれない．

る

こではライフサイクルとしてハーネスや無線モジュー

さてハーネスに関していえば，車の情報化を背景に

ルなどの製造工程から，装置組立工程，使用期間の電力，廃棄の一部を含む工程と定義し，その各工程における材料の原単位やエネルギー使用量から CO2 排出量に換算している．工程中に逸散するメタン等の温暖化ガスの寄与分も考慮して最終的に CO2-eq（等量）に換算すると，ハーネスの削減効果はやはり大きく寄与し，
例えば ATM のセンサ用ハーネスを全てワイヤレス化す
る場合，1 台あたり約 40 kg の CO2-eq 排出削減が期待できること，また，ICT 機器の内部構造によって適不適はあるものの，ワイヤレスハーネスは環境側面において一定の効果が期待できることを明らかにし
（5）
，
（10）

た

．

典型的な ICT 機器であるパーソナルコンピュータ

図3

自動車で取り扱われる主な情報

解説論文

省資源・省エネに有用なワイヤレスハーネス技術

27

車載ハーネスは増加傾向にある．現在，高級車で 30 〜

ハーネスの関わる安全性や故障，ミッションの休止，

40 kg 程度，軽自動車で 10 kg 程度あるといわれてい

保守作業の人的稼働の多さ，ハーネスのレイアウトやる．特に最近は安全性や利便性を高めるために，様々引き廻しの難度，等の課題が指摘されている．自動車

なセンサやカメラの搭載が普及しつつあることから，と視点は類似しているものの，ハーネスが関わる故障

データ量も増えている．国土交通省公開の車両重量別

やメンテナンスの多さから，安全性向上や稼働率向上（12）から推計すると，ガソリン乗用車のためにワイヤレス化に取り組む姿勢がある点は興味

は 1 kg の軽量化により燃費はおおよそ 10 m/L 改善さ深い．また，機体が事故等で損傷を受けてもワイヤレれる．これを基に，かつ車種に応じて 2 〜 10 kg の範スは囲で軽量化ができると仮定すると，日本全体では年間受信間は 30 m 以内，遅延分散は 100 ns 程度内，ジャ25 万 kL 超 の ガ ソ リ ン の 節 約 と 60 万 ト ン を 超 え る

ミング対策としてオンボードのセンサ情報の通信に符CO2 排出量の削減が可能と試算ができる．最近はハイ号 分 割 多 元 接 続（Code Division Multiplex Access,ブリッドカーや電気自動車が普及し始めているためにCDMA）が検討されている．

燃費の統計データ

断線しないという視点もある．基本要件を送あくまで試算であるものの，輸送機関の軽量化によるまた，保守支援システムの視点からワイヤレスセン

燃費改善は波及効果が大きい．また，自動車のエンジサの有用性が指摘されており，機体のヘルスモニタリ

ンルーム内においては熱環境対策という視点からもワン グ の 用 途 で は Bluetooth を 有 望 視 す る 向 き が 多

イヤレス化のニーズがある．

い（22）．

自動車内のワイヤレス化の検討としては，車内空間

客室内については搭乗者へのサービスや客席のモニや後方部の制御やセンシングを目的とした UWB の検

タリングの観点からワイヤレス化の検討が行われてい討 例 が 多 い． 小 林 は 周 波 数 帯 域 幅 と fading depth

る．Airbus A319 の客室内で 3 〜 8 GHz の伝搬特性の（フェージングによる受信強度の落ち込み）の関連を評測定を行い，オフィス環境における伝搬との類似性と，

価 し，UWB を 使 う な ら 車 室 内 環 境 で は マ ル チ パ ス

金属機体内に起因する強い多重反射環境の相違点の指フェージングの影響が軽減され一様な伝搬損の分布が摘がなされており，直交周波数分割多重（Orthogonal（13）．Niu らはテスト

Frequency-Division Multiplexing，OFDM）の適用性

ベッドを作製して実用性の検討を行っている（14）．また，とともに UWB の有用性が示唆されている（23）．20 m

負荷の軽いアプリケーションに近い領域では Bluetooth

程度の客室内には送受信機の位置関係で LOS 環境とと CAN（Controller Area Network，車載ネットワー

NLOS 環境が起こり得るが，遅延分散はせいぜい 30 ns

得られることを明らかにしている（15）

クの一つ）とのマイグレーション

や ZigBee ライク

であり，伝搬損は 30 〜 50 dB 程度とされている．

（16）

な通信システムも検討されている．

これらの基礎的検討として，車体下部や内部における電波伝搬損の解析も UWB（17）や 2.4 GHz（18）で行わ人工衛星や宇宙船では航空機以上に重量は重要な問れている．ただ，IEEE802.15.4 に準じると遅延時間は題であり，その一方でワイヤリングは信頼性確保のため（19）

15.9 ms 以下にすることは困難であり，衝突防止プに多重化されるため，重量軽減や省スペース設計等のロ ト コ ル で あ る CSMA/CA（Carrier Sense Multiple

観点からワイヤレス化のメリットが大きい．小形人工衛

Access/Collision Avoidance）を用いると平均的な遅星の場合，ハーネスはプラットホームのコストの 10％

延時間は 45 ms 以上と更に長くなる（20） ため，選択肢

を占め，乾燥重量の 15％を占めるともいわれており，として難しい側面がある．

UWB, Bluetooth, ZigBee, WiFi などの適用性について

自動車のハーネスのワイヤレス化には明確なメリッ比較検討がなされている（24）．また，ワイヤレス化にはトがあるものの，これらが実用化に結びついていない

適応的な回路構成の変更・再構成ができ得る点も指摘のは求められる信頼性に対するソリューションがないされている．しかし，宇宙における利用に際しては様々

ことや，技術要件のミスマッチがあるのではないかとなシーンに起こり得る電磁波干渉への対策が必須であ想像している．

り，宇宙という環境の要素も考える必要がある（25）．
伝搬環境の側面から見ると，人工衛星の内部は密に実

2.3 航空機装された狭小な空間であり，きょう体や部品類は金属製

航空機にもハーネスが多量に実装されており，多くが基本のために無線通信にとって多重反射の厳しい過酷の課題が認識されている．その最たるものは重量であな環境になる．そのため，狭帯域では 30 dB 程度も低り，例えばブラックホークヘリコプタではコンピュー

下する fading depth が顕著に現れ，また遅延分散に関タとセンサを接続するハーネスが約 900 kg 程度もあしても，金属製のシールドボックスを用いたモデル実験（21）

り，積載量の制約要因の一つになっている
28

2.4 人工衛星・宇宙船

通信ソサイエティマガジン No.25 夏号 2013

．同時にか ら 100 ns 程 度 以 上 に な り 得 る こ と が 示 さ れ て い小特集る（26）．ただし，fading depth は周波数帯域を 200 MHz

無線技術でスマートな社会を実現する
でフィッティングを行い，伝搬損の平均カーブを求め以上確保すればほぼ解消すること，遅延分散は電波吸収た（図 4 の赤線）
．ここで，P；伝搬損［dB］，f；周波体の挿入により 20 ns 以下に低減し得ることなどが明ら

数［GHz］，A，B；係数である．

かにされており，UWB の有用性が指摘されている．

各機器の 40 〜 70 点の各測定データについてこのよ
うな処理を行い，周波数 3 GHz における平均伝搬損を

3 機器内伝搬環境と機器内通信の要件
3.1 伝搬特性及び遅延特性

求め，送受信間直線距離（TX-RX 間距離）に対してプ
ロットを行って依存性を評価した．結果を図 5 に示す．
なお，機器きょう体の大きさは外寸でせいぜい全高が2 m 弱であり，今回は内部の機構やハーネスの位置な

本章では，ICT 機器について行った我々の検討を紹どから TX-RX 間距離を 1 m 以内として評価している．

介する．2.1 節で述べたように，ICT 機器のハーネスのマクロに見れば 20 cm 程度以内の LOS 環境では 4 機器

ワイヤレス化を検討する際にシステム遅延は 1 ms 以とも似たような位置にプロットがきた．それ以上の距離

内， 多 元 接 続 数 は 最 大 200 と 仕 様 設 定 し た． ま た，

では機器の内部構造や材質の違いなどが現れ，特に，

ビット誤り率（BER）は 10 ­6 以下を目標とした．この

内 部 が ほ か よ り も 密 に 実 装 さ れ て い る ATM で はような通信を機器内で達成するための基礎検討として，

TX-RX 間直線距離が 30 cm 以上の NLOS 環境で 50 〜

伝 搬 損 と 遅 延 特 性 を 評 価 し た．ICT 機 器 と し て は

70 dB と，ほかよりも伝搬損が大きくなった．この位置

ATM，券売機，自動販売機，中形業務用プリンタの 4は機器の深部との通信になり，累積確率密度分布の解機器を用いた．

析から Rayleigh 散乱が支配的であることが分かっていICT 機器内の環境は，周囲がきょう体で囲まれ，多る（7）．そのような条件下では，TX-RX 間距離への依存

数の部品モジュールが密に存在する，狭小な閉空間で性は見られなかった．強い主波がなく，機器内の様々なある．伱間はせいぜい，無線の波長（例えば 2.4 GHz

所で多重反射した素波が伝搬を担うため，TX-RX 間のでは波長 12.5 cm）の数分の 1 程度しかない．そのよ

直線距離は意味を持たなくなると考えられる．

うな機器内部におのおの 40 〜 70 か所の測定点を設け，同様に各機器内の 40 〜 70 か所について，周波数特薄型のチップアンテナを設置して伝搬損の周波数特性性の逆フーリエ変換から遅延特性も評価を行っている．

を測定した．アクセスポイント（RX）を機器の制御部

表 3 に結果を整理する．これらの機器はきょう体や内近傍に設置し，送信アンテナ（TX）を機器内部の様々部の部材に金属が多用されていても，底部や放熱用ス

なか所とした（図 1）．機器内で発生するノイズが 300

リットなどの開放部，表示用等の液晶パネルや樹脂部〜 800 MHz で観測されたため，1 〜 8 GHz で評価をなどがある．このような，電波が散逸しやすい構造があ行った．伝搬損特性の典型例を図 4 に示す．伝搬損特るために，比較的短い遅延時間に留まり，遅延プロファ性は多数の急峻な fading depth を示し，機器内が多重イルの標準偏差を表す遅延スプレッドも小さい値に留伝搬環境であることを示している．累積確率密度分布

まったと考えている．比較のために 40 cm 角の金属模による伝搬モデル解析の詳細は文献（7）を参照頂きた

擬きょう体を作って完全密閉した環境にすると，内部でい．この伝搬損特性を周波数減衰を示す次式の遅延は 200 ns 以上になった．また，開放部の少ない

P = A log f + B,

図 4 ICT 機器内における伝搬損特性の典型例．送信点は機器の中央で NLOS の位置

PC の内部では，きょう体は小さいものの遅延スプレッ
ドは 23 〜 26 ns 程度（11）になる．それに比較して，我々

図5

機器内における平均伝搬損の送受信間直線距離依存性．平均伝搬損は周波数 3 GHz で評価
解説論文

省資源・省エネに有用なワイヤレスハーネス技術

29

表3

ICT 機器内における遅延特性

機器

平均遅延時間［ns］

遅延スプレッド
［ns］

ATM

50〜20

3〜11

券売機

5〜13

3〜7

自動販売機

5〜17

3〜11

プリンタ

3〜11

1〜7

が評価した ICT 機器の遅延スプレッドは半分以下であった．
機器内とみなせるようなほかの機器のシーンについ

図6

自動車のエンジンルーム内で測定した伝搬損．送受
信間距離は約 40 cmては，例えば自動車のエンジンルームの中，具体的にはエンジンの上下間においては，伝搬損は 51 〜 55 dB

もって検討されるために，要件は明確な場合は多い．

程度となり，累積確率密度分布解析から強い主波が存

逆に機器それぞれによって要件は異なるため，一般化

在するマルチパスリッチな伝搬環境であることが報告には難がある．そこで，ここでは多数のセンサ情報の（18）．我々もエンジンルーム内での伝搬評価

収集という観点から考察を行うことにする．そうするを行い始めたところである．測定結果の一例を図 6 にと基本的な要件は，多数の端末から情報をリアルタイ

示す．複数箇所を測定しており，今後は追って解析をムで受信するという低遅延多元接続性になる．それぞ進める予定である．エンジンルーム内は金属が多用されのセンサ情報は 8 bit かせいぜい 12 bit 程度である．

れる環境であるものの，目視で判断する限りでは部品

多元接続数は機器内のセンサの数量と見ると，ICT 機間の空間は ICT 機器よりも広い．そのため，懸念する器で 200 個程度，自動車で 150 個程度であることから，

ほど伝搬環境は厳しくない可能性がある．

一つの指標として 200 個程度が妥当な数字と思われる．

されている

自動車については，車内空間におけるワイヤレス利

また，通常のセンサが常時モニタリングの形態で動作用の検討の報告例が圧倒的に多いが，車内空間はドア

する場合はセンシング周期が 1 kHz であることが多い

や車体に囲まれた機器内ともみなせるし，電波を透過ために，システム遅延は 1 ms 以内となる．システムがするガラス窓があり，比較的広い LOS 環境を持つ半開

間欠的にセンシングする場合はこの条件でカバーされ放系の空間ともみなせる．伝搬特性から見ればマルチると考えることにする．センサ情報をパケット送信す

パスリッチな環境であり，3.1 〜 10.6 GHz の UWB のる と，1 パ ケ ッ ト あ た り ヘ ッ ダ 等 を 含 め て 数 10 〜

領 域 で は 40 dB 程 度 の 伝 搬 損， 遅 延 ス プ レ ッ ド は

100 bit 程 度 必 要 に な る． し た が っ て， 全 体 で 約（13）

12 ns 程度との報告がある．なお，搭乗者による伝搬損は 3.1 〜 10.6 GHz の帯域幅において 5 dB 程度と見積もられている．

なお，ここではセンシングは常時モニタリングの形態を考える．センシングの形態としてはイベントドリ

遅延スプレッドは，最大の通信速度を見計る上で重ブン型もある．情報の重要性が低く，システム遅延の要である．シンボルレートの 1/10 以下程度であれば等要件が緩く，情報が伝達しなかった場合に再送するこ

化器や OFDM などの耐マルチパス技術を用いなくともとで差し支えないようなケースなら，イベントドリブ

通信は可能であるという一つの一般的な指標から判断

ン型でも差し支えない．しかし，ワイヤレス通信の課

すると，10 ns で 10 Msps まで可能という指針を得る

題である干渉やバーストノイズ等による通信断とセンことができる．実際，図 5 に示す伝搬損の環境の中でサの情報がないことの区別を付けにくいため，システ

我々は 2.4 GHz ISM 帯を使用し，シングルキャリヤのム遅延の要件が厳しい場合には，状態の通知を連続的GFSK（Gaussian ﬁlterd Frequency Shift Keying）をに行うモニタリング型である必要がある．

用いた 1 Mbps の通信モジュールを用いて，BER（Bit­6

これらの低遅延・多元接続性の二つの切り口で SRDを達成している．また，信号発生の UWB，Bluetooth，ZigBee，Wi-Fi を 俯 瞰 す る と，器を用いた基礎検討では 5 Mbps も問題なく通ること

表 4 に示すように，少なくとも接続ノード数の点でを確認している．

UWB と Bluetooth は難があるのがすぐに分かる．マル

Error Rate）は 10

3.2 機器内通信の要件
機器内通信は機器の改善手段という明確な目的を
30

20 Mbps の通信量となる．

通信ソサイエティマガジン No.25 夏号 2013

チホップを用いたツリー型のネットワーク構成はホップ間の遅延時間のために，低システム遅延を満足することは難しい．ZigBee は低速すぎるし，Wi-Fi は衝突

小特集
表4

接続可能なノード数

無線技術でスマートな社会を実現するあるが，実利用可能な機器内通信を実現するためには

近距離無線通信デバイス

最大接続ノード数

更なる技術検討が必要と感じている．

UWB

8

謝 辞

Bluetooth

8

ZigBee65,535

Wi-Fi

2,007

本検討は総務省戦略的情報通信研究開発推進制度（SCOPE）受託研究「装置内ハーネスの無線化を実現
する低遅延多元接続通信技術の研究開発」の一環として行いました．また，多くの伝搬測定を行ってくれた
阿野進研究技術員に感謝します．

防止の CSMA/CA が実装されているので，そのままではシステム遅延を保証することは難しい．結局，このような点だけでも汎用の SRD をそのままの形で適用することに難があることが分かる．
加えて，干渉対策も大きな課題である．もし 2.4 GHz
等の ISM 帯を使うとすると，異種システムの共存が前提となってしまう．一方，専用の周波数帯を使うことが可能であれば異種システムの共存については回避できるが，非同期の同種システムが共存する可能性は残る．機器が並列に設置されたり，自動車がすれ違うときなど，被干渉と与干渉を解決する必要がある．一つの解は CDMA と思われるが，同時にきょう体のアイソ
レーションを高める，送信出力を下げる，距離減衰の大きな高周波を用いる等，複合的な対策が必要と考えられる．
なお，バス配線のワイヤレス化も興味深い適用先であるが，上述のセンサの議論とは異なり，接続ノード数は低くても，高速性と低システム遅延がより厳しく求められるはずである．また，光ファイバ通信と競合の可能性もあり，環境が高温である等の特別な理由がない限り，バス配線のワイヤレス化のニーズは限定的と思われる．

4 まとめ
ワイヤレスハーネスは，様々な機器の軽量化や省スペース化を促進する大きな可能性を持っている．それが輸送機関においては燃費の改善や積載量の増大化などにつながり，省エネを促進するグリーン化技術としての面白さや有用性を持っている．また，ヘルスモニ
タリングやメンテナンス支援は機器の保守作業を大幅に効率化し，自動化を進めることができるため，今後，実用化の面では一番早いのかもしれない．配線が削減されることによるシステムデザインの自由度の向上，航空機における安全性や断線対策としての位置付けなども興味深い切り口であり，自動車における議論と比較すると面白い．
課題は，全てを満足するような適当な技術が現状まだないことである．求められる要件の一部は，フォー
ルトトレラントなシステム設計により回避できる点も■ 文献（1） K. Kawasaki, Y. Akiyama, K. Komori, M. Uno,
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解説論文

省資源・省エネに有用なワイヤレスハーネス技術

31

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32

通信ソサイエティマガジン No.25 夏号 2013

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（平成 24 年 12 月 12 日受付，平成 25 年 2 月 4 日再受付）

伴弘司 （正員）1982 東 工 大・ 工・ 高 分 子 工 学 卒．
1984 同大学院修士課程了．同年日
本 電 信 電 話 公 社（ 現 株 式 会 社 ） 入
社．環境 ICT 技術の研究に従事．現
在（株）国際電気通信基礎技術研究
所 波動工学研究所環境通信研究室長．博士（工学）．IEEE，応用物理学会会員．

北沢祥一 （正員）1993 近畿大大院工学研究科電子工学専攻博士前期課程了．同年松下日
東電器（株）（現パナソニックデバ
イス日東（株））入社．2005 年 10月（株）国際電気通信基礎技術研究
所 波動工学研究所に入社．2007
年大阪府立大学大学院工学研究科電気・情報系専攻博士課程了．入社以来マイクロ波・ミリ波デバイスの研究開発，通信方式の研究開発に従事，
現在 IEEE802.15 IG SRU Chair．

小林聖 （正員：シニア会員）

1987 東 京 理 科 大・ 工・ 電 気 卒．
1989 同大大学院修士課程了．同年
日本電信電話（株）入社．無線通信における変復調，同期制御等の信号処理アルゴリズム及び実装技術の研究に従事．現在，（株）国際電気通信基礎技術研究所・波動工学研究所長．次世代の無線通信技術及び電波利用アプリケーションの研究を推進．2007 〜 2012 筑波大大学院客員教授．2012 より室蘭工大客員教
授．博士（工学）．IEEE, AIAA 会員．

解

説

小特集

無線技術でスマートな社会を実現する

医療現場における
無線通信の需要と実現の条件
花田英輔

1

医療現場におけるコンピュータと通信技術の導入

Eisuke Hanada

島根大学医学部附属病院医療情報部

また近年は患者の医療知識が増えたこともあり，証拠に 基 づ い た 医 療（Evidence-Based Medicine, EBM）

医療現場では様々な規模と，専門性による違いがあが求められる．その結果，診断を決する情報を得るため

る．規模の面では外来診察室と待合室のみしかない医師に実施する検査の数と種類が多くなった．新しい検査手

1 名の診療所から，ベッド数が 1,000 を超え，勤務す

法と検査機器の増加もまた検査結果という情報の量と種る医師と看護師の数が 2,000 名を超えるような大規模類が増加することにつながる．

病院まである．専門性の面では 1 診療科のみを標榜す

医療機関は複雑な料金計算を容易かつ正確に行うこる施設から，臓器移植ができる設備を持つ 30 以上の診とを最初の目的にコンピュータを導入し始めた．現在こ療科を標榜するところまである．ここでは医療法が「病の機能を持つシステムは「医事会計システム」と呼ばれ，院」と定義する病床数 20 以上の医療機関，特に大規模患者数が比較的少ない診療所向けのシステムはパーソナな医療機関を対象として，無線通信導入の需要とその条

ルコンピュータでも動作可能である．

件について解説する．

その後，医師指示の各部門への正確な伝達，指示内容

現代の医療は専門化と高度化が進み，重篤な患者の場に間違いないかの確認，入力をできるだけ簡素化・自動合，その手当てを医師 1 人が全て行うことはほぼ不可化することなどを目的に「オーダエントリーシステム

能であり，必要に応じて診療所と病院が協力し，それぞ（オーダリングシステム）」が作られ，ここで初めて医師れの特性を生かしつつ分担して患者の治療を行う．これによるコンピュータ利用が始まった．現在では医師のカ

は人口の高齢化に伴う患者数増加と，専門領域の細分化

ルテ記載も電子化された形のシステム（電子カルテ）導と医師の偏在がもたらした，いわゆる「医師不足」にも入も進みつつある．加えて，ネットワーク技術によりこ原因がある．これに対し医師の負担軽減を一つの目的とれらの機能をサーバ / クライアント型システムで実現して，看護師や薬剤師，検査技師，栄養士などが協力しし，患者情報の集約とチーム間での情報共有が容易にて患者の治療に当たる「チーム医療」が推進されているなった．今や，大規模な医療機関ではコンピュータシス

（図 1）．大規模病院には 20 を超える職種があり，必要

テ ム（Hospital Information System, HIS）が 不 可 欠な職種の職員が，担当医師（主治医）を中心として，直なインフラである．HIS は患者情報データベースを中心

接的・間接的に患者のために働いている．

に，病院のほぼ全業務に浸透しているといってよい．筆者が属する島根大学医学部附属病院の HIS の機能構成
図を図 2 に示す．島根大学では 2008 年までにこれらの機能をほぼ全て稼働させており，約 50 台のサーバと約1,000 台の端末を用いて，医師や看護師のみならずほぼ全ての職種が HIS を使用し，有印文書等の印字が必要な項目を除きほとんどの書類の電子化を達成した．

2 医療における無線通信の需要とこれまでの対応

医療現場は患者情報や医師の指示，検査結果など大量の情報を HIS に蓄えるようになった．これらの情報を患
図1

チーム医療の概念（多職種が連携して 1 患者に対応する，例示職種は一部にすぎない）ⓒ電子情報通信学会 2013

者の傍ら（ベッドサイド）で参照・入力できれば作業の効率も上がり，また刻々と変化する患者の様態を常に最新の状態で入力でき，共有も可能である．その実現のため
解説

医療現場における無線通信の需要と実現の条件

33

解 説

Technology Reviews and Reports

図2

図3

島根大学病院の病院情報システム機能構成図（協力：東芝医療情報システムズ）

島根大学病院での無線接続 PC の利用形態（ナースステーションで使用中の様子）には無線通信の導入が有効であることはいうまでもない．
しかしつい最近まで，無線通信技術の導入を躊躇する
医療機関が多かった．これは 1990 年代後半に始まる携
帯 電 話 使 用 に よ る 医 療 機 器 の 電 磁 波 障 害（Electro-

図4

無線通信機能付き可動型放射線撮影装置（下に見えるフラットパネルを患者の撮影部位の下に敷き，アームの先から放射線を照射して撮影する）

Magnetic Interference, EMI）に対する不安と，電波傍受や不正アクセスによる情報漏えいに対する不安が大テムや可動型の無線通信機能付き放射線撮影装置（図 4）

きな要因といえる．

が開発され供用されている．PDA を用いたシステムは前者に対しては，総務省をはじめとする様々な実験結

点滴時の患者誤認や投与間違いを防ぐことを可能にする果（1）や電波法の規制，医療機器側のイミュニティ強化

ことで医療の安全を高めるとともに，患者情報の即時入等により一定の注意を払えば医療機器に電磁波障害が発力を可能にした．可動型の検査機器における無線技術の生しないことが明らかとなっている．
一方，
セキュリティ

活用は重症患者を移動させることなく検査可能とし，か機能の強化やネットワーク管理者の働きにより後者の脅

つ検査結果をサーバに無線伝送することで即時共有を可威は小さくなりつつあり，病棟全体に無線 LAN を設置能にした．

使用する病院が増えつつある．島根大学医学部附属病院

これら近年の技術とは別に，大規模医療機関では数十では 2003 年に病棟全体に無線 LAN（IEEE 802.11a）

年にわたり生体情報モニタ（図 5）が無線通信を利用してを導入し，HIS 端末全体の 10％を無線 LAN での接続

きた．常時管理が必要な患者の心拍数，呼吸数，動脈血中とした．現在は IEEE 802.11a と 11g を併用し，150

酸素飽和度（SpO2，percutaneous oxygen saturation

台を超える HIS 端末及び一部の医療機器，情報提示用

または oxygen saturation by pulse oximetry）などをの iPad 等が無線 LAN を通して通信している（2）．無線センサにより取得の上，有線でベッドサイドモニタに集LAN により接続する端末は移動可能なカートに載せて約し，これを 420 〜 450 MHz の無線通信によりナース使用している（図 3）．

ステーション等に置かれたセントラルモニタに送ること

また，PDA を活用した看護師業務軽減に向けたシス
34

通信ソサイエティマガジン No.25 夏号 2013

で，複数の患者状態を集約的に観察可能にしている．

小特集

図5

無線技術でスマートな社会を実現する

生体情報モニタ（左：ベッドサイドモニタ，後方のアンテナ付きの箱が無線送受信ユニット 右：セントラルモニタ，1 画面で最大 8台のベッドサイドモニタの状態を表示可能）

3 医療現場への無線通信導入に必要な条件

図6

医療用マイクロ波治療器

更に，同一空間で同じ周波数帯を用いる複数規格の無線通信が併存する可能性もあり，また外部から信号が侵

医療現場は基本的に患者の安全を第一に考えるが，近入するおそれもある．これらの状況を把握し，影響（通年の医療費削減や医師不足，看護師不足など労働環境の

信途絶や混信，接続先の混乱）を最小限にしなければな

悪化に伴い作業効率や費用対効果を重視せざるを得ない

らない．

状況にある．無線通信の導入もその一環とされる場合が3）可用性の確保ある．残念ながら多くの医療機関では無線通信の技術及a）システム自体の可用性確保

び運用に詳しい職員がいることは少ないため，有効利用

サーバ / クライアント型システムが無線通信を用いるできない状況が発生し得る．そこで無線通信導入に向け場合，ネットワーク構成がサーバからアクセスポイント

考慮すべき要件をまとめる．基本的にデータ通信の場合までは有線であり，アクセスポイントから端末までが無を想定する．

線となっていることが多い．
しかし，端末を操作するユー

1）流通データ量とユーザの種類・数の決定

ザにとってはアクセスポイントが停止しても，有線部分

無線通信はインフラがあっても流すべきデータがな（例えばルータ）が停止しても，サーバにアクセスできければ意味はない．流すべきデータの種類はユーザによなければ業務ができない．医療機関は，たとえ停電した

り大きく異なる．まず無線通信を職員専用とするか，患としても患者に対応する必要がある．

者も使用可能にするかについて決定が必要である．そのしたがって，アクセスポイントを含むネットワークの上で，流通データをテキストのみか，静止画像，動画像

各機器の可用性を確保することが大切である．例えばアなど通信容量を必要とする情報も含むのかについて検討

クセスポイントは PoE（Power over Ethernet）で給電し決定しなければならない．医療現場はシステム全体とし，PoE 機 能 付 き ル ー タ に は UPS（Un-interrupted

しての反応速度（ターンアラウンドタイム）を常に重視

Power Supply，無停電電源装置）を設置するなどの工するので，流すべき情報量が多い場合やアクセスポイン

夫により，停電時対策を施すことが必要である．

ト単位の最大接続数などに配慮しなければならない．

b）信号到達範囲の確保の確保
2）EMC（Electro-Magnetic Compatibility）

無線通信では，お互いが発する電磁波を一定以上の強生体信号を捉える検査機器や薬剤等の注入速度を一度で受信しなければ通信はできない．
建物内の壁やドア，定に保つ医療用ポンプは電磁波の影響を受けやすいとさ什器類は，材質によって信号を吸収あるいは反射する可れる．無線通信が用いる電磁波は医療機器の動作に悪影能性がある．病室や診察室の面積は近年のオフィスと比響（電磁波障害）を与えてはならない．電磁波障害は電較して小さいため，結果的に医療機関の建物には壁が多磁波放射源を遠ざけるか，出力が弱い機器を用いること

い．また，
キャビネットなどの什器類も多く設置される．

で発生の可能性を最小限にすることが可能であり，そのしたがって，信号到達範囲について慎重に検討する必要（3）

ような環境作りを行うべきである ．

がある．ただし，大規模な医療機関では，設計段階で壁また，医療機器にも電磁波を空間に発するものがあやドアの材質が決まっていない場合があるだけでなく，る．代表例は医療用マイクロ波治療器（図 6）であり，建築担当者と通信担当者の意思疎通が良くない場合もあ2.45 GHz の電磁波を最大 100 W で空間を通して体表り，出来上がってみると信号が届かない部屋や区域が発面に照射する．したがって，
特に ISM バンド（Industry-

生する可能性がある．電磁波伝播シミュレーションなど

Science-Medical Band）を用いる無線通信では電磁波の技術を利用することも考慮すべきであろう（2）．

を発する医療機器の使用による通信への影響（速度低下4）セキュリティの確保（4）や通信途絶）を防ぐ手段を講じる必要がある ．

医療現場で用いる情報はほとんどが患者本人に関す
解説

医療現場における無線通信の需要と実現の条件

35

解 説

Technology Reviews and Reports

る個人情報であるが，入院患者の場合は御家族などの関係者情報も含まれることが多い．また場合によっては，患者あるいは患者の家族に対し秘匿すべき情報（病名やこれらの前提の上に立って今後医療現場が望むであ

胎児の性別など）が含まれる．病名告知の有無について

ろう機能を考えると「センサネットワーク」，「トレーサ

は，本人のみに対し秘匿する場合，本人に告知して家族

ビリティ」，「自動入力（自動取得）」といったキーワーには告知しない場合など，できるだけ患者本人の希望にドが挙げられる．
これらの対象には人だけでなくモノ（薬

沿った運用が求められる．情報の傍受や漏えいに対する品，医療機器，消耗品など）が含まれる．すなわち，患セキュリティ対策は特に強化が望まれる．

者のバイタルサイン（体温や心拍，呼吸数など）や薬品

必要な対策としては，不正接続対策，不正ユーザ対策，の動きと消費，医療機器の位置及び動作，アラームにつ

データ破壊対策を含むコンピュータウイルス対策などがいて，自動かつ即時的な情報収集が望まれている．ただ挙げられる．SSID（Service Set Identiﬁer）の設定な

し，センサは正確かつ患者の生活及び動作に支障しない

どを用いて接続可能な範囲を限定することも必要であことが必須であり，対象物の行動範囲は必ずしも一つのる．
また，無線通信を通して接続可能な端末はワイヤロッ

室内，一つの病棟内ではない．近年は在宅医療が推進さクなどの対策が実施しにくいこともあり盗難対策も欠かれているため，医療機器を患者に貸し出し，自宅や行動せない．直接に通信とは関係ないが，表示画面の覗き見先で使用する場合もあるからだ．対象によっては正確な対策なども講じる必要がある．

時間が記録されるべきものもある．

5）ユーザ教育36

4 医療現場が期待する無線通信とアプリケーション

上に挙げたキーワードを具現化したものの一例とし

上記いずれの対策を講じたとしても，ユーザ教育は欠て，IC タグ（JIS の用語では RF タグ）による位置検索

かせない．ようやく医師や看護師も，その養成課程におがある．これは患者あるいは医療機器に IC タグを取りいてコンピュータリテラシーについて教育を受ける時代

付け，無線通信を利用したタグの位置の把握を通して対となった．しかし継続的にユーザ教育を行わなければ，象物の位置を把握するシステムである．これまでに医療

例えば患者情報を表示したまま離席するなどして情報が者側からも含めて複数の試作例が発表されている（5）〜（8）

漏えいするおそれがある．

が，実用化に至った例は数少ない．なぜであろうか．例

本稿でいう医療機関とは，既に病を得たり怪我を負っ

えば IC タグによる医療機器の位置把握においては，そたりした「患者」を対象とした機関である．筆者が勤務の目的は位置の把握自体ではなく，機器管理の観点からする大学病院には，軽傷な患者から重篤な方，あるいは使用を終了した機器の回収を図ることにある．すなわち

残念ながら死を待つ方も入院されている．現場職員は担

医療機器の位置が分かっても使用中か否かが把握できな

当患者の状態を常に把握し，最善の治療と環境を提供す

ければ，現場が「使用中」と返事をすれば返却を強いるるべく 24 時間交代制で働いている．患者状態の誤ったことができず，目的を果たせない（8）．また位置把握にお把握や，把握できなかった場合には，投薬や処置においいても，把握可能な範囲は建物内に限られることが多く，て誤りを生じ，患者の生命に直結するおそれもある．す

建物外に医療機器が出た場合は「位置不明」または「IC

なわち，HIS との通信は可用性と通信容量を常に確保す

タグが不存在」という情報のみ把握できる．また，壁やることが極めて重要であるとともに，正しかったか否か

床の電磁遮へい性能を考えずにタグリーダあるいは無線に関わらず，実施した医療行為は正確な記録が実施時間

LAN を設置した場合は，求める精度での位置把握がでとともに HIS に記録されなければならない．

きない．

また医師は 1 人で数人の患者を担当し，看護師もま一方，成功例として前述の生体情報モニタがある．患た同様である．重篤な患者の様態情報の収集は常に行者の体温や心拍数，呼吸数，SpO2，血圧などの集約的う必要があるが，1 人の患者の下に常にいることは難しな把握が目的のシステムである．体表面に取り付けたセい．特に看護師は点滴の準備や各種の処置，患者の観察，

ンサからの情報を集約し表示あるいは判定して警告を発

患者及び家族への説明など極めて多忙である．したがっする機能を持つ．ベッドサイドのモニタは交流電源で動て，無線通信を含む情報通信技術（ICT）を用いたシス

作することが多く，
基本的に動けない患者に用いる．
ベッ

テム導入による労働効率の向上がますます必要になっドから離れて移動可能な患者に生体情報モニタを用いるている．

ことはほぼないといってよい．実は最新システムでも基これらに加え，医療では患者安全の確保は至上命題

本的に患者とベッドサイドにあるモニタの間は有線であの一つである．入院患者が自ら転倒あるいは院外に出る．これは，人体が電磁波吸収体であることに加え，セた場合であっても病院側には管理責任がある．医療機ンサの位置全てがベッドサイドのモニタに直接信号が届器の動作管理にも病院側の責任が生じ，アラーム等へくとは限らないからであり，有線を用いることで信号取の対応状況も記録されている必要がある．無線通信自得を確実にする意味がある．一方で，ベッドサイドのモ体は患者の安全に寄与することは難しいが，センサやニタとステーションのモニタ間は無線通信を用いるもの

IC タグなどとの連携により医療安全の向上を図ることが多い．これはモニタ装着患者の数が一定ではなく，モは可能である．

ニタ装着患者の位置も固定ではないことに起因する．

通信ソサイエティマガジン No.25 夏号 2013

小特集

5 医療現場に通信技術を普及させるために

医療現場の職員は通信の方式について詳細に知る必要はない．望む機能と動作が実現することが大事なのであり，そのためにどのような機能や技術を使用しているかに対する関心は薄いことが多い．むしろ，電波法等に準拠するだけでなく，安全性や確実性を重視し，最先端の技術を導入する機運は比較的小さいといえる．
また医療機関はそれぞれが独立企業と考えてよく，近年の医療費削減とも相まって費用対効果を重視するようになった．この傾向は国公立病院も同じである．その結果，最先端技術を高い費用を払って導入する機運は小さくなっている．
これらの観点から考えると，現時点で医療機関が導入する可能性がある無線通信規格は，IEEE 802.11 シリー
ズ若しくは Bluetooth，ZigBee 等，既に商品化され安定的に運用可能な物が中心となるであろう．しかし今後は，例えば超広帯域（Ultra Wide Band, UWB）通信を含む IEEE 802.15.6 のように，医療での使用に重点を置いた規格に基づく商品が安価に流通すれば，導入の可能性は増すと考えられる．IEEE 802.11ac も期待される規格といえるが，混信やノイズ，チャンネル設計等の可用性とセキュリティ面での不安を取り除く対策との兼ね合いがあるように考えられる．

無線技術でスマートな社会を実現する■ 文献（1） 総務省総合通信基盤局電波部電波環境課， 電波の 医 療 機 器 へ の 影 響 に 関 す る 調 査， 月 刊 EMC
vol.18, no.214, pp.45‒56, Feb. 2006．
（2） 花田英輔，津本周作， 到達範囲を予め予測した病院内無線データ通信基盤の構築， ワイヤレステク
ノロジパーク 2011 予稿集，July 2011．
（3） 花田英輔，星野 康，工藤孝人， 医療機関における無線 LAN 使用の安全性， 第 43 回日本エム・イー
学会大会，no.OR31‒5, p.409, May 2004．
（4） 花田英輔，高野香子，工藤孝人， マイクロ波治療
器による無線通信への干渉， 第 28 回医療情報学連
合大会，no.3-G-1-3, pp.775‒777, Nov. 2008．
（5） 江守直美，伊藤幸子，大北美恵子，笠松眞吾，吉野孝博，山下芳範，井隼彰夫， ユビキタスを利用した，輸液ポンプとシリンジポンプの警報情報利
用 の 試 み， 医 療 の 質・ 安 全 学 会 誌，vol.5, no.1,
pp.58‒63, Feb. 2010．
（6） 松田淳子，進藤亜希子，谷 昇子，丸山輝剛，藤丸賢一，川上清和，中尾寿成，宮本正喜，堀尾裕
幸，稲田 紘， IC タグの応用による医療機器安全管理システムの開発， 医療情報学，vol.26, no.4,
pp.247‒256, March 2006．
（7） 目 黒 勉， バ ー コ ー ド を 利 用 し た 医 療 機 器 管
理 の 有 用 性 と 限 界， 医 科 器 械 学，vol.77, no.7,
pp.432‒435, July 2007．
（8） 花田英輔， アクティブタグが可能にする真に役立
つ医療機器管理， 第 87 回日本医療機器学会大会予稿集，pp.128‒129, June 2012．

既に述べたように，医療現場には通信技術者はほとん
どいないと考えてよい．したがって，技術者及び商品開発者は，医療現場に対して規格の利点を容易に説明する
機会と資料を作り，具体的な製品の普及に努めない限り，現場は安心かつ確実に動作する旧来の製品を使い続ける
であろう．

6 まとめ

今や，医療現場における通信は人命に関わるインフラである．確実な通信方式を選択しがちになる環境で新しい通信技術を普及させるためには，医療の特性と現場ニーズの把握は欠かせない．特に，大規模医療機関では医師，看護師，薬剤師をはじめとして，20 を超える職
種の職員が働いている．その多くは国家資格を持ち，業
務内容が法に定められている場合もある．無線を含む通信設備は全職員に共通したインフラであるが，それぞれの職種が持つ特性と行動パターン，利用する情報はそれぞれ異なる．
これらをできるだけ幅広く把握することが，活用しやすい通信システムを生み出すと考える．
医療現場には確実に無線通信のニーズがある．今後，安価かつセキュリティに優れ，高い通信速度を持つ規格とそれに準拠した機器が現れれば，医療現場は必ず活用すると期待する．

花田英輔
島根大学医学部附属病院准教授．医療情報部ほかの副部長・副センタ長を併任．博士（工学）．九大院総理
工修了．2002 から現職．情処学会，
医療情報学会，生体医工学会等の正会員．主な研究領域は病院情報シス
テム，医療電磁環境，無線通信，遠
隔医療．

解説

医療現場における無線通信の需要と実現の条件

37

解

説

Wi-Fi サービスの円滑な提供に向けた無線 LAN テスタの導入
岡本 健
平澤徳仁
伊藤秀紀
村川一雄

1

Ken Okamoto

NTT 東日本技術協力センタ

Norihito Hirasawa NTT 東日本技術協力センタ
Hidenori Ito

NTT 東日本技術協力センタ

Kazuo Murakawa

NTT 東日本技術協力センタ

いては，二つのチャネルを同時に利用（40 MHz の帯域

はじめに幅を利用）することで最大 600 Mbps という高速通信を実現している．高速通信ができる一方で，二つのチャネ

1.1 無線 LAN の無線周波数とチャネル

ルを使用するため，2.4 GHz 帯と 5 GHz 帯ともにチャネ

無線 LAN の伝送方式として IEEE 802.11a/b/g/n 規

ル間の干渉が発生する可能性が高くなる側面がある．

格があり，規格の種類によって周波数帯域，最大伝送速度，変調方式等が異なっている．表 1 に無線 LAN の伝

無線 LAN はインターネットアクセスの手段として，

帯を，IEEE 802.11a/n では 5 GHz 帯の無線周波数を利

家庭やオフィスのパソコンだけでなく，スマートフォン

用している．2.4 GHz 帯を利用する無線 LAN は，全部やゲーム機器，ディジタルカメラ等にも内蔵され，利用で 14 個のチャネルが割り当てられており，1 チャネル当

シーンが屋内だけでなく屋外にも拡大している．特に屋たり約 20 MHz の帯域幅を有している．各チャネルの周外に AP が設置される公衆無線 LAN サービスでは，人波数帯域幅の割り当て状況を図 1 に示す．図 1 より，口の密集地域になればなるほど，多数の AP を設置する

2.4 GHz 帯を利用する無線 LAN では，隣接するチャネ必要があり，チャネル間干渉が発生しやすい環境になっルで，周波数が重複していることが分かる．そのため，ている．

複数の無線 LAN アクセスポイント（以下「AP」と省略

また，2.4 GHz 帯は，産業科学医療用バンド（ISM:する）を設置した場合，チャネル間干渉が発生する可能Industry-Science-Medical バンド）と呼ばれる周波数性がある．チャネル間干渉を回避するためには，ほかの帯域を利用するため，無線 LAN の通信だけではなく，

AP で設定されているチャネルと少なくとも 5 チャンネ

産業・科学・医療用の高周波利用設備（以下「ISM 機器」

ル以上離れたチャネルを利用する必要がある．一方で，という）にも使用されている．2.4 GHz 帯における5 GHz 帯を利用する無線 LAN は，5.2 GHz 帯（W52），

ISM 機器の代表例と干渉イメージを図 3 に示す．ISM

5.3 GHz 帯（W53），
5.6 GHz 帯（W56）の 3 帯域にチャバンドを利用する代表的な機器として，電子レンジ，ワネルが割り当てられており，
全部で 19 チャネルある．チャ

イヤレスカメラ，ワイヤレススピーカ，マイクロ波治療

ネルの周波数帯域幅の割り当てを図 2 に示す．図 2 より，器等がある．このような ISM 機器は，無線 LAN の通信

20 MHz の帯域幅を利用する無線 LAN では，チャネル

にとっては電磁妨害源となる場合がある．そのため，間干渉は発生しないメリットがあることが分かる．なお，

ISM 機器との干渉が発生し，スループットの低下や無近年普及している，IEEE 802.11n の無線 LAN 規格にお線接続の切断などの通信トラブルが発生する．

表1381.2 無線 LAN を取り巻く電磁環境

送方式の比較を示す．IEEE 802.11b/g/n では 2.4 GHz

無線 LAN の伝送方法

伝送規格

周波数帯域

最大伝送速度

変調方式

1チャネル当たりの占有帯域幅屋外での利用IEEE 802.11a

5 GHz 帯54 Mbps

OFDM

20 MHz一部の周波数帯域において利用禁止

IEEE 802.11b

2.4 GHz 帯

11 MbpsDSSS

22 MHz

利用可能IEEE 802.11g

2.4 GHz 帯

54 Mbps

DSSS/OFDM

20/22 MHz

利用可能

IEEE 802.11n

2.4/5 GHz 帯

600 Mbps

OFDM

20/40 MHz

一部の周波数帯域において利用禁止

通信ソサイエティマガジン No.25 夏号 2013

ⓒ電子情報通信学会 2013

小特集

図1

図2

無線技術でスマートな社会を実現する

2.4 GHz 帯のチャネル割り当て

図3

2.4 GHz 帯における ISM 機器からの電波干渉

図4

無線 LAN に関わる問合せ内容と必要な機能

5 GHz 帯のチャネル割り当て

実際に NTT 東日本のサービスにおいても，AP の増加に伴うチャネル間の干渉や ISM 機器の影響によって，ス
ループットの低下や AP と端末間の切断といった通信ト
ラブルが発生している．また，これ以外にも，AP からの電波強度が弱い場合や電波を反射・吸収する障害物が存在する場合も通信トラブルを引き起こす可能性がある．
このような無線 LAN に関わる通信トラブルを早期に解消するためには，無線端末における受信強度やスルー

ズによる電波干渉，AP 間でのチャネル間干渉が原因のプットの可視化が有効である．そこで，
NTT 東日本では，大半を占めていた．また，通信トラブル以外として AP

スループットや受信強度を測定し，通信トラブル対応をの配置設計や AP 設置前の電磁環境調査に関する要望が迅速に行うための無線 LAN テスタを開発し，現場導入多いことが分かった．そこで，無線 LAN に関わるトラ

した．本稿では，今回開発した無線 LAN テスタを紹介

ブルや事前調査等に必要な機能を分析し，ツールに必要する．第 2 章では，本ツールの概要を示し，また，第 3な機能を以下の五つの機能とした．

章では，本ツールの有効性の検証結果を示す．更に，第① AP 検出機能

4 章では，本ツールの活用事例を紹介し，第 5 章では今②受信強度測定機能後の課題や展望を述べる．

③スループット測定機能④分布表示機能

2 無線 LAN テスタの概要
2.1 開発コンセプト及び要求機能
通信サービスを安心・安全にご利用頂くためには， つながらない や 通信速度が低い などの通信トラブル⑤電磁環境モニタ機能
同様な機能を有する市中製品も存在するが，無線
LAN テスタは，これら全ての機能を一つのソフトウェ
アで実現し，現場保守者のニーズを踏まえて簡易に操作できることが特徴である．次節以降では，これら各機能の詳細を紹介する．

が発生した場合，一刻も早くトラブルを解消することが不可欠である．そのためには，簡易に AP の設置状況や

2.2 AP 検出機能

通信状態及び，他の AP 等による周囲の電磁環境を測定・

無線 LAN の AP は，周囲に自身の存在を通知するた分析する必要がある．そこで，無線 LAN テスタの開発

め定期的にビーコン信号を送信している．このビーコン

では，簡易な操作で，直感的に分かりやすい測定・分析

信号には，端末が無線 LAN のネットワークに接続するを実施することを目指した．本ツールは，ソフトウェア

ために必要な情報であるチャネル番号やセキュリティ情をインストールしたノートパソコンと専用の無線 LAN報が含まれている．AP 検出機能では，このビーコン信アダプタで構成されている．

号を検出・解析し，AP の詳細情報を表示することがで実装機能を検討するに当たり，実際に発生した無線

きる．画面イメージを図 5 に示す．また，検出した全LAN に関わる通信トラブルについて調査した．主な故ての AP をチャネル別，SSID（Service Set ID）別に一

障原因と相談内容を図 4 に示す．その結果，外来ノイ覧表示することで，空きチャネルの状況や，他の AP と
解説

Wi-Fi サービスの円滑な提供に向けた無線 LAN テスタの導入

39

解 説

Technology Reviews and Reportsの干渉の可能性を確認できる．

スループットを同時に測定し，測定点を増やすことで各点間を補間しながら電波の到達エリアや通信可能エリア

2.3 受信強度測定機能

を視覚的に確認できる．画面イメージを図 7 に示す．

受信強度測定機能では，無線 LAN アダプタで受信した AP の信号強度をリアルタイムに表示する．リアルタ

2.6 電磁環境モニタ機能

イムに測定を実施しているので，測定しながら移動する

電磁環境モニタ機能では，AP が利用するチャネル，

ことで，任意の位置における無線 LAN 信号の受信強度

帯域幅及び受信強度を表示する．受信強度の測定は前述を確認することができる．画面イメージを図 5 に示す．

の機能を利用し，縦軸に受信強度，横軸にチャネル番号の形式で表示する．

2.4 スループット測定機能

また，無線 LAN の通信に影響を与えるようなノイズ

スループット測定機能では，AP に対して UDP パケッを検出し，AP と同様にチャネルごとに表示する．各チャ

トを連続的に送信し，応答パケット（ACK）を確認す

ネルの使用状況や空きチャネルの状況及び外来ノイズのることで，スループットを測定する．測定しながら移動存在を確認できる．画面イメージを図 8 に示す．

することで，任意の位置でのスループットの変動を確認できる．ただし，スループット測定を実施するには，測定対象となる AP に接続する必要がある．画面イメージを図 6 に示す．

3 無線 LAN テスタの有効性検証
3.1 受信強度測定機能の検証

2.5 分布表示機能
分布表示機能では，無線 LAN 信号の受信強度分布やる受信強度の測定値と，スペクトラムアナライザによるスループット分布をグラフィカルに表示することができ

測定値を比較した．検証系を図 9 に示し，測定結果をる．受信強度とスループットの測定は前述の機能を利用

表 2 に示す．AP からの距離が遠ざかると，無線 LAN

し，測定値の大小を色で表す．任意の位置で受信強度とテスタによる測定値がスペクトラムアナライザによる測図5

AP 検出機能と受信強度測定機能の画面例

図640

電波暗室に AP を 1 台設置し，無線 LAN テスタによスループット測定機能の画面例

通信ソサイエティマガジン No.25 夏号 2013

図7

図8

分布表示機能の画面例

電磁環境モニタ機能の画面例

小特集
定値と同様に減少する傾向を示していることが確認でき無線技術でスマートな社会を実現する
3.3 電磁環境モニタ機能の検証た．ただし，無線 LAN テスタの運用時には，操作者が電磁環境モニタ機能における無線 LAN 信号とノイズ

受信アンテナ（無線 LAN アダプタ）の傍にいることやの検出について検証を行うために，電波暗室に AP とワ

無線 LAN テスタの向きや高さが変動するため，測定誤

イヤレススピーカを設置し，無線 LAN テスタによる測差が増すことが想定される．

定結果とスペクトラムアナライザによる測定結果を比較した．検証系を図 11 に示す．無線 LAN テスタによる

3.2 スループット測定機能の検証

測定結果を図 12（a）に示す．図より，6 ch と 11 ch

電波暗室において，無線 LAN テスタによるスループッに AP からの信号が存在することが確認でき，1 ch 〜

ト測定値と，パケット送出ソフトを用いたスループット

4 ch（2.40 GHz 〜 2.44 GHz）に，ノイズを検出して測定値を比較した．検証系を図 10 に示す．その結果，いることが分かる．また，スペクトラムアナライザによ無線 LAN テスタによる測定値は 89 Mbps，パケット送る測定結果を図 12（b）に示す．図より，2.4 GHz 帯

出ソフトによる測定値は 92 Mbps であり，おおむね一致

において無線 LAN の AP による信号とワイヤレススしていた．スループットについても無線 LAN テスタによ

ピーカの信号が確認できている．以上の結果より，無線る測定値は，正しく測定できていることが確認できた．

表2

受信強度測定機能の検証結果

APからの距離

無線LANテスタ

スペクトラムアナライザ

1ｍ− 31 dBm− 33 dBm

3ｍ− 39 dBm− 42 dBm

5ｍ− 41 dBm− 42 dBm

図9

受信強度測定機能の検証系（a）無線 LAN テスタの測定結果
図 12

図 10

スループット測定機能の検証系

図 11

電磁環境モニタ機能の検証系（b）スペクトラムアナライザの測定結果
電磁環境モニタ機能の検証結果
解説

Wi-Fi サービスの円滑な提供に向けた無線 LAN テスタの導入

41

解 説

Technology Reviews and Reports

LAN テスタは，無線 LAN 信号とワイヤレススピーカ

ネルはなく，どのチャネルに設定しても干渉が発生するの電波を正しく測定できていることが確認できた．

状況であった．

4 無線 LAN テスタの活用事例

が良い位置であっても，各家庭やオフィス・店舗等の4.1 通信可能エリアの確認調査

なっている実態を掴んだ．

以上の結果より，実際の環境においては屋外の見通し
AP が多数存在するためにチャネル間干渉が発生し，十分なスループットが得られる範囲はごく限られたものと屋外に仮設置した AP の電波の到達範囲と通信状況について，無線 LAN テスタを用いて調査した事例を紹介
する．

4.2 外来ノイズによる AP との接続不良事象
続いて，屋内での通信トラブルについて紹介する．パ

分布表示機能を使って，地上高 2 m の位置に設置しソコンを用いて屋内に設置された AP へ接続を試みてもた AP の受信強度とスループットの分布測定の結果をそSSID が見当たらず，接続できないという事象が発生しれぞれ図 13，図 14 に示す．AP からは 2.4 GHz の電

た．もちろん，AP では SSID を通知するよう設定して波を送信した．AP から 30 〜 50 m の範囲は­70 dBm

いた．

以上の受信強度であった．また，10 Mbps 以上のスルー

事象が発生している場所において，電磁環境モニタ機

プットが確認できた範囲は AP から 10 m 程度までで能を使い，チャネル間干渉及びノイズの有無を確認したあった．また，無線 LAN の AP 設置場所に対して見通

結果を図 16 に示す．事象発生時は，無線 LAN の信号

しが良い位置においても，スループットが低く，良好な通信環境とは言えない状況であった．また，電磁環境モ
ニタ機能を使って，チャネルの空き状況を確認した結果を図 15 に示す．2.4 GHz 帯においては，未使用のチャ

図 13

図 14
42

図 15

電磁環境モニタ機能による測定結果

図 16

電磁環境モニタ機能による測定結果（トラブル発生時）

分布表示機能による受信強度の測定結果

分布表示機能によるスループットの測定結果

通信ソサイエティマガジン No.25 夏号 2013

小特集

無線技術でスマートな社会を実現するが検出されないこと，更に，1 ch 〜 3 ch 付近にノイズの存在が確認できた．測定結果より，ノイズによる電波干渉が発生していたと考えられる．そのため，
AP のチャ
ネルをノイズのない 13 ch に変更したところ，無線LAN とノイズの干渉がなくなり，トラブルは解消した．
チャネル変更後の結果を図 17 に示す．

5 まとめ

無線 LAN 機能を搭載したモバイル端末の普及に伴い

インターネットへのアクセス環境が整備される一方，電波干渉等による通信トラブルが発生している．無線
LAN は電波を用いて通信を行うため，通信トラブルの原 因 を 把 握 す る こ と が 難 し く な っ て い る． そ こ で，NTT 東日本では目に見えない電波状況を簡易に可視化して確認・分析できる無線 LAN テスタを開発した．
本ツールは，無線 LAN の通信トラブル対応に必要な
アクセスポイント検出機能，受信強度測定機能，スルー
プット測定機能，分布表示機能，電磁環境モニタ機能を備えることで，通信トラブル対応時間の短縮，並びに円
滑な Wi-Fi サービス提供を実現する．しかしながら，無線技術の発展は目覚しく，今後も本ツールの機能充実やIEEE 802.11ac といった新たな規格に対応することが必要となる．最後に，筆者らは，ユーザへの良好な無線岡本

健 （正員）

平成 18 名古屋大・環境学研究科地球環境科学専攻修了．同年 NTT 環
境エネルギー研究所配属．平成 22
よ り NTT 東 日 本 技 術 協 力 セ ン タ
EMC 技術担当にて通信設備の EMCに関わる故障の予防保全業務に従事．

LAN 通信環境の提供並びに， つなぎ 続けることを支援する積極的な活動を継続していく．

平澤徳仁 （正員）
平成 10 東京理科大・電気工・電気
電子工卒．同年 NTT 入社．平成 13から NTT 東日本法人営業本部に在籍．平成 20 から NTT 環境エネルギー研究所に在籍．平成 24 年より NTT
東日本技術協力センタ EMC 技術担
当にて電磁ノイズに関連する通信故障対策業務に従事．

伊藤秀紀
昭和 58 熊本電波工業高専（現熊本高専）卒．昭和 61 NTT 下関支店配属．以降，電気通信設備の保守業務に従事．平成 8 より NTT 東日本技術協力センタ EMC 技術担当にて通信設備の EMC に関わる故障の原因究明及び予防保全対策業務に従事．

村川一雄 （正員）

図 17

電磁環境モニタ機能による測定結果（チャネル変更後）

昭和 61 熊本大・工学研究科電子工学専攻修了．同年 NTT 茨城電気通信研究所入所．入所以来，EMC 計
測用アンテナの研究開発に従事．平成 2 篠原学術奨励賞受賞，平成 7 プ
リント回路学会研究奨励賞受賞，平
成 9 日本電気協会 澁澤賞受賞，平成 13 日本 ITU 協会国際奨励賞受賞，
平成 14 ITU-T SG5 Certiﬁcation of
Appreciation，平成 15 日本電気協会澁澤賞受賞．平成 21 年 10
月より，NTT 東日本サービス運営部技術協力センタ EMC 技術担当部長（工学博士）．

解説

Wi-Fi サービスの円滑な提供に向けた無線 LAN テスタの導入

43

解

説

安心・安全な通信ネットワークの早期復旧に向けた災害対策指揮支援車の導入
斎藤
黒川

1

裕
学

Yutaka Saitou

NTT 東日本 - 神奈川

Manabu Kurokawa

NTT 東日本 - 神奈川というのが実態であった．実際の災害では，電気通信をはじめにより早く復旧させるためには様々な事象が発生することNTT 東日本 - 神奈川において，NTT グループ初となが想定され，それらを解決するために多様な用途に活躍る赤色灯を搭載し緊急走行が可能な（以下，
緊急自動車）

できる緊急自動車が必要であると考え，『新たな緊急自動「災害対策指揮支援車（以下，指揮車）」を開発した．東車の開発プロジェクト』を立ち上げた．

日本大震災前に 1 台，震災後に適用範囲が異なる指揮

プロジェクトの着手として，多様な事象に対して何を車を 1 台開発し，社内外問わず高い評価を得ている．

実施すれば，より早い復旧に繋がるのかを考察し，具体

現在では，指揮車をモデルとした車両が全社的に導入さ的な利用シーンを明確にすることから始めた．

れ，年々その台数は増加している．

利用シーンを説明する前に NTT 東日本として，屋外

本稿は，目的を達成するのに技術を集積し，一つの物をにある電気通信設備がどのようなものであり，また，大作り上げて，実際に運用してされるまでの過程を紹介する．

規模な災害が発災した場合に，どのような行動している

2 指揮車の開発経緯（1）電気通信設備の概要

指揮車を開発する以前では，弊社が所有する緊急自動において，地下ケーブル・架空ケーブル・管路・とう道・

車は「移動電源車」
・「ポータブル衛星通信車」
・「地上波

通信衛星・加入者交換機・中継交換機・加入交換センタ

かを次に紹介する．
電気通信の設備構成について概要を図 1 に示す．図 1

無線車」の 3 車種であった（表 1）．
表1

これらの車両が緊急自動車の指定を受けられる背景
は，大規模な災害等が発生した際，国民の生活に直結するライフライン（弊社の場合は電気通信サービス）をい
ち早く復旧させる必要があるため，公安委員会より特別に許可を頂いているものである．しかしながら，従来の緊急自動車は特定の用途に対しては，復旧に大きなパフォーマンスを発揮するが，それ以外の用途においては，
緊急自動車という効果を十分に発揮することができない

図1
44

通信ソサイエティマガジン No.25 夏号 2013

従来の緊急自動車の種類と用途

名称

用途

移動電源車

災害時等において電力会社からの電気が停止した場合，
NTT の交換センタビルに駆付け，電気を自家発電し供給する緊急自動車

ポータブル
衛星通信車

災害時等において通信ケーブルでの通信が困難な場合，衛星を利用して電話サービス等を供給する緊急自動車

災害時等において通信ケーブルでの通信が困難な場合，
地上派無線車 地上派無線を利用して電話サービスなどを供給する緊急自動車

電気通信の設備構成（概要）ⓒ電子情報通信学会 2013

小特集
ビル（昔でいう電話局）など様々な電気通信設備がある．
屋外にある電気通信設備に関して記載すると，お客様に無線技術でスマートな社会を実現する

3 指揮車の検討

具体的な装備を検討する前に，ベースとなる車両の選対し，電話やフレッツ光などの電気通信サービスを提供定することから検討を始めた．

するために，加入交換センタビルからお客様の家まで架空ケーブル・地下ケーブルといった通信ケーブルを 1

様々な装置を搭載することを考慮すれば，積載容量が大きいトラックやトレーラ型の大型車両が望ましいが，軒 1 軒に対し構築する必要がある．
地震や火災，土砂崩れ，クレーン車などの車両事故な

大型車両の場合は，利用できる道路が限定され小回りがど様々な要因により通信ケーブルが切断されると，電気利かなくなる．
また普通運転免許で運転ができないため，

通信サービスを提供することができなくなる．このよう運用できる人員が限定されるという問題が発生する．詳に電気通信サービスが停止した場合，弊社では電気通信細を熟考した結果，多様な状況にも活躍できる車両といサービスを早急に回復させるため，
昼夜や天候を問わず，う本開発のコンセプトを考慮し，車両に搭載できる装備

通信ケーブルの復旧作業に取り組み，電気通信サービス

容量を多くするよりも，小回りが利き，普通免許で運転の安定的供給に努めているところである．

できるという汎用性を重視し，指揮車のベース車両をワ（2）災害時の対応

ンボックスタイプの普通車両とした．
『新たな緊急車両の開発プロジェクト』で搭載すべき災害等により電気通信サービスが停止した際に，必要機能を実現するために必要な装備について検討を進めたとなる主な行動を表 2 に示す．
また，
表 2 に示した災害時に必要となる行動を踏まえ，そして，表 4 に示した装備を搭載した NTT グループ

新たに開発する車両の利用シーンを表 3 に示す 4 点にで初となる指揮車が，東日本大震災の発生直前の平成絞り込んだ．

23 年 2 月下旬に完成した．

そして，表 3 に示した機能を実現するために，指揮車の完成した指揮車の外観を図 2 と図 3 に示す．図 2 は装備を検討した．
表2

災害等に必要となる主な行動

主な行動

表4

内容

利用シーン

平常業務の組織形態から，早期に電気通信サービスを
災害対策 復旧させるための特別な組織体制である災害対策本部
1 本部の設 （以下，本部）に移行する．本部設置後，全ての指揮統
置
制権は本部が所有するため，本部と各部隊とのが迅速かつ円滑な情報連携を実施することが最重要である．

行政等の
重要機関
2
に対する
情報連携

結果，表 4 で示す装備を搭載することとした．

県庁・市役所・警察・消防・自衛隊などの行政・公安・救助機関等と密に連絡をとりあいながら「避難勧告が発令されていいるのか？」「避難所は開設されているのか？」などの被災地域の状況を確認する．また，これらの社会的に重要な機関に対しては，国民の生命を守るた
め，救助・救援等の重要な災害対策活動を実施することから，万一電気通信サービスが停止している場合は，衛生回線等の災害対策機器を利用した応急手段によって，
電気通信サービスを早期に回復させることに取り組む．

主な装備や改造点

機能内容

重要機関等に対 赤色灯及びサイレン
して応急手段によって，早期に①
電気通信サービ 孤立防止用スを提供（回復） 衛星通信装置
できる機能

緊急走行が可能

することで車内の搭載スペースを広く確保
現地映像システム

円滑に復旧作業を進めるには現地での復旧統制が必要不
復旧現場 可欠であり，また，現地の状況等をタイムリーに本部にでの統制 報告することで，お客様に対して復旧完了時間などの状
況をお知らせすることができる．

衛星携帯電話現場で多数の復旧作業者に対し 地上波無線
指 揮 統 制 が で （150 M 帯）き，また本部に③対し現地の状況をタイムリーに デジタル無線
状況連携するこ （350 M 帯）

復旧作業には状況に応じた環境準備が必要となる．夜間の復旧作業であれば作業場所を照らすための照明機器，及び照明機器に電気を供給するための発動発電機が必須とな復旧作業る．また，雨天時の復旧作業であれば雨水が作業場に流れ
5 用機器類て入らないよう，ビニール等を養生する必要がある．マンの準備
ホールが作業場である場合は，マンホール内に水が入らな
いように，マンホールの出入り口にテントを被せる等の対応が必要となる．

表3とができる機能

開発車両の利用シーン

開発する車両の利用シーン② 一度に多くの復旧作業員や復旧機材等が運搬できる機能
現場で多数の復旧作業者に対し指揮統制ができ，また本部に対し現地の状況をタイムリーに情報連携することができる機能④

照明の提供や電気の供給などの復旧作業を円滑に実施するための機能衛星使用した電話回線
他の車両部隊への業務
連絡用回線
現地統制用の無線各復旧作業員が所有しているトランシーバと情報連携
情報収集用機器
車外の打合せでも使用できるようワイヤレス
化を実施

発動発電機
（2.8 KVA）

約 1 家庭分の電力を発電することが可能

タープ

解説

本部等に対し現地の映像をリアルタイムで共有することが可能

ワイヤレス
フルセグ TV

ソーラ発電機
照明の提供や電気の供給などの④ 復旧作業を円滑 各種照明機器（エネルに実施するため ギー効率を考慮し，車内 外 問 わ ず 全 て LED
の機能
化を実施）

重要機関等に対し応急手段によって，早期に電気通信サービスを提①
供（回復）できる機能③

衛星を利用して電話サービス等を提供する
ことが可能

後方部の椅子を折畳み式（バタフライ式）に変更し，状況に応じ搭 「復旧人員（最大 9 人）」・一度に多くの復 載スペースを変更する「復旧機材等の搭載（最
旧作業員や復旧 ことが可能
大 500 kg）」
・
「バイク（1②
機材等が運搬で」のいずれかの形態
搭載容量が大きい発動 台）
きる機能
発電機を車体下に搭載 で運送することが可能

大規模地震など被災範囲が広域に亘る場合は，ケーブル
人員や復等の被害も甚大であり早期に復旧させるために，一度に3 旧機材の多くの復旧作業員や復旧機材等を現場に出動させる必要
運搬
がある．

4

指揮車の装備内容

太陽光を用いた発電が可能
大型の投光器として車体側面部に 1 基・車体
後 方 部 に 2 基 搭 載し，夜間時でも復旧作業ができるよう，照明を提供
雨を凌ぐためのタープを車体側面部に搭載

安心・安全な通信ネットワークの早期復旧に向けた災害対策指揮支援車の導入

45

解 説

Technology Reviews and Reports

正面から，図 3 は側面から見た指揮車の外観である．

NTT 東日本 - 神奈川においても，東北方面に対する復旧支援隊が編成され，指揮車はバイク隊とともに宮城県

4 東日本大震災の対応に出動した．バイク隊とは二輪車両を使用し，四輪車両

大災害となった「東日本大震災」が発災した．神奈川県

図 11 に示す．

を超えた機動性を生かして現地を調査する部隊である．

指揮車が完成してから，僅か 2 週間足らずで，未曾有の特被災地における指揮車とバイク隊の調査状況を図 9 〜

内では，震災当日，電車が運行停止し，横浜駅などの主復旧支援における指揮車及びバイク隊の主な任務は，

要駅に帰宅困難者が溢れたため，帰宅困難者向けの特設

宮城県内に当時約 200 か所あった避難所を巡回するこ

公衆電話（無料）を設置するなどの対応を実施した．図とであった．避難所の巡回状況を図 12 及び図 13 に示す．

4 は横浜駅西口での特設公衆電話の設置と利用状況，図

避難所に設置されている特設公衆電話の数は足りている

5 はパシフィコ横浜での特設公衆電話の利用状況である．

か，故障していないか，臨時のインターネット環境の要

神奈川県内において，東日本大震災による電気通信設

望があるか等について全ての避難所で確認を実施した．

備に大きな被災はなかったが，岩手県，宮城県，福島県，またその巡回に合わせ，指揮車から被災状況や道路状況

茨城県等，太平洋に隣接している地域の被害は甚大での映像をリアルタイムに本部に配信することにより，次あった．参考までに，東日本大震災と阪神淡路大震災のの復旧活動に繋がる情報も合わせて収集した．

被災比較を図 6 に示す．東日本大震災では，機能を停

宮城県石巻市での復旧支援の完了後，バイク隊から指止したビルは 385 ビル，サービス停止回線は 150 万回

揮車の運用状況について聞き取りをしたところ，様々な線，中継伝送路被害 90 ルートや全壊した通信センタビ

課題があることが発見でき，おのおの課題に対して表 5

ルが 16 ビルなど，阪神淡路大震災と比較すると被害規で示すように見直しを実施した．

模がかなり大きいことが分かる．

表 5 に示した内容は見直し内容の一例にすぎないが，また，実際に NTT 東日本のビルが被災した状況を図
7 と図 8 に示す．

実際に被災地で運用したからこそ判明した課題も多かった．特に運用者の安全に関わる事項もあったため，早急

図4
図2

指揮車（正面）図3

指揮車（側面）項目

東日本大震災

阪神・淡路大震災

ピーク時のトラヒック

約9倍

約 50 倍機能停止ビル385 ビル─

サービス停止回線数

約 150 万約 28.5 万

サービス回復に
要した期間

設備
被害

図5

パシフィコ横浜に設置した特設公衆電話

約 50 日約 2 週間（原発エリア， （ビル・家屋の全壊，避難エリア除く）
焼失以外）

中継伝送路

約 90 ルート（原発エリア除く）

─

通信建物

全壊 16 ビル，
浸水 12 ビル

─電柱

約 28,000 本（沿岸部）

約 3,600 本

架空ケーブル 約 2,700 km（沿岸部）

約 330 km図6

2 階まで浸水し，船が激突した石巻門脇ビル

図 7 NTT 東日本
被災状況
46

横浜駅に設置した特
設公衆電話

石巻門脇ビルの通信ソサイエティマガジン No.25 夏号 2013

東日本大震災と阪神・淡路大震災との被災比較

津波に襲われた石巻ラインマンセンタ

図8

NTT 東日本 石巻ラインマンセ
ンタの浸水状況

図9

指揮車及びバイク隊での被災地
調査例

小特集

無線技術でスマートな社会を実現する
指揮車の運用実績として，通信ケーブルが切断されるに見直しを図り，更に実用性を高めた装備内容とした．

などのインシデントが発生した場合は，緊急走行にて現見直し結果を反映した指揮車を図 14 に示す．

場に急行し，現地映像システムと電話会議システムを用

5

いて現地指揮所を構成するとともに，現地スタッフの拠

指揮車の増強配備点（休憩・仮眠場所）にも利用するなど，現在でも多様な用途で活躍をしている．

東日本大震災の復旧支援の後，大規模な災害を想定した場合，現在配備している指揮車 1 台だけでは困難で

6 むすび

あることから，指揮車の 2 号車の開発プロジェクトが開始された．従来の指揮車を 1 号車として，商業エリアを活動範囲とし，2 号車は山岳エリアが多い方面を活指揮車の車両開発においては，NTT グループ内に参動範囲として設定した．このため，2 号車のベース車両

考となる車両がなかったことから，消防や警察，自衛隊

は，山岳地帯に強い RV 系の車種を選定し，1 号車と異の特殊車両を見学させて頂き，そこからヒントを得るななる運用を検討し開発した．表 6 に 2 号車の主な特徴，

ど，全て手探り状態で必要となる機能と装備を検討する

図 15 に 2 号車の装備内容を示す．

こととなった．検討結果を踏まえ開発した指揮車を震災
表5
実働で発覚した課題

指揮車の見直し装備の見直し内容

道路上に多数の瓦礫があり，タイヤのパンクが複数回発生 タイヤがパンクしても数十 km 走行する
し，指揮車が立ち往生となってしまうケースがあったことが可能なランフラットタイヤを装備
被災地では電気が復旧していない地域が多数あり，夜間に乗り降りの際に足下を照らす，フットラ
外灯などの灯りが全くない状況であった．夜間帯に車両を
イトをドアを改造して増設
乗り降りする際に，足下が全く見えず危険な状況であった

図 10 指揮車及びバイク隊での被災
調査例

図 11

バイク隊の被災地調査状況

図 12

避難所巡回（電話機の点検）

図 13

避難所巡回（要望ヒアリング）

津波の影響により，道路上に大きな水溜りがあることが珍
発動発電機に浸水検知器を装備し，浸しくなかった．指揮車の車体下に搭載している発動発電機
水限界値に近付くと，運転手にブザーとの耐水性能がどのぐらいあるのかが分からず，水溜りのあランプで知らせる仕様に変更
る道路を迂回するケースがあった信号も復旧していない道路が多く，止む無く急停車をする
誤動作防止として，サイレンスイッチ等ケースがあった．その際，誤って前方部にあるサイレンスの操作パネルの前のカバーを新設
イッチを押しそうになったケースが多々あった

図 14
解説

指揮車の見直し後の装備内容

安心・安全な通信ネットワークの早期復旧に向けた災害対策指揮支援車の導入

47

解 説

Technology Reviews and Reports
表6

2 号車の主な特徴

2 号車の特徴（1 号車との違い）
海上自衛隊が所有するエア・クッション型揚陸艇（以下：LCAC）に 2 号車を搭載することが可能．これにより，陸上での交通が不可能な状況であっても，自衛隊と連携して水上での搬送を実施することが可能．
（LACA とは，海上自衛隊が所有する陸両用のホバークラフトであり，揚陸艦から直接海上に出て水上を航行し，目的の海浜から陸地に上がった後は，そのまま陸上を走行して移動することが可能な艇である．
）
2 号車の発動方式として，車体エンジンの発動出力を上げることで最大 2.0 KVA 発動することが可能．
（2 号車は山岳地域の凸凹道を走行するため，1 号
車のように車体下に発動発電機を搭載しない．
）
車体上部のデッキに収縮ポールを搭載し，あらゆる無線機器を容易に取り付けることが可能．
2 号車は利用用途に応じて，搭載内容（コンテナ）を変更する．容易に搭載内容を入れ替えできるように，ストレッチャーを装備．

図 15

2 号車の装備内容

復旧支援で活動させることで，電気通信設備の早期復旧に貢献すると同時に，特設公衆電話やインターネットな
どの応急サービスを提供することで，お客様への安心安全に貢献できたと考えている．
なお，実際の災害復旧での運用結果を踏まえ，再度，

斎藤

裕 （正員）

1976 電電公社に入社．以後，民営化・分社化に伴い，現在の NTT 東
日本 - 神奈川 設備部 サービス運営部長 兼 災害対策室長として従事．

要求仕様の見直しを講じ，現在の車両形態になるまで約2 年の時間を要したが，指揮車は危機管理上，必要不可
欠なものである．
今後も現在の仕様に満足することなく，
安心安全な電気通信サービスを提供する電気通信事業者

黒川の使命として，鋭意努力し続けていきたい．

1997 NTT に入社．以後，分社化に伴 い， 現 在 の NTT 東 日 本 - 神 奈 川
設備部 災害対策室 主査として従事．

謝 辞
災害対策指揮支援車の開発に御協力頂きました日本
カーソリューションズ株式会社横浜支店

長田マネジャー，光伸株式会社 野口社長，更には各関係社員に深く感謝致します．
48

通信ソサイエティマガジン No.25 夏号 2013

学 （正員）

解説Technology Reviews and Reports

I-Scover―Linked Data に基づく
電子情報通信学会文献検索システム―西野文人

Fumihito Nishino 富士通研究所ソフトウェアシステム研究所

IEEE Xplore ＊3，
ACM Digital Library ＊4，
DBpedia ＊5 が選

1 はじめに択できる）．

I-Scover ®（正式名称，IEICE Knowledge Discovery）

図 3 は図 2 から文献を選択したときの文献表示画面

は電子情報通信学会（以降，信学会）の文献検索システである．選択された文献に関する詳細情報が表示される

ムであり，本稿が皆様のお手元に届くころには，既に運と同時に，関連するキーワードの情報や外部サイトの検用が始まっており，実際に使ってみたという方も多くお索結果が表示される．

られることと思う．しかし，I-Scover は単なる文献検このように I-Scover は文献検索システムではあるが，索システムではない．Linked Data（1），（2）という技術をGoogle のような Web 検索システムとは設計思想が異採用することによって，情報通信の分野における知識のなっている．詳細は後述するが，I-Scover は，各資源ハブとなることを目指したものであり，今後の学会の在に対して，例えば文献に対してはタイトル，著者，日付

り方にも深く関与するシステムである．本稿では，まずなど，人物ならば姓名や所属といった各資源に対して，

I-Scover の概観を紹介し，開発の経緯，システム・デ

資源の特徴を示すデータであるメタデータ＊ 6 を検索し，ザイン，I-Scover の持つ様々な機能を紹介する．そし表示できるようにしたシステムなのである．

て，今後のシステムの改版に向けて検討すべきと思われることを紹介する．

2

I-Scover とはまずは，図 1 を見て頂きたい．これは，検索窓に「誤り制御」という語句を入力して検索したときの検索結果画面である．ここで文献の検索結果だけを見れば通常の検索システムと似ているが，I-Scover では，文献だけでなく，
キーワード，出版物などのカテゴリ別に，検索窓に入力された語句に関連する情報が提示される．ここの文献の検索結果から文献を選ぶことも可能であるが，提示されたキーワードや出版物の中から適切と思われるものを選択することもできる．ここで例えば，「制御信号の誤り制御」というキーワードを選択すると，図 2 のようなキーワード

図 1 「誤り制御」の検索結果画面

表示画面に移り，選択されたキーワードに関連する情報として，そのキーワードが付与された文献や関連キーワード，

＊3
＊4
＊5

更に選択されたキーワードで外部サイトを検索した結果が表示される（外部サイトとしては CiNii ＊ 1，Google ＊ 2，

＊6

＊1
＊2

日本国内の学会・大学等で刊行した学術雑誌に掲載された論文が検索できる．http://ci.nii.ac.jp/
http://www.google.com/ⓒ電子情報通信学会 2013

解説

http://ieeexplore.ieee.org/
http://dl.acm.org/
Wikipedia を Linked Open Data 化したもの．
http://dbpedia.org/
メタデータは記述対象となる情報資源に対して，決められた属性の属性値を記したものであり，基本的な目
的は情報資源の発見・記述・管理・蓄積である．ちな
みに，Web の父と呼ばれる Tim Berners-Lee はメタデータを「ウェブ資源等に関する機械理解可能な情報」と定義している（3）．

I-Scover ─ Linked Data に基づく電子情報通信学会文献検索システム─

49

再利用性を高めるとともに，この Linked Data を検索・閲覧できるシステム I-Scover を構築することで，情報通信分野関係者の利便性を高めることとした．Linked
Data 化による具体的なメリットについては後述する．

4

I-Scover システム

図 4 は I-Scover の 全 体 構 成 を 示 し た 図 で あ る．
I-Scover は論文誌 DB，技報 DB，大会 DB，国際会議
DB からメタデータのみを取り出して，まず統一メタデー
タ形式に変換している．この統一メタデータに対して URI（Uniform Resource Identiﬁer）付与，RDF（Resource
Description Framework）化等を行い，Linked Data と
図2

キーワード「制御信号誤り制御」の画面して利用できるようにしている．Linked Data 化されたメ
タデータは外部データとも連携してデータが収集・再構成
され，I-Scover ブラウザを通して検索・ナビゲーションができるようにしている．

4.1 統一メタデータ
学会が保有する情報の中から，論文（文献），文献の著者（人物），著者の所属（機関），文献の在りか（出版物），会議の開催日や開催場所（イベント），文献に付与されているキーワード（専門用語）という六つのカテゴ
リに対してメタデータを整備することにした．まずは，それぞれのカテゴリに対してどのような属性があり得るのかを整理し，統一メタデータ仕様とした．その上で，論文誌，研究会技報，全国大会，一部の国際会議予稿に関して，この統一メタデータへの変換を行った．その際，著者の姓名や所属，会員番号などの情報が不完全な
図3

論文のメタデータ表示画面

ものについては，ほかのデータとの突き合わせ等により解決できるものは解決してメタデータ化を行った．更3

50

I-Scover 開発の経緯に，文字列ベースではなく，人物・機関単位で文献が検索・分析ができるようにするために，表記ゆれ等を考慮

信学会では，論文誌論文，研究会技報，全国大会論して同一人物・機関・概念は同じ ID になるように名寄

文，国際会議予稿など多くの出版物を刊行しており，そせすることに努めた．名寄せに関しては，所属，共著の大半が電子化されオンラインアーカイブ化も進んでい者，キーワードなどの情報を複合的に利用すれば精度のる．しかしながら，各出版物に対して別個のシステムが向上は図れるが，それでも 100％の精度を達成するこ構築されていて，全出版物を横断的に検索することがでとは無理であり，時間とコストの関係から，名寄せに関きないという問題を抱えていた．

しては次版以降への課題となった．

一方，世の中ではデータを特定のソフトウェアの機能抽出された文献，人物，専門用語等の各エンティティに限定されることなく，構造化データとして公開し，そに対してグローバルに一意な識別子として URI を与えの情報にアクセスしたときに有用な情報を取り出せるよている．その URI にウェブブラウザで広くサポートさ

うにすることで利便性を高めようとする Linked Data

れている HTTP（Hypertext Transfer Protocol）でアという仕組みが注目されつつあった．

クセスしたときに有用な情報を取り出せるようにし，まそこで，学会の所有するコンテンツに関するメタデー

た外部の情報にリンクを張った．各エンティティの情報

タの表現方法であるメタデータスキーマを統一し，そのは Linked Data として一般的であるメタデータを主語，

スキーマに沿って各コンテンツのメタデータを整備し，

述語，目的語の三つ組の集合として表現する RDF とい更にこれらを Linked Data 化することでメタデータのう枠組みにした．この述語として使用する語彙もなるべ

通信ソサイエティマガジン No.25 夏号 2013

解説

TTechnology
e hnology Reviews
Review s andand R
Reports
epor sかのキーワードやその論文が発表された国際会議の情報など探索のヒントになるような情報を見つけてそのヒントを活かして探索を続けることができるように，I-Scover
ではヒントになりそうな情報を提示するとともに，そのヒントをクリックできるようにしており，探索が容易に行える．

5 I-Scover の利用
5.1 基本検索
I-Scover の検索は通常の文献検索システムと多少異
図4なるところがある．通常の文献検索システムでは，検索

I-Scover の構成

窓に入力された文字列を含む文献を探す．そのとき，複く独自語彙を避け，文書などの資源のタイトル，作者，

数の文字列を指定することで，それらの文字列の両方を作成日などの書誌的情報をメタデータとしてするための含む文献を探す．これに対して I-Scover の基本となる＊7

や，人や組織に関する情報を考えは，まず起点となるメタデータ（例えばキーワー＊8，人とその活動に関する情ド）に焦点を移し，そこに関連付けられている文献を探報を記述する語彙である FOAF（Friend of a friend）＊ 9

すというものである．最初の起点となるメタデータの候といったよく知られた語彙セットの中から選択するよう補の中には指定された文字列をタイトル等に含む文献もにすることでメタデータの再利用性を高めた．

提示されるので，一見通常の検索と同様な効果があるよ

語彙である Dublin Core

記述する語彙である vCard

うに見えるのである．しかし，I-Scover の基本検索で4.2 I-Scoverブラウザ

は，メタデータの属性値単位で検索が行われる．した抽出されたメタデータは Linked Data として保持されがって，検索窓に入力された複数の文字列の全てを含むており，これをデータとして活用できるが，一般の利用者

タイトル等のメタデータを見付けて，そのメタデータをに対してはこの Linked Data から所望の文献を検索・閲持つ文献を探すことはできるが，タイトルと著者名など覧することを支援するシステムの提供が必要である．その複数のメタデータのそれぞれの文字列を指定して文献のためのシステムが I-Scover ブラウザである．I-Scoverを探すような AND 検索は，次に述べるファセット検索

ブラウザは一 般のブラウザから http://i-scover.ieice.

を使うことになる．

org/ に ア ク セ ス す ることに よ っ て，I-Scover の 持 つ

5.2 ファセット検索（詳細検索）

Linked Data を検索・閲覧できるようにしたものである．
この I-Scover ブラウザの特徴の一つは，ダイナミック・「ファセット（facet）」とは物事の側面や切り口を意

パブリッシングである．すなわち，I-Scover では個々の味する言葉であり，例えば文献を探すには著者や出版物

Web ページを HTML 形式で保持しているのではなく，名，発行日といったファセット（切り口）に，そのファ個々のメタデータからダイナミックに Web ページを生成

セットの値の条件を指定することで，求めるものを絞りしている．

込むのがファセット検索である（I-Scover 画面では「詳また，I-Scover では，探す対象が明確になっているも細検索」という名前になっている）．I-Scover では，文のを探す検索（lookup search）だけでなく，散在してい献，著者，イベントなどの各カテゴリに対するファセッ

る苺を摘んでいくように，漠然とした情報ニーズからウェ

ト検索を用意しており，各ファセットの値の条件としてブ上を探りながら少しずつ思考を加えて自分に必要な情は部分文字列一致や日付範囲が指定できるようになって

報 を 拾 い 集 め て い く 苺 摘 み（berrypicking）探 索

いるとともに，それらの条件の AND, OR の組合せを指（4）（exploratory search） を容易に行えるようにしている．

定した検索ができるようになっている．図 4 上部はファ

例えば，あるテーマで論文を探す場合，とりあえず思い

セット検索画面であり，求める対象のカテゴリを指定す

つく一つのキーワードで論文を探すが，検索結果からほるとともに，そのカテゴリに応じたファセットの条件が指定できる（図 5 の下部は検索結果）
．

＊7
＊8
＊9

5.3 外部連携

http://dublincore.org/
http://tools.ietf.org/html/rfc2426
http://xmlns.com/foaf/spec/

情報通信分野に関する論文は信学会だけにあるわけで
解説

I-Scover ─ Linked Data に基づく電子情報通信学会文献検索システム─

51

に運用されるようになれば）この URI は不変である＊ 10．
したがって，ほかの Web ページから上記の URI でこの論 文 を 直 接 参 照 で き ることに な る．そ れ に よ っ て，
I-Scover 内の各エンティティに直接リンクされることが多くなり，そこから検索・探索として I-Scover を使ってくれる可能性が高まる．専門用語や研究者のページが充実し，情報通信技術分野における百科事典（知識インフラ）の役割を担えるようになれば，文献にとどまらず様々なエンティティに対して直接リンクを張ってもらえることが多くなる可能性がある．そのためには，専門用語の解説を加えたり，関連用語やほかのサイトの辞書にリンクする，業界新聞などのニュースとつなげる，Call for
Paper や会議開催などの関連するイベントの情報とつな
図5

ファセット検索げるなどが必要である．多くのサイトからリンクされるようになると，検索でも上位にランクされ，サイト訪問

はない．そこで I-Scover では，信学会の情報を表示すると同時に，Google，CiNii，IEEE Xplore 等の外部サイ
トの情報も同時に表示することで利便性を上げている．

5.4 管理者向け機能者が増加し，論文閲覧数が増加することも期待される．

6.2 データとしての活用
図 3 で示した Web ページは，人が見るために I-Scoverが動的に作り出したものであり，実際に保有しているデー

多くの人が協力的にデータを追加・編集することで使タはそれぞれのエンティティに関するデータのみであり，いやすいシステムを構築できる可能性がある．I-Scover

それらは RDF で記述されている．実は上記の URI に人

では，キーワードに対して，説明を追加したり，関連すがブラウザからアクセスしたときと，プログラムがアクセるキーワードとリンクを張ったり，あるいは本来同一なスしたときとは異なるものが戻ってくるようになってい人が複数のエントリーに分かれてしまったものを結合するのである．本稿では詳しいメカニズムは省略するが，るなどの作業を画面上で簡単にできるようにしてある．

人が通常のプログラムから iscover:resource/xxx にアクI-Scover ではシステムをプレビュー環境と本番環境の 2セスされると iscover:page/xxx に転送し，図 3 のような系統にしており，編集権限を持つ限られた人のみがプレページを合 成して表 示する．一 方，プログラムから

ビュー環境でデータの投入・編集を行い，月に 1 度プ

iscover:resource/xxx に ア ク セ ス さ れ た 場 合 はレビュー環境のデータを本番環境に移動するという運用

iscover:data/xxx に転送し，RDF をシリアライズし，図が行われる予定である．

6 に 示 す よ う な RDF を XML（Extensible Markup
Lanuage）で表現した RDF/XML 形式のデータで返す．

6

Linked Data としての I-Scover

6.1 Linked Dataの効用
Linked Data は情報を整理し，関連する情報をリンクし，グローバルに利用できるようにする技術であり，

RDF/XML 形式は広く通用している形式であり，それを扱うオープンソフトも存在する．したがって，これらのデータを加工して，現在とは別の形式に変換することも容易である．例えば，データの関係をネットワーク図で表示したり，論文データを定まった参考文献の形式に整形したりすることが考えられる．

様々な分野で活用が進んでいる．I-Scover はそのような Linked Data システムの一つであり，以下のようなことが期待される．

7 将来展望まず，文献，著者，キーワード等の各エンティティは，2013 年 4 月 の 初 版 公 開 時 点 で は デ ー タ の 整 備，それぞれ永続的な URI を持つ．例えば，図 3 の論文はLinked Data としての特徴の利用の部分に関しては不http://i-scover.ieice.org/iscover/resource/ARTICLE-

十分な部分がある．次期版以降に向けて，考えるべき点

263FCE21-09B6-6C9D-16FB-8D1A439B37A0（ 以 降，について以下私見を述べる．

http://i-scover.ieice.org/iscover/ の 部 分 は iscover: と置き換えて，iscover:resource/xxx のように略記する）という URI が割り当てられており，（I-Scover が安定的
52

通信ソサイエティマガジン No.25 夏号 2013＊ 10 今後の議論によって URI 付与方針を見直す可能性はあるが，早い段階で固定する予定である．

解説

TTechnology
e hnology Reviews
Review s andand R
Reports
epor s
7.4 全体のワークフローの見直し
今回の I-Scover では既存のデータからメタデータを作成した．しかし，論文に付与するキーワードが統制されていなかったり，文字列検索をすることが前提としてタイトルに含まれるキーワードはキーワードとして設定されていないなど，I-Scover がメタデータを利用するという観点では様々な問題があった．今後は I-Scoverに登録することを前提として，論文投稿の仕組み等を見直すことが必要であろう．また，全国大会や国際会議等のイベントに関しても投稿，プログラム編成，イベント
用 Web ページの作成などの一連の作業の中で，メタデータが自然と整備されるようにすると同時に，そのメ

図6

RDF/XML 形式

タデータを Web ページ作成等に積極的に活用することも考えていくと良いであろう．

7.1 文字列から意味へ

8 おわりにI-Scover では，文献，著者（人物）などを文字列で扱うのではなく概念で扱えるように名寄せを行い，概念

本稿では信学会の文献検索システムである I-Scover間の関係を整備しているが，その整備はまだまだ不十分

システムを紹介した．しかし I-Scover は単に文献を検である．メタデータの充実，名寄せを推し進めていくこ

索するシステムというよりは，知識を取り出すための基とが必要である．

盤を目指したものであるそのためには電子情報通信分野
における知識が有機的に結合されなければならないが，7.2 高度な検索・分析・可視化へ

今回のメタデータ整備はその最初の一歩である．今後学会は専門家集団として電子情報通信分野における知の構RDF で記述されたデータを検索・操作するための言＊ 11がある．これを利用することで，造化を進め，学術分野，産業分野にとどまらずグローバ

分散して存在する RDF から必要なデータを見つけて，

ル社会における学会の価値増大と発展を測っていくこと集計したり表示したりすることができる．例えば，あるが重要であろう．

語として SPARQL

キーワードを持つ論文の数を年ごとに集計したり，ほか■ 文献の Linked Data システムと I-Scover とで横断検索をす（1） 西野文人， Linked Data 〜つながるデータ，広がるサービス〜， 信学通誌，no.23，pp.240‒244,
Dec. 2012．
（2） トム ヒース，クリスチャン バイツァー（著），武田 英 明（ 監 訳 ），Linked Data − Web を グ ロ ー バ
ルなデータ空間にする仕組み（翻訳），近代科学社，
2013．
（3） T. Berners-Lee, “Metadata Architecture,” http://
www.w3.org/DesignIssues/Metadata.html（4） M.J. Bates, “The design of browsing andberrypicking techniques for the online searchinterface,” Online Review, vol.13, no.5, pp.407‒
424, 1989.

るようなことが可能になる．SPARQL 検索は万人が利用できるようなものではないので初版の I-Scover では
SPARQL 検索を提供していないが，今後どのような形で公開するかも含めて議論が必要であろう．

7.3 ソーシャル情報の活用
様々な学会の文献に対して横断検索を可能とするサイトが存在するのに対して，信学会の論文のみを対象として論文の横断検索システムを提供することの意味は何であろうか．それは学会がその技術分野に対する専門家集団であるということである．それはすなわち各論文に対して

西野文人 （正員）

評価情報を与えたり，特定の観点に沿って論文やキーワー

1981 東工大大学院理工学研究科情報科学専攻修士課程修了．同年，株式会社富士通研究所入所．以来，機械翻訳，
情報検索などの自然言語処理に関わる
研究開発に従事．現在，同研究所ソフ
トウェアシステム研究所専任研究員．

ドの集合を設定したり，キーワードの説明や関連性を整備できるということである．今後，専門家集団である特徴を活かした取り組みを考えていくことが必要であろう．

＊ 11 http://www.asahi-net.or.jp/~ax2s-kmtn/internet/rdf/
rdf-sparql-query.html
解説

I-Scover ─ Linked Data に基づく電子情報通信学会文献検索システム─53

ツールとしての英語講座 第 2 回

ツールとしての英語講座

第2回

電子メールの英語とマナー
山崎克之 長岡技術科学大学
Katsuyuki Yamazaki

第 2 回目の今回は，電子メールの英語を扱う．電子メー

2．電子メールの始めと最後

ルは手紙の延長，という側面もあるので，英文に関しては，英文手紙の書き方などの本を参考にすると良いだろう（1）．ただし，電子メールでは時候の挨拶などはなく，
ビジネスライクな文章になるなど，手紙とは異なる面も

電 子 メ ー ル の 最 初（ 敬 辞 ） は さ し て 難 し く な く，
Dear で始めれば良い．

ある．以下では，若手の研究者・技術者を想定して，国際学会へ論文を投稿する場合を例に述べる．また，電子Dear Mr./Ms. Yamazaki,

メールのマナーについて，初心者が間違いやすいポイン
例えば，相手が教授や大学の先生の場合は，Dear Prof.

トを解説する．

Yamazaki，あるいは，Dear Dr. Yamazaki，などとした

1．電子メールのタイトルは短く方が無難だろう．また，相手が特定の人物でなく，例えば， 国 際 学 会 の 委 員 会 の よ う な 場 合 は，Dear Sirs/
Madams， あ る い は，Dear SAINT2011 Organizing

電子メールを受信した人は，すぐに読むか，後で読むかをタイトルを見て決めると思う．長いタイトルは読みにくいし，電子メールソフトによっては，タイトル表示

Committee，などとしても良い．
もうちょっとカジュアルな場合，例えば，仲間や友達に送る場合は，以下のような書き出しもある．

に長さ制限がある．インパクトのある短いタイトルにすDear Colleagues,

ることが重要である．
タイトルを簡潔にかつ分かりやすくする一つのコツ
は，
英字新聞の見出しのスタイルを真似することである．

Dear Friends,
Hi All,

英字新聞の見出しは，短い文字数で分かりやすいようにするため，以下のような少し特有の英語になっている．

電子メールの最後（結辞）もフォーマルな場合と友達の場合がある．ビジネスでは，以下が無難である．

be 動詞や冠詞は省略する
未来は不定詞（to ＋動詞の原形）で表す

Sincerely yours,

進行中は現在分詞で表す
仲間内の場合，あるいは，ビジネスでも顔を知ってい返事が欲しい場合は，タイトルに，RSVP 22 June - ...，てファーストネームで呼び合うくらいの場合は以下でもなどと締切を書いておくことも有効である．RSVP はフ

良い．なお，最初（敬辞）と最後（結辞）のフォーマル

ランス語で，repondez s'il vous plait，の略で，「返信

度合いは合わせること．

をお願いします」の意味である．私は，電子メールの受
信箱に，to do（やるべき仕事）の電子メールを残してBest wishes,

おくので，タイトルに締切が書いてあると重宝する．

Best,

ASAP（As Soon As Possible）というのもよく使われるが，この期限をどうとらえるかは受信者次第である．

結辞の前の文，最後に一言，も重要である．今度お会

常識的には 1 〜 2 日，遅くとも 3 日くらいであろう．

いするなら，常套文として次のようなものがある．to

私は，締切を設定して電子メールで依頼し，3 日くらいの後は動名詞になることに注意する．

前になったら，タイトルの前に（Reminder）を付与して再度お願いする，ということをよくやっている．
54

通信ソサイエティマガジン

No.25 夏号 2013

ⓒ電子情報通信学会 2013

Iʼm looking forward to seeing you soon.

If you have sent the notification, could you
kindly re-send it to me? We might miss the

何かお願いごとをした場合，以下のような一文を加え

e-mail due to anti-spam ﬁltering.

るとスマートになる．
If not, could you please let us know when theThank you so much for your arrangement in

notiﬁcation will be issued?

advance.
Sincerely yours,
電子メールの署名も 3 行以内くらいに簡潔にする．
仲間内の場合は署名を省いても良い．私は，通常は署名をつけないで，初めての人あてのときに付与するくらい．
なお，電子メールは，できるだけ，1 画面で読めるくらShin-nosuke Tsuu
Student, Graduate School of Nagaoka
University of Technology
tel:+81-xx-xxx-xxxx, e-mail:xxxx@xxxxxxxxx

いの分量にすること．UNIX 時代の習慣で，私は，1 行
を半角 70 文字・全角 35 文字程度（返信で引用記号が録・不採録の通知が来ない場合の例である．採録・不採付与されても半角 80 文字・全角 40 文字以内にするため），

録は Program Chairs が担当しているので，その電子

本文全体で 20 行以内，としている．これなら，1 画面でメールアドレスに出す．

読める．場合によっては，添付ファイルとして用件をま

最近では，いろいろなところでスパムフィルタリング

とめ，電子メール本文は手短にする，などが重要である．

が行われる．特に，査読システムなどから自動で送信さまた，日本の電子メールでは，よく，冒頭に必ず「おれる電子メールはスパムと判断されることもある（過去

世話になっています」などと書く人がいる．日本の手紙にそういう例があった）．上記は，このような状況も踏の習慣では「残暑厳しきおり…」とか「平素は当社業務

まえて，丁寧に質問している．

に…」などがあるが，ビジネスの英文電子メールでは不要である．

国際学会をホテルで開催し，参加者は特別レートで宿泊できる，あるいは宿泊が義務となっている，などの場合がある．Web ページなどでホテル情報がアナウンスされていない場合（ホテルとの契約の都合などで遅れる場合

3．国際学会へ論文を投稿したときの電子メールが多い．12 年間やったのでよく知っている），学会主催
者に問い合わせを行う電子メールを以下に示す．ホテルなどの情報は LA（Local Arrangement）という役職が担

ここでは，英文電子メールの例として，国際学会へ論当しているが，LA の問い合わせ先などが明示されてい文を投稿したときに使うかもしれない文例を示す（某国ない場合や一般的な問合せは General Chairs 宛に出す．

際学会の運営を Chair を含めて 12 年間やっていたので，アーカイブの中から適当なのを探してきた）．
まず，論文を投稿したが，採録通知日をすぎても，採Dear SAINT2011 Program Chairs,

Dear SAINT2011 General Chairs,
Iʼm Shin-nosuke Tsuu, an author of theaccepted paper ID 000.

We submitted a symposium paper below
which was identiﬁed as the paper ID 000 byIʼm trying to arrange my travel to SAINT2011,

the paper submission system;

and am wondering if the conference organizer
will arrange accommodation for the

Paper ID: 000
Authors: Shin-nosuke Tsuu and Katsuyuki
Yamazaki
Title: Recent Trends of Internet and its
Applications

participants. If so, when such information will
be available on the web? Or, do I have to booka room by myself?
I would appreciate hearing from you soon.

Although March 26 was announced as theauthor notification date, we have not yet

Sincerely yours,

received it.

Shin-nosuke Tsuu

ツールとしての英語講座

第2回

電子メールの英語とマナー

55

ツールとしての英語講座 第 2 回

国際学会の主催者は，ホテルとの間で「XXX 人・泊が礼儀である．以下は，大学の研究室への訪問伺いの電なので，会場費を X％ディスカウントして」という交渉

子メール．自分の教授が相手の教授を知っている，といを行っているので，特別の理由がない限り，主催者の推う前提での例である．

奨するホテルに宿泊することが望ましい．
次に，論文を取り下げる場合について示す．Regular

Dear Professor XXXX,

Paper で採録なら OK だが，Short Paper では実績にならないので論文を取り下げる，という場合もある．同じIʼm a graduate school student of Nagaoka

国際学会へ来年も投稿する可能性もあるので，失礼のな

University of Technology, and am studying at

いよう以下のように丁寧に連絡する．

the research laboratory of Prof. Katsuyuki
Yamazaki. Iʼll participate in the coming

Dear SAINT2011 Program Chairs,

SAINT2011 conference from July 22 Monday
to 24 Wednesday in Munich, Germany.

Iʼm very sorry to inform you that my coauthor and I wish to withdraw our paper
below;Taking this opportunity, Prof. Yamazaki
suggests me to visit your laboratory and havea discussion about the latest research topics. I

Paper ID: 000

would very much appreciate it if you would be

Authors: Shin-nosuke Tsuu and Katsuyuki

able to share your time on July 25 Thursday.

Yamazaki
Title: Recent Trends of Internet and its
Applications

Sincerely yours,
Shin-nosuke Tsuu

SAINT2011 is a good conference, and I would
welcome a chance to talk with other

以下，今までの例文では出て来なかったが，電子メー
ルの中でよく使えるフレーズをいくつか挙げておく．

researchers. Unfortunately, I cannot justify thetravel cost and time since our paper is

I would be grateful if you could provide me

accepted as a short paper. Could you pleasewith ...

drop our paper from the program of the

In reply to your email of July 14, ...

SAINT2011 conference, and do not publish

I would like to remind you all that ...

this work in the Proceedings?

I am afraid, however, that I may not be able
to ...

We sincerely appreciate the comments of the

Could you please get back to me by the end ofreviewers and the time they and you havethis week?

invested in the paper. I hope the conference

Should you have any questions, please do notwill be highly successful.

hesitate to contact me.

Sincerely yours,
Shin-nosuke Tsuu

5．電子メールのマナー
電子メールが一般に普及し始めたころ，電子メールや4．学会に伴い
大学・組織を訪問する掲示板などでインターネット上でのエチケットが大事ということで，「ネチケット」という言葉が使われた．
Netiquette Guidelines というタイトルでインターネッ

56

せっかく国際学会に行くので，開催場所近くの大学のトの標準である RFC にもなっている（2）．ずいぶんと経研究室あるいは企業を訪問する，ということもあるだろ

過したが，まだ有効なものもある．これを参考に，電子う．学会での意見交換以外に，見聞を広めることは良い

メールのマナーとして，是非これだけはというものをいことである．訪問先は誰かに紹介してもらう，というのくつか挙げておく．

通信ソサイエティマガジン

No.25 夏号 2013

（5）Bcc は使わない
Cc（Carbon Copy） と Bcc（Blind Carbon Copy）の使い方に注意が必要である．図で見た方が分かりやすいだろう．To が届いた A さんは，同じ電子メールがCc として B さんに届いていることが分かる．C さんにも同じ電子メールが届いているが，Bcc で送られている
ので，A さんにも B さんにも分からない．ここで，Bccを受信した C さんが返信した場合，A さんと B さんにも返信電子メールが届く．A さんと B さんは，X さん
から C さんにも電子メールが送られていたことに気付
くことになる．こういう場合は，A さんと B さんに電子メールを送信後，その電子メールを C さんに転送する方が無難である．
Bcc を使っても良い場合は，例えば，何とか委員会とか協議会で，全委員・メンバーに電子メールを送る場合などである．このときは，全員を Bcc に設定する．受信者はお互いの電子メールアドレスを知ることがないのネチケットガイドラインの主旨と目次でプライバシーへの配慮，ともいえる．しかしながら，私は，数人程度の委員会では相互のアドレスくらい知っておくべきだし，知っておいた方が委員相互の連絡にも（1）電子メールの返信はすばやくできれば 1 日以内，遅くとも 3 日以内には第一報を便利になると思うので，こういう場合でも，Bcc は使わないで，全員を To に設定する．

返信すべきである．時間がかかるようなら，XXX を調査して来週までには御報告します，などと返信しておく．
（2）タイトルに「Re.」がついた電子メールを続けない

Aさん

内容が変わったらタイトルを変えること．古いタイト

To：A
Cc：B

ルの前に新しいタイトルをつける．例えば，新しいタイ
トル［Re. 古いタイトル］などとすると，話題が変わったことが分かる．タイトルを「お知らせ」など漠然としたものにしないことも大切である．

Xさんが，メールを送る

Cさんが，受信していることを知らない

To：A
Cc：B
Bcc：C

Bさん To：A
Cc：B（3）開封確認要求は使わない

Cさん

相手に対して失礼である．

To：A
Cc：B

（4）日本語の文字セットを ISO-2022-JP にするCさんが，受信していることを知らない

インターネットの規定では，電子メールで使える日本
語 の 文 字 セ ッ ト は ISO-2022-JP（JIS7） で あ る．
Windows ユーザが増えて HTML 形式の電子メールが増えたり，最近では UTF8 をデフォルトとする電子メー
ルソフトもある．が，私のように古い電子メールソフト

Aさんを使っている人もいるし，電子メールをビジネスに使う
場合は，テキスト情報だけで十分である．電子メールの本文は ISO-2022-JP にすることをお願いしたい．文字
セットは電子メールのヘッダに表示されるので，自分あてに電子メールを出して受信メールで確認できる．
Date: Fri, 23 Nov 2012 18:50:09 +0900
From: Yasuo Okabe
Subject: SAINT2011
To: saint@snowman.nagaokaut.ac.jp
Content-Type: text/plain; charset=ISO-2022-JP
Content-Transfer-Encoding: 7bit

電子メールのヘッダで文字コードを確認する

Xさん

To：X
Cc：A
Cc：B

Cさんにも，
送られていたことが分かる

To：X
Cc：A
Cc：B

Bさん To：X
Cさんが，返信する
To：X
Cc：A
Cc：B

Cc：A
Cc：B

Cさんにも，
送られていたことが分かるBcc は使わないツールとしての英語講座

第2回

電子メールの英語とマナー

57

ツールとしての英語講座 第 2 回（6）お願いごとは電話でする
電子メールを使って 30 年くらいになるが，最近，お願いごとは電子メールではなく電話でするようになっ■ 文献（1） 佐藤猛朗，ビジネス英文手紙，創元社，1989（2） RFC1855, Netiquette Guidelines, 1995

た．これは個人のポリシーによるが，電子メールに頼り過ぎないことも重要である．

「Dictation という英語勉強法」

コラム

国際電信電話（株）に入社して配属されたのは，国ものをずっと聞いていても，分かるようにはならな

際電話の運用保守部門だった．日勤・宿直・宿明・い．上述した Dictation（口述筆記，書き取り）と休日の 4 輪番で設備と国際回線の運用保守を行う．

いう方法は，リスニングの後で正解を確認すること

伝送設備部門ではテレックスを使っていて，これはの繰り返しなので，英語の勉強法として有効である．

相手国からの連絡が紙にタイプされて出てくるの更に，英語は日本語と違ってストレス（どこを強調

で，辞書片手に読んで，返信をキーボードで叩く．

するか）が重要なので，リスニングから入る方法は電話部門では相手国からの連絡は「電話」だった．

効果的である．

特に新人が配属されると，誰も電話を取らない．こ

輪番をしながら英語サークルを 3 年くらい続けれはまずい，と思って，宿直の仕事が始まる前の英たら，けっこう聞けるようになった．国際回線の語サークル（会社の支援があった）に通って勉強を定期試験（当時は手動で，相手と電話しながら行う）

始めた．ここで教えてもらったのが Dictation（口の後で「この冬は寒いね，そっちはどう」とか，述筆記，書き取り）という勉強法である．

雑談ができるようになった．更に，国際「電話」で連絡してくる世界中の英語を聞かないといけな

60 〜 70％くらい分かる英語を聞いて書き取る．

いので，いろいろな英語（フランス語系の英語，

このとき，絶対に，テキストは見ない．その後，テ

インド系の英語，スペイン系の英語，などなど）キストを見て，どこが聞き取れなかったか，を確認

を聞き取れるようになった．これは，後年，ITU-T

する．

（ITU（International Telecommunication Union，
国際電気通信連合）の電気通信標準化部門であり，赤ん坊は母親から聞いて言葉を覚えるのでリスニ

通信関連の標準化を定めている）でラポータングが重要である，といわれる．これは，一面正し（Repporteur，標準化を担当する専門家グループのい．が，例えば，母親は「リンゴ，食べる？」など

議長）をやったときに，ずいぶんと役立った．いろと実物と一緒に話をしているのである．耳で聞いていろな国の代表が，その地域の英語で話す．英語はいるだけではない．リスニングとして，分からない

一つではない．

山 崎 克 之（正員：フェロー）
本会元インターネットアーキテクチャ研究専門委員
長．前本誌 B-plus 編集委員長．1996 から「子供のためのインターネット教室」講師．

58

通信ソサイエティマガジン

No.25 夏号 2013

解 説
Reports and Comments

学生，若手研究者向けの論文の書き方術
─システム開発・ソフトウェア開発論文編 ─
工学院大学 水野1

まえがき

修 Osamu Mizuno

意点や，Tips などを述べることにする．
なお，「システム開発・ソフトウェア開発論文」に論文の数が減ってきているという声が聞かれる．

ついても論文採否のステップや査読の方法，あるい

特に，システム開発やソフトウェア開発に関する論は論文執筆で注意すべき点は，ほかのカテゴリの論

文は年間十数件である．

文と同じである．これについては，本誌に掲載された企業の立場からは，経済状況の変化から内外の競争

（1）
，
「英文論文
「学生，若手研究者向け論文書き方術」に打ち勝つべく，とにかく本業であるシステム開発や（2），及び「論文の書き方術（番外編）
攻略への道」

ソフトウェア開発に邁進すべきで，論文など書いてい─ 査読報告書の書き方，条件付き採録時の回答文のる暇がない，というのがホンネであることは理解でき（3）を是非御一読頂きたい．また，査読を通す書き方」

る．あるいは，大学や公的研究機関であるアカデミー（4）を御覧頂きたい．
という観点から「査読の虎の巻」の立場からは，システム開発やソフトウェア開発は理

本稿は，それらの続編という位置づけである．

論や方式提案を実証するための手段であって，論文化できるものではないという感覚があるかもしれない．
しかし，考えてほしい．今このときも，システム開発・ソフトウェア開発の現場では，問題解決のために頭を悩ませている技術者がいる．ほかのシステム開

2

システム開発・ソフトウェア
開発論文とは何か？

2.1 論文の種別
和文論文誌 B の「投稿のしおり」には， 投稿種

発・ソフトウェア開発の現場における課題や問題解

別 として，次の五つが示されている．

決の手法が参考にできれば，自分たちの抱える課題（1）理論的な研究結果の報告の解決にも大いに役立つはずである．また，信頼で（2）実験的な研究結果の報告

きる開発事例や開発手法の動向が把握できれば，今（3）理論と実験の組合せによる研究結果報告

後の展開戦略の立案や産業全体の発展に寄与できる．

（4）システム開発・ソフトウェア開発の報告

また自ら開発に携わったシステム・ソフトウェア
について記録として論文化しておくと，新しい方法（5）既存の研究をある視点の下に体系付け，網羅的にまとめ上げて紹介するもの論を確立できる可能性がある．そのためには，自らこれらのうち（4）が本稿での対象である「システムのシステム開発・ソフトウェア開発の事例を積極的

開発・ソフトウェア開発論文」である．和文論文誌 Bに論文化するべきである．

では，「システム開発・ソフトウェア開発論文」を，理論

本会通信ソサイエティの和文論文誌 B には，「シ
ステム開発・ソフトウェア開発論文」と呼ばれるカや実験についての研究結果報告と同様に扱っている．
なお，（5）はサーベイ論文と呼ばれるものである．

テゴリがある．その定義や位置付けなどは 2 章で述べるが，筆者は執筆者として自身が携わったシス

2.2 システム開発・ソフトウェア開発論文の査読基準

テム・ソフトウェアに関した システム開発・ソフ

システム開発・ソフトウェア開発論文の査読基準

トウェア開発論文 を投稿し，編集者として和文論についても「投稿のしおり」に記されている．図 1

文誌 B の編集委員や，ネットワークソフトウェア

はその該当部分の抜粋である．すなわち，システムに関する特集号の編集委員長を経験し，あるいは査開発・ソフトウェア開発論文もほかの論文と同様に，読委員として「システム開発・ソフトウェア開発論

新規性，有効性，信頼性，了解性の 4 点が査読基文」に関わってきた．これらの経験を基に，「シス準となる．ただし，システム開発・ソフトウェア開テム開発・ソフトウェア開発論文」を書くときの注

発の新規性は，技術構成の新しさでも評価される．

ⓒ電子情報通信学会 2013

解説

学生，若手研究者向けの論文の書き方術

59

解 説
5.1

Reports and Comments
1. 背景：

査読の基準

5.1.1 理論実験論文及びシステム開発・ソフトウエア開発論文の場合（1）新規性：論文の内容に著者の新規性があること．
（2）有効性：論文の内容が学術や産業の発展に何らかの意味で役立
つものであること．
（3）信頼性：論文の内容が読者から見て信頼のおけるものであること．
（4）了解性：論旨の展開が十分理解しやすく，順序立てて明瞭に記述してあること．
ただし，システム開発・ソフトウェア開発論文では，通常の新規性・有効性・信頼性がある場合はもちろんのこと，下記のような場合も条件を満たすと判定される．
●新規性：システム開発・ソフトウェア開発論文では，既存の技術の組合せによる開発であることがあるが，そのような場
合は，組合せの理由が新規性の対象となり得る．
●有効性：システム開発・ソフトウェア論文では，開発した結果が従来と比べて総合的あるいは部分的に優れており，また他のシステムに応用可能であれば，有効性があると診断される．
●信頼性：システム開発・ソフトウェア開発論文では，他のシステ
ムに応用可能であるように記述してあれば，それが内容の信頼性につながる．
なお，システム開発・ソフトウェア開発論文に限らず，論文一般に関して，有効性が高い場合は，新規性はさほど高くなくても採録の対象となる．
また，新規性が高い場合は，信頼性がさほど高くなくても採録の対象となり，了解性を余り厳しく求めることはしないものとする．

図1

査読の基準

なぜ，この研究をするのか

2. 既存研究：
この分野で類似の研究としてどのような方法が知られているか

3. 研究の目的：
この研究で何を達成するのか

4. 課題の抽出：
目的を達成するための課題の抽出

5. 仮説，方式提案：
課題を解決するための方法の提案

6. 実験
仮説を実証するための実験やシミュレーションと結果

7. 考察
結果により，課題が解決できることを示す

8. 結論
課題が解決したことにより，目的が達成したことを示す

9. まとめと今後の課題

図2

論文の構成

導を受けた経験を持っていると思う．
それを思い出していただくと，論文の構成はおおむね図 2 のようではなかっただろうか． 研究をシステム開発 や ソフトウェア開発 と置き換えてみると，図 2 はシステム開発・ソフトウェア開発

また，有効性，信頼性については，開発されたシス論文のテンプレートとなる．それでは，理論や実験

テムやソフトウェアがほかと比べ優れており，ほかの論文の書き方と変わりがないと思われる方もいるのシステム開発・ソフトウェア開発の参考となり，だろう…答えは Yes である．本稿は システム開発・応用できるかどうかについても重視されている．

ソフトウェア開発論文の書き方術 というタイトル

これは，システム開発・ソフトウェア開発で実現ではあるが，通常の論文と何ら違いはなく，特別にした様々な工夫が，今後の開発に対して活用できれシステム開発・ソフトウェア開発論文の書き方はな

ば，大きな技術的貢献である，という考え方があるいのである．そして，この書き方については，理系ためであろう．したがって，個別の技術が既知での人たちはかなり訓練されているはずである．

あっても，それらの組合せに工夫があり，新規性・

ところが，投稿されてくるシステム開発・ソフト

有効性・信頼性が主張できれば，システム開発・ソウェア開発論文の中には，この通常の書き方を忘れ

フトウェア開発論文として論文となる．通常，どのてしまっている 残念なようなシステム開発・ソフトウェア開発においてらを踏まえ，論文作成での注意点について示す．

ものがある．4 章でそれも，何らかの課題を解決するような努力がなされているはずである．であれば，それをきっちりと分析
すれば，論文化することは可能なはずである．

4

項目別論文の書き方

4.1 テーマの選び方：どのようなシステムやソフ

360

システム開発・ソフトウェア
開発論文の構成

トウェアでも工夫があるはず
ものづくりは，楽しいものである．特に，過程に2 章で，システム開発・ソフトウェア開発論文は，困難なことがあっても，様々な工夫を行い，苦労を論文の一つのカテゴリであることを示した．理論，

克服して出来上がったときは楽しいものである．こ

実験の論文に比べ，査読の基準に幅があるものの，

れは，システム開発やソフトウェア開発でも同じで論文であることに違いはなく，通常の論文の形式はある．多くの開発者は苦労と工夫を繰り返し，喜び

守る必要がある．

を感じてきたはずである．

私も含め本会の会員のほとんどは理系大学の出そして，苦労した点，工夫した点が論文のネタとな

身，あるいは在学者であろう．理系（特に工学系）

り得る．なぜならば，それらの点は前人が経験したこの大学では，学部 1 〜 3 年に大抵必修の学生実験とがなく，どこかで誰かが苦労するに違いないことだの講義がある．そこでは，実験そのものよりもレからである．したがって，開発が終了したら感動の余

ポートの作成に多くの時間を費やしたと思う．ま韻があるうちに，ぜひ論文化に着手していただきたい．

た，卒業研究や大学院の研究で，論文の書き方の指論文化をスムーズに進めるために，開発の途中で

通信ソサイエティマガジン No.25 夏号 2013

メモを作ることをお勧めする．開発の途中でどのよ

ば，その目的が容易に理解できるのであろうか．

うな方式にするかについて考えるだろう．通常，幾

例えば，図 3 のような簡単なシステム（と呼ぼう）

つかの案を出して比較検討して方式を決めるだろう．

があったとする．試しに，このシステムは何を実現しこのとき，採用されなかった案と，どのようなプロ

ようとしているかを私の勤務する大学の大学院生にセスで方式決定したかについてもメモを残す．採用

聞いてみた．一番多いのは， 明かりをより長く点灯された案は設計ドキュメントやシステム本体としてさせること であった．小学校の理科で学習したよう残るが，採用されなかった案や案選定のプロセスはに，乾電池を並列に接続することで，乾電池一つの記憶から消えてしまう．ところが，開発したシステ

場合よりも長時間点灯し続けることは可能である．

ムやソフトウェアの新規性・有効性は，幾つかの選

しかし，ほかの答えもある．

択肢の中から最善の方法を選んだことで発揮される．

・乾電池を 2 個使っても，1 個のときと同じ明るこれを再現するために，開発中のメモは必要となる．

さを得るため．
・電池のエネルギーを，光と熱に変換するため．

4.2 背景：自分たちの思い描く世界を客観的に示すシステム開発やソフトウェア開発は学問上の純粋・スイッチにより，不要なとき消灯できるようにするため……．

な問題解決というよりは，何か社会的要求があってこれらのことも，図 3 のシステムで実証できる．

スタートする場合がほとんどである．プロジェクト

このように，簡単なシステムであっても，実現した内では既知であっても，第三者からみるとどのようシステムを見て，目的を的確に類推することは困難な要求から，そのシステムやソフトウェアが開発さである．システム開発やソフトウェア開発や工程でれているのか不明なことがある．そのシステム・ソ

目的を反芻しているうちに，筆者の中で自明なこと

フトウェア開発が求められる社会的な背景が示されとなってしまい，論文化するときに無意識に省いてれば，開発したシステム・ソフトウェアによりどのしまうのかもしれない．しかし，読者はシステム開ような効用を期待しているかが理解しやすくなる．

発やソフトウェア開発の結果を見ても，その目的は理解できないのである．

4.3 既存研究：何の技術に基づいたシステムか？
一般的に既存研究のサーベイは，自分の研究の位

4.5 課題の抽出：全ての課題を解決するのは極め置付けを示し，提案が新規性をもつことを示すためにて難しい．解決すべき課題を絞る．

ある．例えば，ある技術について新しい知見が得られ一つのシステムの開発には多くの課題解決が必要たことを主張する論文であれば，その分野の技術動である．しかし，論文化に当たっては，全ての課題の向や，既存の技術についてのサーベイが必要である．

検証・評価までを示せるかについては考えなければシステムやソフトウェアについても，過去に類似のならない．これらの課題が目的達成のためにどれも重ものがあり，それらとの差異点を主張することができ

要で，全て解決しなければならないのならば，論文

るのであれば，それらをサーベイする必要がある．ま内で「全部解けた」ことを示す必要がある．

た，2.2 節で述べたようにシステム開発・ソフトウェ

例えば，セキュリティ，スケーラビリティ，可用ア開発論文では，個別の技術が既知であっても，そ性，運用コスト，ユーザの利便性などは課題のキー

れらの組合せに工夫があれば新規性・有効性が認めワードとしてよく出てくるが，これらを全て検証すられるので，サーベイとしては，個別の既存技術やそるには，実運用を含めた検討を行う必要があろう．

の応用について示す必要がある．

また，事業としての課題が，必ずしも工学としての課題とは限らない．顧客満足度の向上や新しいマー

4.4 目的：開発した結果から目的は得られない．
目的は明確に書く
目的のない研究はない．どんな研究でも何のため豆電球に行われるのかが示されなければ，内容を正しく判断できない．当然ながら，論文においても研究目的を省略することはできない．もし，研究目的を記述しスイッチなければ 100％の確率で不採録になると考えてよい．
しかし，投稿されてくるシステム開発・ソフト
乾電池 1.5v

ウェア開発論文では目的が明確に書かれていないものが多い．作成したソフトウェアやシステムを見れ

図3

2本

このシステムの目的は何か？
解説

学生，若手研究者向けの論文の書き方術

61

解 説

Reports and Comments

ケットの開拓を課題に挙げてしまうと，これらの課
機能Ａ

題の解決は工学の範疇を超えてしまう可能性がある．

課題 1

もちろん，事業の課題もシステムの実現には重要機能Ｂであることは理解できるが，設定した目的を実現す

課題 2

るためにはどのくらい重要なのか棚卸することを勧

機能Ｃめる．数多ある課題の中で，最も重要なものについ
図4て方式提案して検証し，あとは既存技術を活用，または，今後の課題というようにスコープを絞り込んでしまう書き方がよい．

課題と機能の対応

課題 1
エネルギーを多く供給する

4.6 仮説，方式提案：課題をどのように解決しようとするのか
課題をどのようにして解決するかについて示す部

課題 2
エネルギーの消費を減らす分である．ここでは以下の 2 点に注意してほしい．
（1）課題解決を客観的に判断できる方法で示すこと．
課題として挙げたことがどのようにして機能に

図5

マッピングされるか，またその機能のそれぞれが，どのように課題を解決するかという，課題と機能の対応を明確にする必要がある．これには，図 4 の

機能Ｃ
消費電力が
少ない光源

明かりをより長く点灯させると機能の対応ための課題

方式 2 大容量の電池を使用

簡易性

×：電池間の接続が必要○：電池は 1 個で実現可能

汎用性○：電池の種類には依存 ×：より大きい電池が必ず入手しないできるとは限らないを機能 B と機能 C の組合せでそれぞれ解決するこエネルギー ○：並列にした個数倍で△：製品の上限で抑えられる
供給量
増強できる

とを示している．もし，組合せや機能の実現方法に総合評価対案があるならばそれらを挙げ，評価を示して方式
案を絞り込む＊ 1 ことも有効である．
図 3 のシステムを例にとり説明する．システムの目的が， 乾電池が一つのときよりも，明かりをより長く点灯させること だとする． 従来，乾電池が一

○（採用）

表1

×

機能 A の方式比較表

ムならば，（方式 1）の並列つなぎが優位である＊ 2．
（2）応用可能であることを示すこと提案するシステムが，多くの課題を解決する 夢のつだったときは供給できるエネルギーが少なかった

システム といいながら，実現できる例が限定的であことを踏まえ， エネルギーを多く供給する ことがる場合がある．例えば，あらゆるネットワークサービ

課題（課題 1）となる．また， エネルギーの消費をスを実現することを目的に，プラットホームの提案と少なくすることも課題（課題 2）である．これら開発を行うとする．ところが，ユースケースとして示の課題を解決するためには，（課題 1）に対しては，されるのが，基本接続のようなごく簡単なサービスだ

容量の多い電源機能（機能 A）が課題解決の手段とけであったらどうだろう．ほかの複雑なネットワーク

なる．また，（課題 2）に関しては，必要なときだけ制御へ応用できるかどうか判断することが難しくな回路を閉じる機能（機能 B）及び，より消費電力のる．そもそも， あらゆる ネットワークサービスがで少ない光源（機能 C）が手段となり得る．以上のこきることをどのように実証するのだろうか．システムとを示した対応表が図 5 である．

開発論文では，応用が可能なように書いてあれば，有これらの機能をどのように実現するかが方式提案

効性が認められるが，応用が疑わしいユースケースをである．
（機能 A）については，並列つなぎの乾電池実現した，といわれても応用可能性は判断できない．

（方式 1）のほかに，容量の大きな電池を用いる（方ユースケースを導き出した根拠や要件，あるいは，

式 2）ことが考えられる．どちらの方式にするかは，

そのユースケースが成り立つモデルの説明が必要で目的やシステムの要件に照らし合わせ評価を示し，絞ある．これらがクリアならば，「こういった要件ならり込む．評価に用いたテーブル（評価表）を表 1 にば応用可能」「このモデルの当てはまるユースケース

示す．回路は複雑になるが，汎用的に使用でき，エネルギー供給量を増やせるメリットを重視するシステ＊ 1 複数の方式で実装し評価実験を行うことが理想であるが，開発コストを考えると実現が難しい．

62

機能Ｂ
必要なときだけ回路を閉じる機能

方式 1 電池を並列つなぎような対応表を作成することを勧める．この例では，課題 1 が機能 A，機能 B の組合せで，課題 2

機能Ａ
容量の大きい
電源

通信ソサイエティマガジン No.25 夏号 2013

＊ 2 もちろん，実現するシステムの目的やどの要件を重視するかで，評価項目や総合評価は変わってくる．この例で，実装するシステムの大きさが変更できないという要件があり，これが最重視されると（方式 2）を採用すべきであろう．

ならば応用可能」と主張できるだろう．

も，ほかのカテゴリの論文と変わりないことを述べ，システム開発・ソフトウェア開発論文作成で陥

4.7 実験：実装が目的ではない

りやすい点に着目して注意点を示した．

システム開発・ソフトウェア開発論文では，シス

ここで述べた事柄は，実際には開発の過程で検討

テムやソフトウェアを構築する部分が実験である．

されているはずのものであり，論文はそれを整理する

ただし，あくまでも，課題解決のために提案した仮ことで作成できるのである．是非，システム開発やソ説を実証するためにシステム・ソフトウェアを開発

フトウェア開発がひと段落したら，論文化を検討してするのであって，開発することが目的ではないこと頂きたい．

に，留意すべきである．

もし，整理がつかないのであれば，ぜひ 2 種研

例えば，ある方式を実現するために，Android の究会である「ネットワークソフトウェア研究会」を端末にアプリケーションを実装したとしよう．ここで，活用してほしい．この研究会では，ネットワークやAndroid を用いることがたまたま便利だからなのか，

システムについて，ソフトウェアの側面からじっく

本質的なのかはシステムの目的や解決する課題に照りと議論することを特徴としている．もやもやとしらして説明を考える必要がある．もし， たまたまていることがあれば，議論を通じて整理ができるだ

ならば，説明にページを割くことはないが，後者なろう．また，この研究会では年 1 回ペースで，ネッ

らば，目的や課題との関係を述べる必要があろう．

トワークソフトウェア開発に関する論文特集号を企

また，課題の解決に不要な機能についての説明は簡略化してよく，逆に重要な機能は，難易度にかかわ画しているので，後回しになりがちな論文投稿のタイミングとして活用することもできる．

らず実装して確認する必要がある．例えば，課題の解繰り返しになるが，システム開発・ソフトウェア

決をサーバの機能で行うというシステムならば，クラ開発論文は，開発に関わる課題の共有と解決にも大イアントの HMI（Human-Machine Interface）機能

いに役立つはずであり，ひいてはそれが，産業全体はさほど重要ではないだろう．しかし，ユーザの操作の発展に寄与できる．そのために，この記事がお役性の向上を目指すならば，HMI 機能は作り込んで実に立てれば幸いである．

証する必要がある．
4.8 考察：良い効果も悪い効果も示す．
考察で示すべきことには，2 種類ある．
（i）提案方式が目的を達成するために有効である
ことを示すこと（ii）提案方式によりトレードオフになる事柄が，致命的な欠陥をもたらさないこと．
（i）の説明は不要だろう．
（ii）について説明する．
方式の選択により，トレードオフが起きることが多■ 文献（1） 新津善弘，菊間信良， 学生，若手研究者向け論文
書 き 方 術， 信 学 通 誌，no.4，pp.36‒43，March
2008.
（2） 並木周， 英語論文攻略への道：─国際学会で勝てる英文を書くには， 信学通誌，no.4，pp.44‒52，
March 2008.
（3） 朝香卓也， 論文の書き方術（番外編）─ 査読報告
書の書き方，条件付き採録時の回答文の書き方，
信学通誌，no.9，pp.54‒59，Sept. 2009.
（4） 山里敬也，佐波孝彦，塩田茂雄，太田能， 査読の虎 の 巻， 信 学 通 誌，no.23，pp.222‒230，Dec.
2012.

い．例えば，スクリプト系の言語で実装するとプログ
ラムの作成は簡単になるが処理のオーバヘッドが多くなる，などがある．その方式を選択して課題が解決できることが示されていても，トレードオフになる事
柄によりシステムが使えなくては意味がない．また，
表 1 の方式選択の例で，採用した（方式 1）では簡易性が難点であることを示したが，これが致命的なシ
ステムの欠陥となることも否めない．そこで，実装した結果を踏まえ，トレードオフになることがあっても，実用上問題がないことを考察で述べる必要がある．

5

むすび

システム開発・ソフトウェア開発論文といって水野

修 （正員：シニア会員）

昭和 58 東工大・工・電気・電子工学卒．
昭和 60 同大総合理工学研究科修士課程
了．同年日本電信電話株式会社入社．同
社にて，高度インテリジェントネット
ワーク，VoIP サービスシステム，認証
サービスシステム等の研究・試作・開発に従事．平成 21 工学院大学准教授，平成 23 より同大教授．現在，減災ネットワークシステム，ユビキ
タスサービスシステム，ユーザセントリックサービス方式の研究
及び通信システム・ソフトウェア教育に従事．博士（国際情報通信学）．平成 19 〜 23 まで本会和文論文誌 B 編集委員，平成 23〜 25 まで本会ネットワークソフトウェア時限研究専門委員会委
員長，和文論文誌 B（平成 24 年 4 月号）「人・社会を支えるネッ
トワークソフトウェア技術とその応用」特集号編集委員長．情報処理学会，電気学会，IEEE 会員．

解説

学生，若手研究者向けの論文の書き方術

63

Hamburug

DortmundBerlinLeipzig

BonnFrankfurt
Nuremberg
Munchen〜その 7：ドイツで出産〜

1

ドイツで出産2013 年 1 月，私たち夫婦はドイツで娘を出産しました．
そこで今回と次回は，私たちの体験をもとにドイツの出産

ここまで時間にしてわずか数分の出来事です．しかし電話を切ったあとは，予約が取れた安心感もあり，その日はもう仕事を休みにしようかと思うぐらいどっと疲れたのを覚えています．

風景を御紹介しようと思います．
妻の妊娠が分かったのは，2012 年の 4 月でした．市販

3

いざ産婦人科への妊娠検査薬で，妊娠を示す印がはっきりと出ていたの予約日当日，いよいよ二人で産婦人科へ向かいます．

です．二人で大喜びしたのもつかの間，これから出産まおそるおそる建物に入り，受付で名前を伝えたのち，待合でに遭遇するであろう様々な困難を想像し，不安な気持

室で順番が来るのを待ちます．初めての産婦人科，そしちに襲われました．なんといってもここは異国の地ドイツて当たり前ですが周りはドイツ人ばかりです．私たちはガです．二人ともドイツ語がペラペラなわけでもありません．

チガチに緊張しながら椅子に座って名前が呼ばれるのをそんな私たちが，本当にドイツで出産できるのだろうか？

待っていました．棚にはいろいろなドイツ語の妊娠・育児

心配のあまり，なかなか寝付けない夜もありました．妻だ

雑誌が並んでいますが，それを手に取ってながめる余裕

け日本に戻ってもらい，日本で出産することも考えました．

などありません．

しかし，妻は二人で一緒に出産を乗り越えることが重要

しばらくして私たちの名前が呼ばれて診察室へ．先生だと考えており，そのためならドイツでの出産でも構わなは非常に明るく気さくな方で，少しホッとします．妻が妊い，と強い決意を持っていました．その様子をみて，私も娠したらしいことを伝えて，診察が始まりました．そしてドイツで出産する妻をサポートしようと決心しました．

診断の結果，妻の妊娠が正式に確定します．先生は「お2めでとう！ 赤ちゃんですよ！ 良かったですね！」と，と産婦人科の予約ても喜んでくれました．しかし，私たちの喜び方がどうも妊娠が分かってまずやるべきことは，かかりつけの産控えめだったようで，「本当に分かってます？ 赤ちゃん

婦人科を決め，
最初の予約を取ることです．私たちの場合，ができたんですよ？ 喜んでます？」と心配されてしまい

産婦人科は事前に決めていました．ドイツに来てすぐのこました．もちろん私たちもとても嬉しかったのですが，自ろ，妻はドイツ語の学校に通っていたのですが，そこで知宅の検査薬で既に妊娠を確信していたこと，そして今後り合った友達から，おすすめの産婦人科を教えてもらってのことを考えるとむしろ不安の方が大きかったこと，何よいたのです．その産婦人科は自宅から歩いて 10 分のとこ

り初めての産婦人科でガチガチに緊張していたことのせろにあり，通院にも最適でした．

いで，せいぜい二人でニッコリ笑顔を交わすぐらいが精問題は予約です．日本なら簡単な電話での予約も，ド一杯だったのです．ドイツ人だったら，おそらくここで涙

イツ語となるとまるで難易度が違います．もしかしたら英を流して夫婦で抱き合ったり，飛び上がって喜びの言葉語が通じるかもしれないから，ということで，この電話予を交わし合ったりするのでしょう．それはともかく，無事

約は私の担当になりました．伝えるべき文章をドイツ語でに母子手帳も受け取り，これで妻は正式にドイツの妊婦

紙に書き出し，事前の準備をします．
「英語でもよいですになりました．

か？」
これが最初にいうべきドイツ語です．
これでだめだっ64

4た場合，ドイツ語を話すしかありません．その場合に備え安定期のいろいろな出来事て「私の妻が妊娠したと思われるので，予約をお願いし

そんな私たちも，数回通院しているうちに，だんだん産ます．
」というドイツ語の文を用意しておきます．すると

婦人科の雰囲気に慣れていきました．待ち時間に育児雑予約の希望日を聞かれるかもしれません．そのためのドイ誌をながめる余裕も出てきました．妻は，しばらくつわり

ツ語も準備します．これらの文章を何度も読んで練習し，に悩まされていましたが，安定期にはドイツのマタニ

いざ電話をかけます．最初に英語の可否を聞いたところ，

ティーライフを楽しもうと思えるほど気持ちに余裕が出てだれも話せないということでした．仕方ありません．準備

いました．以下では，この時期の出来事で印象に残ってしていたドイツ語をゆっくりと話して伝えます．理解できいるものをいくつか御紹介しましょう．

ない返答が何度か返ってきたものの，とりあえず日時だけ

まずは羊水検査です．これは，妊娠の初期に注射針ではしっかりと聞き取り，無事予約を取ることができました．

羊水の一部を取り出し，赤ちゃんの遺伝子を調べる検査

通信ソサイエティマガジン

No.25 夏号 2013

ⓒ電子情報通信学会 2013

Reportです．いろいろと倫理的な議論のある検査であることは分ら，父親はこの母親教室には参加できません．そのため，

かっていました．しかし，赤ちゃんの状態を正確に知って具体的な授業内容は妻から聞くしかなかったのですが，ヨおくことは意味があるだろうと考え，また先生が強く勧め

ガのような妊婦体操，赤ちゃんがどうやって産まれてくるていたこともあり，受けることに決めました．ドイツではのかについての詳しい説明，赤ちゃんのお風呂の入れ方，

35 歳以上の妊婦は無料で羊水検査が受けられますが，妻予防接種について，など多彩なプログラムだったようです．

は 35 歳以下だったので，費用は全額自己負担でした．
いよいよ検査当日．インターネットで日本の羊水検査の様子を調べると，検査後数時間は絶対安静と書いてあり

陣痛開始，そして病院へ

5

さて，気づけば安定期も終わりを迎え，あっという間にます．そのため，私は時間をつぶすための本を持参してい臨月です．いつでも入院できるように，入院グッズを準備ました．先生の手際の良さは見事の一言で，検査自体はしてスタンバイします．入院するタイミングは，陣痛があっという間に終わりました．そして，これから数時間は10 分間隔になるか破水したら，とヘバメにいわれていま動けないと思っていた矢先のことです．先生が部屋に入っした．しかし，私たちにとって問題だったのはタイミングてきて，「2 〜 3 時間後に赤ちゃんに問題ないかもう一度

よりも，どうやって産院まで行くのか？ ということでし調べるけど，それまで隣の喫茶店でコーヒーでも飲んでくた．私たちは車を持っていません．当日は破水している可れば？」とのアドバイス．動く，
そしてコーヒーを飲む，やっ

能性もありますし，深夜に陣痛が来る可能性もあるので，てはいけないと信じていた二つのことを勧められてびっく

公共交通機関も使えません．となると選択肢はただ一つ，りです．しかし，先生がいうのだから大丈夫なのだろうとタクシーしかありません．そこで臨月になる前に，ブラウいうことで，おそるおそる喫茶店まで歩いていき，特大のンシュバイク（私たちの住んでいる街）の五つのタクシー

アイスクリームがのったドイツのアイスコーヒーを二人で会社の電話番号を調べ，いつでも電話をかけられるよう満喫しました．念には念を入れて安全を重視する日本とに携帯電話の電話帳に記録しておきました．

は対照的に，致命的にならないかぎり自由にやらせるドイ
ツ，両者の考え方の違いを垣間見た気がします．
さて，ドイツで出産する場合，普段通う産婦人科と出産

しかしタクシーを呼ぶとなると，更にもう一つ難関があります．それは “R” の発音です．私たちの自宅の住所には Roggenkamp という地名が含まれています．これを日する産院は基本的に別です．先生もそれぞれ別なのが一般

本語のように平坦にローゲンカンプと発音しても，まずド的です．したがって安定期に入ると，見学会などに参加しイツ人には通じません．ドイツ語の “R” は巻き舌ぎみにて出産する産院を自分で探すことになります．私たちの場発音します．つまり，ルォォーーゲンカンプ，と最初の “R”

合，先生が産院の先生も兼ねていたのでその手間は省けまを大げさに巻き舌にする必要があるのです．私の発音がした．それでも先生の案内で，事前に産院の分娩室を見学

正しく通じることを確認するため，そして本番に備えて万する機会はありました．分娩室はとてもゆったりとした部

全を期すために，安定期の最後に二人で家から産院まで屋で，分娩台のほかに，水中出産もできるように小さなプー

タクシーで行ってみる，という予行演習をしました．幸い，

ルがついていました．また，生まれたての赤ちゃんが驚か

タクシー会社には英語が通じます．予行演習では問題なないようになのか，天井のライトの光量は非常に抑えられく住所を伝えることができ，無事産院までたどりつけましていて，全体的にとても落ち着いた雰囲気の部屋でした．

た．更に，本番当日にいざ乗ろうとしたらタクシー代がな

私が一つ疑問だったのは，産院の予約をどのタイミンいという事態にならないように，十分なお金を封筒に入れグで取ればよいのか，ということでした．予定日の 1 か月てタクシー代として確保しておきました．これで，産院に前なのか？ 直前でよいのか？ 実際に聞いてみると，予行く準備は完璧なはずでした．

約など必要なく，産まれそうになったらいつでも来てよい，

予定日を 2 日過ぎた日の深夜，いよいよ陣痛が始まりとのことでした．日本では産院の予約を取るのはとても大ました．10 分間隔になったのを確認し，ヘバメに電話し変だと聞いていたので，予約など関係なくいつ来てよいとて産院へ行くことに．満を持してタクシー会社に電話をしいう大らかなシステムを知って，気持ちがとても楽になっます．しかし，なんと練習したはずの “R” の発音が 1 回たのを覚えています．

で通じなかったのです．ここで “R” の発音が通じないと，

この見学会のあと，私たちを担当してくれるヘバメ（助妻と産まれてくる子供の命にかかわります．恥ずかしいな

産師）を決めました．ヘバメは分娩をサポートするのはもどといっている場合ではありません．2 回目は，大げさだ

ちろん，出産前から出産後まで妊婦のどんな相談にものっと思われるぐらいの巻き舌で，ルルルォォォーーーゲンカてくれる心強い味方です．出産後には，赤ちゃんの成長をンプ！ と発音し，やっと通じました．正に危機一髪です．

確かめ，新米の母親に育児のアドバイスをするため，家庭

そのままタクシーに乗って，産院に到着．産院では，早訪問もしてくれます．ドイツでは，安定期になるとヘバメ

速ヘバメによる診察が始まります．陣痛は 10 分間隔ではも自分で手配するのが一般的だそうです．しかし私たちのあるものの，まだまだ弱いようで，すぐに出産にはならな

産院では，先生から候補のヘバメを紹介されました．二人いといわれてしまいました．結局，妻はそのまま入院し，ともその方を気に入ったので，そのまま担当になって頂き

翌朝また診察を受けることになりました．ここから更に丸ました．このヘバメは，週一回，妊婦のための母親教室を一日かかり出産に至ったのですが，この続きは次回にした病院で開いていて，妻は毎週参加していました．残念ながいと思います．
若者よ！ 世界にでよう！

ドイツ日記 〜その 7：ドイツで出産〜

65

報 告

中内清秀

Kiyohide Nakauchi 情報通信研究機構を開催したい．講演と演習を組合せたような形式を想定

1 はじめにしている．内容は何も決まってないが，幹事を引き受けこのたび CQ サマースクール「コミュニケーション（1）てもらえないか．
」

クオリティ概論と OpenFlow 実習」を開催した ．本

要するに，CQ 研専では前例のない取り組みなので，報告では，幾つかのチャレンジングな取り組みを含め

企画を含めてゼロベースで提案してほしい，というわけて，その開催の様子をできる限り臨場感が伝わるよう，である．CQ 研専委員長かつ職場の先輩からの依頼と本サマースクールの実行委員会を代表して報告する．

あっては断る理由は見付からず，漠然とした不安を抱き

CQ サマースクールは，コミュニケーションクオリティながら大役を引き受けることにした．

（CQ）研究専門委員会（研専）主催の下，2012 年 8 月

サマースクールの目玉を何にするか．悩むこと 1 か30，31 日の 2 日間にわたり国立情報学研究所（NII）で月．貴重な時間を費やすからには，やはり自分が興味を開催された．次世代 / 新世代ネットワークにおけるサー

持てるトピックを扱い，自分も一参加者になって何かをビス品質（QoS），ユーザ体感品質（QoE）の視点から，習得できるようなものにしたい，そうすることでモチ

将来的に通信品質に関する研究をリードし得る国際的視

ベーションも自然に高くなるはず，という考えの下，最野を持った研究者を育成することを目的としたものであ

終的に行き着いたのが OpenFlow であった．

る．参加者は学生や若手研究者 33 名であった．

OpenFlow は，ネットワークの構成や機能の設定を本サマースクールの特徴は以下の 3 点である．

ソフトウェアによって自由に変更すること（プログラマ（1）世界的に注目されている OpenFlow 技術に関わ

ビ リ テ ィ） を 可 能 に す る 技 術 で あ る（2）． 一 般 に は，るプログラミング実習

Software-Deﬁned Network（SDN）と呼ばれており，（2）QoS/QoE の研究に携わる第一線の研究者によOpenFlow はそのコンセプトの代表的な一実現手法とる，有線・無線ネットワークの計測，制御，評考えられている．現在ネットワーク分野において世界的価に関するチュートリアル講演

なホットトピックであり，次世代 / 新世代ネットワーク（3）上記の内容を踏まえたグループワークと成果発表会（アイデアコンペ）
本報告では，実習や講演，グループワークの具体的内における要素技術としての期待も高い．業界団体による標準化作業も進んでおり，データセンタ内ネットワーク
やデータセンタ間トラヒック制御等の技術領域ではすで容に触れつつ，実際の参加者による体験記も交えながに実用化が進んでいる．

ら，これら三つの特徴を中心に紹介する．

「 こ れ だ！ OpenFlow で 行 こ う！」 筆 者 自 身，
OpenFlow の基本原理，基本動作は理解していたが，2 テーマは OpenFlow に決定2012 年 1 月某日，CQ 研専委員長の山崎達也氏から一本の電話．
「今年の夏に，CQ 研専主催で第 1 回サマースクール
66

通信ソサイエティマガジン No.25 夏号 2013

実際に使ったことはなかった．早速，OpenFlow 技術に関わる研究開発に熱心な日本電気（株）（NEC）の研究グループに技術協力を依頼し，無事に快諾を得た．この時点で，私の気持ちは不安から期待に変わった．
その後は，チュートリアル講演，OpenFlow 実習，ⓒ電子情報通信学会 2013

Reports and Comments
8月30日
（木）
10：00〜10：10
10：10〜11：10
11：10〜12：10

13：00〜14：10
14：00〜17：00
17：30〜19：00

開会挨拶
チュートリアル講演1：大崎 博之（阪大）『ネットワーク性能評価概論』
チュートリアル講演2：平栗 健史（日本工大）『無線ネットワークにおける通信品質と帯域利用効率の評価方法』
実習関連講演：下西 英之（NEC）『OpenFlow概説』
OpenFlow実習
意見交換会
（懇親会）

（a）下西英之氏
図2

8月31日
（金）
10：00〜11：00
11：00〜12：00
13：00〜15：20
15：20〜16：40
16：50〜17：00

図1（b）会場風景
OpenFlow 実習の様子

チュートリアル講演3：長谷川 亨（KDDI研）『ネットワークQoS計測ならびに障害検知』
チュートリアル講演4：岡本 淳（NTT）『主観品質評価法と実験計画』
グループ演習
成果発表会
表彰式，閉会挨拶

CQ サマースクールのプログラム

グループワーク及び成果発表会の三つのパートから成る
本サマースクールの構成がとんとん拍子に決まった．図
1 に CQ サマースクールのプログラムを示す．

3

OpenFlow プログラミング実習〜 OpenFlow のイロハ〜

図3

OpenFlow/Trema の演習に用いたネットワーク
エミュレーション環境

まずは目玉の OpenFlow 実習の様子から紹介しよう．

ス ト が 2 台 接 続 さ れ る ネ ッ ト ワ ー ク を 対 象 と し て，

OpenFlow 実習の目的は，OpenFlow の基本を理解す

OpenFlow スイッチに接続され，その動作を規定するるとともに，OpenFlow に関わるネットワークプログ

OpenFlow コントローラ用のプログラムを作成するこ

ラミングに関する基礎技術の習得である．しかし，図 1とが目的である．演習課題は次の五つのサブ課題から構から分かるように，2 日間といっても非常にタイトなプ成される（講演資料からの抜粋のため，英語表記）．

ログラム構成であり，演習時間は概説を除いてたったの（1）Run Hello Trema!

3 時間．習得というよりも，OpenFlow に触ってみると（2）Connecting an OpenFlow switch to an

いった方が正確かもしれない．
本実習の講師は，OpenFlow の研究開発に取り組む
研究グループを率いる下西英之氏（NEC）（図 2（a））

OpenFlow controller（3）Displaying packet-in message contents（Packet-in dumper）にお願いした．まずは，OpenFlow の基本原理，応用（4）Sending packet statistics information to

例，OpenFlow 標準規格に基づき NEC が開発している

the OpenFlow controller（Learning switch）

（3）
を中心とし
OpenFlow 制御ソフトウェア「Trema」（5）Displaying traﬃc data（Traﬃc monitor）

た「OpenFlow 概説」講演．その後，図 2（b）に示す

参加者には演習に必要となるソフトウェア一式を各人ように，参加者を七つのグループに分け，グループ単位のノート PC に事前にインストールし，専用のエミュレー

で演習に取り組んでもらった．

ション環境を構築してきてもらった．演習時間が短かっ演習では，Trema を使った OpenFlow 対応レイヤ 2スイッチの作成という演習課題に取り組んだ．具体的にたという参加者の感想が多く，演習課題（5）までたどり着けた参加者は半分以下だったのではなかろうか．

は，図 3 に示すように，OpenFlow スイッチ 1 台にホ
報告

CQ サマースクール開催報告 〜はじめての OpenFlow 〜67チュートリアル講演
4 〜紙飛行機から学ぶ性能評価〜

5 グループワーク〜白熱のアイデアコンペ〜

2 日間とも午前中は座学としてチュートリアル講演を今回のサマースクールを開催するにあたって，実習を行った．これらの講演の目的は，QoS と QoE の基礎及通して実際に OpenFlow に関わるネットワークプログ

び最新の研究開発動向に対する理解の促進である．今回ラミングに関する基礎技術の習得にとどまらず，参加者

は，学生を中心とした若手研究者を対象にしていたため，にはその技術の活用，応用まで考えてもらいたいという講演者には大学講義風に講演をアレンジしてもらった．

願いを持っていた．そこでグループワークでは次のよう

各講演のタイトルは図 1 に示すとおりであるが，内なお題を与え，その活用，応用に関するアイデアを提案

容については紙面の制約のため割愛させて頂く．個人的してもらった．

に最も印象深かった講演は，大崎博之氏による「ネット「現在の情報ネットワークにおける課題や，最近の技ワーク性能評価概論」である．講演の最中，ポケットに術動向，（国際）標準化動向を踏まえた上で，人々の生忍ばせていた紙飛行機を突然取り出し，ネットワーク性

活において付加価値を向上させる，革新的な情報ネット

能評価の方法論を，「紙飛行機の性能をどのように測定・

ワ ー ク や 斬 新 な サ ー ビ ス（ ア プ リ ケ ー シ ョ ン ） を，評価すればよいか」という分かりやすい課題に置き換え

チュートリアル講演や OpenFlow/Trema 実習の内容をて，性能評価方法を説明した．具体的には，様々な条件

参考にしながら提案してください．可能であれば，その（例えば，羽の角度や発射角度）の下で実際に紙飛行機

提案の性能評価を行ってください．
」

を飛ばし，飛行距離（机何列分）を計測することで，その紙飛行機の性能を実際に評価していた．

また，グループワークと成果発表会を組合せ，かつ優
秀なプレゼンテーションは表彰するという形で，できる

各講演時間は 1 時間と短いものだったが，参加者は限り参加者のモチベーションが高くなるよう工夫した．

QoS/QoE 研究のエッセンスを吸収できたものと信じた

各グループのプレゼンテーション内容に対し，独創性，い．

将来性，技術，（サマースクールの内容との）関連性，
プレゼンテーションという五つの評価基準を設定し，実行委員が採点するという形式にした．
成果発表会では各グループから以下のようなアイデ
アが発表された．
［Group A］Controlling paths of attack packets
based on the Gamiﬁcation concept.
［Group B］Priority-based QoS control using
application-speciﬁc information［Group C］OpenFlow-based burst traffic shaper
大崎博之氏

平栗健史氏

（最優秀賞）［Group D］Centralized wireless network control
for content distribution［Group E］A d - h o c n e t w o r k c o n t r o l u s i n g
OpenFlow［Group F］A u c t i o n - b a s e d Q o S c o n t r o l f o r
wireless access

68

長谷川亨氏

岡本

図4

チュートリアル講演の講師

通信ソサイエティマガジン No.25 夏号 2013

淳氏

［Group G］D y n a m i c c a r r i e r n e t w o r k i n t e r connection for disaster recovery

Reports and Comments

図5

全体写真

実は，グループワークのお題を参加者に提示したのは

ム構成だった点が挙げられる．アンケート結果でも，演初日の午後（OpenFlow 実習の合間）であり，プログ

習やグループワークの時間をもっと長くしてほしかった

ラム的にはグループワークの時間は 2 日目の午後，2 時というコメントが多かった．今回の反省点を踏まえ，第間 20 分のスロットしかない．要するに，初日プログラ

2 回サマースクールはより魅力的で有意義なものにした

ム終了後や 2 日目の休み時間をうまく活用して取り組いと考えている．

まないと，成果発表という形にまで持っていくことは実

また，今回のグループワークで提案されたアイデアの質不可能なのである．しかも成果発表の評価基準とし幾つかは，電子情報通信学会 2013 年総合大会での発表て，アイデアの実装まで行うと加点すると明示したものに向けて準備が進められた．発表件数増加，議論の活性だから，参加者にとってはたまったものではない．突然化につながるよう，CQ 研専としてこれらのアイデアに翌日締め切りの大量の宿題が出されたようなもので，さ基づく研究開発を長期的にサポートしていく方針であ

ぞかし大変だったと思う．驚いたことに，成績上位のグる．

ループは実際にアイデアを実装し，簡単なデモンスト

最後に会場を提供して頂いた計先生（NII）をはじめ，

レーションまで披露しており，実行委員も皆脱帽という献身的な協力を頂いた実行委員会のメンバ全員に感謝す感じであった．コラムとして掲載した参加者の体験記をる．

読んでもらえれば，その臨場感が伝わると思う．

6 おわりに■ 文献（1） 第 1 回 CQ サマースクール，http://www.ieice.org/
cs/cq/jpn/cqss1/（2） OpenFlow, http://www.openﬂow.org/（3） Trema, http://trema.github.com/trema/

今回のサマースクールの開催は，研究会にとっても筆者にとっても初めての試みであり，試行錯誤の連続であった．特に，テーマを OpenFlow にすると決めた後，実際にどのような演習課題に取り組んでもらうか，グループワークの課題はどうするか，グループ単位の成果
発表の評価基準はどうするかといった難しい判断が要求された．開催後，参加者の 80％以上が期待以上だったと回答しているアンケート結果を見て初めて，肩の荷が中内清秀 （正員）2003 通信総合研究所（現，情報通信研究機構）入所．以来，新世代ネット
ワークアーキテクチャ，ネットワーク
仮想化技術，モバイルサービス基盤技術の研究開発に従事．博士（工学）．

下りた感じがした．
最も大きな反省点としては，非常にタイトなプログラ
報告

CQ サマースクール開催報告 〜はじめての OpenFlow 〜69コ ラ ムサマースクール体験記

本報告を執筆するにあたって，幹事または運営視点

テーマが重要だ．できれば今話題の問題を解決してみだけでなく，参加者ならではの視点も紹介できないか

たいなと思う．そんな中，林君が「twitter でバルスと考えた．そこで，実際にサマースクールに参加し，（ラピュタのあれ）って呟きがあったときにサーバが成果発表会で見事最優秀賞を獲得した西島孝通氏（阪落ちたって話がこのあいだあったんですけど，それを大），林裕平氏（東工大）の両名に，臨場感たっぷり

解決したら面白そうじゃない？」と発言．全員が面白の体験記を執筆してもらった．

いねと即賛成（その後，それがスラッシュドット効果という事象であることが判明）．

サマースクール体験記 1

西島孝通（阪大）〜サマースクール前〜
8 月某日指導教員の O 先生から，「「第 1 回 CQ サ
マースクール」ってのがあるけど，参加してみない ?」る．ルータでバーストトラヒックを平滑化することでサーバへの負荷を軽減する手法に決まる（※ 1）．後はプ
ログラミングとスライド作成．グループ内で分担することにする．自分はプログラムとデモンストレーションのためのプログラム作成を担当することに．

と誘いを受ける．ホームページでプログラムを見てみやるべきは，Trema において提案手法を実装する

ると，性能評価やネットワークに関する勉強会みたい方法と提案手法を評価するためのトポロジを構築するなものらしい．ちょうど主観評価に興味があったのでこと．提案手法の実装は Trema に用意された関数群参加を決意する．

と Ruby の機能を利用して簡単に実現できた．簡単に〜サマースクール 1 日目〜

プログラミングできるのが Trema の本当に凄い所だ

8 月 30 日当日，サマースクールの準備手伝いのたと思う．評価用のトポロジは外部のツールと組み合せ

め早朝から会場に向かう．ちょっと早く来すぎて誰もることで可能なようだが，今回はプログラムで実現すいなかったが，すぐに同じく手伝いの他大学の学生らる．

が到着．フレンドリーな感じで打ち解ける．

（※ 1 演習で発表した内容に関しては総合大会 2013 で発表予定）

午前中はチュートリアル講演として様々な講義を受ホテルに戻ってから，デモンストレーションのためける．専門的な知識，特に主観評価の国際標準の話なのプログラムを作成する．気が付いたら早朝 4 時．

どは，これまで全く知らなかったため非常にためにだが，この完成度ならおそらく上位に食い込めると思なった．また，性能評価とは何かを学ぶために紙ヒう．

コーキを実際に作って飛ばす等，変わった講義もあっ〜サマースクール 2 日目〜た．

いよいよ，成果発表会．質疑応答は twitter でとい

午 後 か ら は OpenFlow の ツ ー ル キ ッ ト で あ るうのに驚く．情報系のセミナだけあって，いろいろとTrema を用いた演習を行う．OpenFlow というと難し

チャレンジングだ．テーマ説明，デモンストレーショい制御が必要なのかと思っていたが，Ruby による簡ン，評価結果，質疑応答と無事に発表が終わる．い単なプログラムでルーティングやバランシングができや，質疑応答はやはり鋭く，想定していない質問も幾ることに驚く．

つかあったのだが．そして，緊張の順位発表……「優グループ演習ということで，C グループに配属される．さっそく，グループのメンバとコミュニケーショ
ンを取る．フレンドリーなグループで何より．

勝は C グループ !!」．やった !! 思わずガッツポーズ．
グループの皆で喜ぶ．
そんなわけで非常に有意義な 2 日間を体験できた．

1 日目終了後，懇親会がある．御飯を食べながら各講義はためになったし，他大学の学生との交流がある

自の研究などを話したり，明日の演習のテーマについというのも良かった．第 2 回があれば，後輩にも是て相談したり．

非勧めたいと思う．これを読んでくれた学生の皆に

Trema は何でもできそうな分，優勝を目指すなら

70

懇親会後，問題を解決するために方法について考え

通信ソサイエティマガジン No.25 夏号 2013

も，是非参加して面白いものを作って欲しいと思う．

Reports and Comments

サマースクール体験記 2

林裕平（東工大）〜サマースクール前〜

討．始めはブレストをして自由な意見を出し合う．
Trema 講習のときに漠然と思い描いていた「バーストトラヒックの平滑化」のネタを気兼ねなくいってみたところ，周囲の人に案外ウケたので嬉しかった．グ

8 月某日，いつものようにメールチェックをしていループの同意が得られたこともあってテーマが決定．

ると，指導教員の Y 先生から「第 1 回 CQ サマース

その後，同会場で懇親会．懇親会で大好きなお酒をクール」開催お知らせメールが転送されていることに交えながらグループの人と仲良くなる．懇親会で，同気付く．メールを読んでみると全国の学生や若手の研じグループ C の西島さんが「優勝します !」と堂々と究者が集まりグループワークをする勉強会らしい．8

啖呵を切ったことに驚きを隠し得なかった．

月 30・31 日は予定が空いている＆都内で開催＆参加

懇親会が終わった後も会場が使用できるということ費がタダということもあり，「とりあえず参加してみだったので，グループのメンバの有志でグループワー

るかー」という軽いノリで申し込む．

クの続きを行う．僕たちだけでなく，ほかのグループ

申し込みをして数日後，PC を事前にセットアップ
しておいてというメールが来る．メールを見ながら機も居残りでグループワークをしていて，皆のやる気の凄さを感じた．

械的にセットアップ．特に難しいところもなくセット

次の日もあるということで，いったん解散．家にアップ終了．ここで OpenFlow を予習しておいた方

帰ってから何もしないと成果発表会に間に合わないのがいいんじゃないか……という気持ちになり，ネット

で各々がやるべき課題を確認．

を使って調べ，なんとなく OpenFlow を分かった気〜サマースクール 2 日目〜になる．
〜サマースクール 1 日目〜

サマースクール 2 日目．午前中は 1 日目と同じく講演を聴く．しかし頭の中はグループワークのことでいっ

まずはチュートリアル講演が始まる．他大の先生やぱい．そして午後からグループワーク再開．皆さんの企業の方の講演を聴くのは学会に行かない限りそうな

課題の出来栄えがすばらしく，いい発表になりそうない機会なので非常に面白い．
「性能評価」の話など自分

予感．夜遅くまで頑張ってくださった皆様に感謝しつの研究に今後応用できそうな内容もあったので，大学のつ最後に意識合わせ＆発表スライドの調整をする．

授業を受けるときよりも集中して聴いていた．しかし久

そしていよいよグループワークのプレゼンのとき．

しぶりの早起き＆座学スタイルなので睡魔と闘いながらプレゼンをする前に結構準備したこともあって，それの聴講であった……サマースクール初日の午前が終了．

なりの発表がすることができた．

サマースクール初日の午後イチは OpenFlow の講

そしていよいよ結果発表．C グループは最優秀賞を

習＆実習．OpenFlow の予習を軽くしてきたことも頂くことができた．先日の懇親会の場の「優勝しまあってすんなり理解できた．シミュレータ Trema をす !」が実現できてとりあえず安堵（笑）
．

いじりながら，「これ使えばネットワーク上でいろい

後から思い返すと，出会って 1 日 2 日しか経っていな

ろ面白いことできる !」と OpenFlow の可能性を肌でいのに各々が自分の役割を果たしながらグループワー

感じる．講習を受けながら漠然と OpenFlow を使っ

クを進められ，結果良いものを作り上げられたことはたら何ができるか考え始める．講習が終わるとグルー

本当に幸運だった．人との出会い，OpenFlow との出会

プワークの説明が始まる．2 日間（それも午後のみ）いが得られたサマースクールの 2 日間はとても充実しという短い時間の中で，テーマ決定・Trema で検証・ていた．熱意を持って取り組むことができる場を与え

パワポ作り・発表をするのは，戦略的にやらないと終てくださった CQ 研の皆様に感謝しつつ家路につく．

わらないよな……と不安に駆られ始める．

〜サマースクール後〜

その後グループ演習ということで，C グループに配サマースクールで考案したテーマを 2013 年の総合

属 さ れ る． や っ と一人ぼっちから解放されて 安 堵

大会で発表しようかと計画中．また，サマースクール（笑）．周りの人が良さそうな人ばかりで良かった．

で学んだ OpenFlow の知識をゼミを通して，研究室

早速 Trema を用いて何ができるかをグループで検のメンバに布教したところ，なかなか好評でした．

報告

CQ サマースクール開催報告 〜はじめての OpenFlow 〜71水素による光ファイバ損失増の発見と防止策の確立
─ 最悪のシナリオを際どく回避 ─
独立行政法人産業技術総合研究所

内田直也 Naoya Uchidaでの損失が測定誤差の範囲を超えて増加しているらしい

はじめにとの結果が得られた．数多くのデータを調べると，ファ

日本電信電話公社（現在の NTT，以下「NTT」と称

イバによっては全く増加していないものもあったが，かする）は 1981 年 12 月にグレーデッド（GI）型多モー

なりの数のファイバの損失が確実に増加しているように

ドファイバを用いた中継伝送用光ファイバ通信システム

思えた．しかし 1.3 µm のみで測定していたので損失増を初めて商用に導入した．このシステムは中小容量光伝があまり大きくなかったため，事態がそれほど深刻であ

送方式

＊1

と名付けられ，短距離の中継回線に適用されるとは夢にも思わなかったが，改めて波長特性を測定しる 100 Mb/s 以下の方式であるが，従来の同軸ケーブルたところ図 1 に示すような驚くべき光損失増が観測さを用いたシステムに比べて性能が格段に向上し，期待どれた（1），（2）．特にファイバが最低損失を示す 1.5 µm 帯

おりの特性を示した．そこで NTT では更なる大容量・での増加が特徴的であった．

長距離伝送を目指して，単一モード（SM）ファイバを用いた大容量光伝送方式＊2

実はこの半年前の 1 月に測定したときも，一部のファを 1983 年 12 月ごろから導イバで 1.3 µm の損失がわずかに増加しているように見入する計画を立て，研究所（以下，当時の呼称に従ってえた．しかし当時研究室では SM ファイバを用いた現場「通研」と称する）が主体となって技術開発を着々と進試験 FRL ＊ 4 の真っ最中で，この結果をゆっくり吟味す

めていった．このように光通信システムの導入は順調にる余裕がなかった．そこで「寒さでケーブルが縮んで損進展するはずであった．

失が一時的に少し増えたのかも…」ぐらいに軽く考え，

しかしながら「好事魔多し」の例えどおり，光ファイ「6 月には FRL が一段落するのでそのときにちゃんと測バ通信の将来を揺るがしかねない大事件が勃発した．光りましょう」ということにして，それ以上は深く追求しファイバ通信システムが本格的に導入され始めた直後なかった経緯があった．

に，現場に布設した光ケーブルで深刻な光損失増が観測

当時ファイバの経時変化を測定するときの認識は，「石されたのである．本開発物語ではこの損失増現象につい英ガラスは極めて安定な物質だから変化は起こらないだて，発見の経緯と原因究明への取り組みから防止策の確

ろうが，実用化に向けて確認が必要なのでデータを取っ

立まで，1 年半にわたって奮闘した歴史を述べる．

ておこう」と念のためという気持ちで測定するため，変化が起きていないと考える方向に意識が行ってしまう危険

現場布設ケーブルでの光損失増を発見
我々は現場試験 FR2 ＊ 3 で，1980 年 1 月〜 6 月にかけて川崎市内の管路と電柱に布設・架渉した波長 1.3 µm
用の GI ファイバケーブルについて，半年ごとに光損失を測定していた．1982 年 6 月に測定したときに，1.3 µm＊ 1 中小容量光伝送方式：適用距離がおおむね 50 km 以下
で，近隣都市間あるいは同一都市内の中継回線に適用され，当時のハイアラーキーで 100 Mb/s 以下のビットレートを使用した伝送方式．
＊ 2 大容量光伝送方式：適用距離がおおむね数百 km 以上
2,500 km 以下で，SM ファイバを用い当時のハイアラーキーで 400 Mb/s 以上を使用した方式．
＊ 3 現場試験 FR2：1978 年 3 月から東京都内で実施したFR（Field Research）1 に引き続き，1980 年 1 月から川崎市内で実施した現場試験の呼称．中小容量光伝送方式の実用化のための最終確認を目的として実施．

72

通信ソサイエティマガジン No.25 夏号 2013

図1

現場に布設した光ファイバケーブルで観測された光損失増＊ 4 現場試験 FRL：1980 年 10 月から武蔵野通研と新設工事中の厚木通研間を結んで実施した試験の呼称．大容量光伝送方式の実用化のために実施．
ⓒ電子情報通信学会 2013

性があり，このときに見逃してしまったのもまさにそうい

一方，この現象は研究者魂を燃え立たせるのに十分なう心理状態によるものであった．余談であるが，このケー

インパクトを与えた．筆者はこの現象を見た瞬間，大変スの場合には半年後に現象が明らかになり，遅れたとはなことが起きてしまったとショックを受けたと同時に，

いえ決定的なミスにはならなかったが，科学の歴史にお逆に研究者の立場からは「これは大発見だ．是が非でもいて今までの常識では理解できないデータを目の前にし我々の手で真実を解き明かそう」と，うれしくて身震いをて，柔軟な発想ができなかったために大発見を逃したケー

したことを今でもはっきりと覚えている．まさに神様がスが数多くあったのではないかと考えられる．科学におい我々に与えてくれた大きな贈り物と感じた次第であった．

ても従来からの常識は当然大切ではあるが，従来の常識

さて，いよいよ原因究明のために検討を開始したが，という固定観念に捉われすぎることは，研究者にとってまずはこの現象を実験室で再現することが先決であっ大変危険であるという貴重な教訓を与えてくれた．

た．しかし当時の知識として，安定な石英ガラスの内部でしかも常温で化学反応が生じていることなど到底思い

実験室での再現を目指して悪戦苦闘

浮かばず，何らかの物理的原因によって接続部やファイバの損失が増えたものと考えた．そこで最初に接続部を光ファイバケーブルが現場に布設されてから僅か 2

疑ったが全く損失増は生じていなかった．更に当時の常年で，ケーブル中のファイバがこのような損失増を起こ

識として，ファイバに側圧が加わると波長依存性のない，

すようでは，実用的な伝送路として使用することは全く

いわゆるマイクロベンド損失が生じることが知られてい不可能である．そこで筆者が室長を務めていた NTT 茨

た．そこでファイバに側圧や曲げを加えた状態で光の入

城通研の光線路研究室が主管となり，光ファイバ製造技

射条件をいろいろ変えたり，更に温度も− 40 〜＋ 60℃術を担当していた光材料研究室及び共同研究を行っていまで繰り返し変化させて損失を測定したが，現場で観測た電線メーカーの全面的な協力を得て，原因究明とそのされた波長特性を再現することが全くできなかった．

防止策の確立に向けて早速活動を開始した．当時，通研と電線メーカーは SM ファイバを用いた大容量光伝送方損失増の本質に迫る

式の実用化に向けて，数か月以内に技術を仕上げる必要があり猫の手も借りたいぐらいの忙しさであった．通研

様々な実験を繰り返しても現場で観測されたようなでは現場試験を含めて数年間積み上げてきた成果を，分特徴ある損失特性が得られず，むなしく 2 か月近くす厚い技術資料 ＊ 5 にまとめる作業に追われていたが，よぎていった 8 月のある日，やっとファイバ心線の高温

り緊急性の高い仕事が加わったため，徹夜も当たり前と特性を測定することを思いついた．普通に考えれば当たいう状況の中で検討を進めることとなった．

り前の実験手法であり真っ先に行うべきであったが，こなお，本現象の原因究明と対策確立がされないうちにこでも「現場での現象が常温で生じているから化学的な情報が外部に漏れてしまえば，国内外の関係企業や研究

現象ではない」という固定観念が邪魔した大失敗であっ機関が競ってこの問題に取り組み，
成果のほとんどが我々た．そこでナイロンを被覆した通常の光ファイバ心線をの手を離れて外部に持っていかれる恐れがあった．更に，

200℃に加熱したところ，図 2（a）に示すように OH

この情報をマスコミが知るところとなれば，光ファイバ基による 1.4 µm 付近の損失が増加するとともに，それは使い物にならないというレッテルが貼られて，順調に以上の長波長帯での損失も増加する結果が得られた（3）．

導入が始まった光通信に決定的なブレーキが掛かり，そ更に 1.4 µm 近傍の損失変化に着目すると，図 2（b）の悪影響が将来まで尾を引くことになる恐れもあった．

に示すように損失ピークの形状が変化し，Si‒OH の第そこで NTT と電線メーカーでは社内においても限られた人以外にはこの情報を漏らさない，ましてや外部には絶対に漏らさないよう厳重な箝口令を敷いた．なお，この箝口令は原因が分かり解決策が明確となった翌年 7 月まで 1 年強続けた．その間 NTT と電線メーカーでは，関係部署の幹部及び研究者・技術者など合わせて何百名かの人が，程度の差こそあれこの事実を知っていたと思われるが，これほど多くの方々が 1 年間秘密を守ってくださったお蔭で情報が外部に漏れることが回避されたわけであり，これらの方々に心から感謝した次第であった．
＊ 5 技術資料：通研での研究開発の最終段階で，成果をまとめて当時事業部門の技術の総元締めであった技術局に送付する資料．

図2

ナイロン被覆光ファイバ心線を 200℃に加熱したと
きの OH 基損失の変化
開発物語

水素による光ファイバ損失増の発見と防止策の確立

73

2 高調波 1.39 µm（基本吸収波長 2.73 µm）のピーク

ケーブルでは鋼鉄線よりなる抗張力体，銅線の介在対，に加えて，Ge‒OH の第 2 高調波 1.41 µm（基本吸収波及びケーブルのプラスチック外被のすぐ内側に Al 薄板（3）

長約 2.8 µm）にも吸収の肩が生じることが分かった ．

よりなる LAP シースが使用されており，異種金属の存

特に図 2（a）の損失の変化は図 1 に示した現場にお在によりケーブル中に入れた水で電気分解が起こり水素ける経時的な損失増に類似しており，現場で生じた現象が発生したのである．水素分子の大きさはわずか 0.1 nmに近い変化が実験室でも再現できることが明らかになっオーダであるから，SiO2 の網目の中に自由に入り込む

た．これで大きな手掛かりが得られたと考えていた矢先ことができ，図に示した損失が現れたと断定できた．この 1982 年 10 月初めに，我々の研究室内で損失増の解

こまで分かれば，後は比較的簡単であった．

明とは別に光ケーブルの特性評価を担当していた研究者が，「大変不思議な損失特性が観測されました」といいな

水素分子による損失と OH 基生成による損失増

がら測定データを持ってきた．図 3（a）に結果を示すが，光ケーブル内に水を入れて 8 か月間放置後にファイバの（4）

図 4 は光ファイバを海水につけ，3 日間 1 A の電流損失を測定したデータであった ．水を入れる前の最初を流したときのファイバ損失を 1 〜 2.5 µm まで測定しの損失カーブ（初期値）と比較して，1.08 〜 1.24 µm

た結果である（1），（6）．図中 A （波長 2.42 µm）は水素分の間で幾つかの損失ピークが見られるが，このグラフで子の基本の伸縮振動に対応した吸収損失であり，K （波最も重要なことは，波長 1.4 µm 以上での損失増の傾向

長 1.24 µm）
はその第 2 高調波である．2.24 〜 1.08 µm

が現場で測定した結果と酷似していたことであった．

までのそのほかの損失ピークは，H2 の伸縮振動と回転

直感的にこのデータが大変重要な意味を持っていると考えた我々は，直ちに 1.08 〜 1.24 µm の損失が何に起振動の混合振動あるいは H2 の伸縮振動と SiO4 四面体の伸縮振動との混合振動によるものと考えられる．

因しているかを突き止めるために，必死になって過去の図 5 には 0.1 A の電流を 14 日間印加し，電流停止直文献を調査した．その結果，我々が現場での損失増を発後に測定した損失特性を青い点線で，更に電流停止後見したちょうど 1982 年 6 月に発行された米国の学術誌
Optics Letters に，Bell 研の Stone ら（5） によりラマン増幅の媒体に使用する目的で水素分子を拡散させたファ
イバの透過率特性が発表されているのを見付けた（図 3（b）参照）．このカーブを見て我々の疑問が一気に氷解した．図 3 の縦軸が（a）は損失，（b）は透過率のため値が上下逆になっているが，まさに水を入れたケーブル
中での光ファイバの損失カーブがそこに示されていた．
すなわち，我々が観測した 1.08 〜 1.24 µm の損失増が水素分子によることが確認できたことから，図 3（a）での 1.4 µm 以上の損失はその波長域における水素分子による損失（後出の図 4 参照）と，水素により新たに形成された OH 基による損失が合算されたものと推定できた．

図4

光ファイバを海水につけ電流を流したときの損失波
長特性

図5

光ファイバを海水につけ電流を流したときの損失波
長特性．青色の点線は 14 日間電流を印加し電流を停止した直後の特性．赤色の実線は電流停止から 30 日後に測定した特性

図 2 の特性に加えて，
偶然別の目的で得られた図 3（a）の発見が解決への全ての突破口となった．使用した光図 3 （a）水を注入した光ファイバケーブルにおける光損失
増，（b）H2 ガスを圧入した光ファイバの透過率特性74

通信ソサイエティマガジン No.25 夏号 2013

30 日間放置した後に測定した損失特性を赤い実線で示す（7）．青い点線のカーブには図 3（a）でお馴染みの水素分子による 1.08 〜 1.24 µm のピークが見られ，更に1.4 µm 以上で 2.42 µm に向かっての損失増が現れている．一方，
赤い実線のカーブでは 1.08 〜 1.24 µm のピー
ク が 完 全 に 消 失 し， 代 わ り に 1.39 と 1.41 µm のSi‒OH 及 び Ge‒OH の 第 2 高 調 波 に よ る 損 失， 及 び
1.55 µm 付近の P‒OH の第 2 高調波（基本波は 3.05 µm）による損失が増えていることが分かる．すなわち，電流停止から 30 日後にはファイバ中に侵入していた水素分子が外部に逃げてしまったが，一部の分子が Si‒O のネッ
トワークの欠陥にトラップされて OH 基を生成し，そ図 6 GeO2 と P2O5 を 共 添 加 し た 光 フ ァ イ バ に お け る
1.55 µm での損失増の P2O5 含有量依存性の損失が増加したものと結論できた．
この損失変化から分かるように H2 による損失増は可れるようになった．一方 VAD 法 ＊ 7 ではコアとして逆的な現象であり，H2 がファイバ外に出てしまえば完（SiO2 ＋ドーパント）のスート，クラッドとして SiO2

全に消失することが分かる．それに対して OH 基は下のスートを堆積させたあと，全体を一度にガラス化するの式で示すように，一旦生成されれば安定化して元には方法がとられる．そこで両者のガラス化温度が違いすぎ戻らない非可逆的な現象である．
（ここに M は Si 及びると製造が難しくなることから，ドーパントとしてドーパントの元素である Ge や P などを表す．
）

GeO2 のみを用いていたため損失増が小さく，結果的にVAD 法の有利性が引き立つこととなった．

プライオリティの確保に対する葛藤
上述のとおり現場で観測された損失増は，ファイバ中に侵入した水素が Si‒O‒，Ge‒O‒，または P‒O‒ の未結合のダングリングボンドと結合して OH 基を形成した結果であることが分かった．すなわち，図 2 でナイロン被OH 基の形成が非可逆現象であることは，図 2 に示し

覆心線を 200℃に加熱したときに生じた OH 基が，常温たナイロン被覆ファイバを 200℃で熱したときの光損失においても生成したことが本現象の本質であること，損増が常温に戻しても変わらず，更にその後ナイロン被覆

失増を減らすためには被覆等からの水素発生を防止するを除去しても変わらなかったことからも裏付けられとともに，ファイバ中のネットワークに存在する欠陥を（3）

た ．以上の結果から，現場で観測された損失増を発生

可能な限り減らすことが抜本的に重要であるという，損させた主役が水素であることが分かり，それ以降我々は失増のメカニズムの概略を明らかにすることができた．
1982 年 12 月末にここまで解明することができたが，ターゲットを絞った検討を進めることができた．
なお，当時のファイバではドーパントとして GeO2 及

この段階で万一にも同様のデータがほかの機関から発表

び P2O5 が広く使われていたが，その使用量は製造法にされてしまったら，一番重要なデータのプライオリティ

よって異なっており，更にメーカーによって独自の量がを失い今までの我々の努力が無駄になってしまうと考え使用されていた．特に P2O5 を使用すると堆積させたスー

ると，いても立ってもいられない気持ちになった．そのトのガラス化温度が大幅に下がって製造が楽になり，併

思いが日増しに強くなり，もうここまで分かったのだか

せてレイリー散乱損失も減らせることから低損失なファら，最初損失増を発見したときに関係者にお願いした厳イバを得るために必須の材料とされ，MCVD 法＊6では多量の P2O5 が使用されていた．しかし図 6 に示すよう重な箝口令のことは大目に見てもらって，研究者として論文にまとめたい誘惑がますます強くなった．

に，P2O5 の含有量が多いファイバほど 1.55 µm の損失増が大きくなることが分かり（3），一転して使用が控えら＊ 6 MCVD 法（Modiﬁed CVD 法， 内 付 け 法 ）：Bell 研 が開発したファイバプリフォームを製造する方法．石英
ガラス管内に原料ガスを送り込み管の外側から酸水素
バーナで加熱し，管の内面にスートと呼ばれるガラスの微粒子を堆積させる方法．

＊ 7 VAD 法（Vapor-phase Axial Deposition 法，軸付け法）：
我が国で開発されたファイバプリフォームを製造する
方法．酸水素火炎中で原料ガスを吹き付けて，種となる棒の上にスートを堆積させ，その棒を上方に移動させることによりスートを連続的に堆積させる方法．主
要なプリフォーム製造法として，ほかに Corning 社が開 発 し た OVD 法（Outside Vapor Deposition 法， 外付け法）がある．
開発物語

水素による光ファイバ損失増の発見と防止策の確立

75

そこで当然ではあるが，現場で観測された図 1 に示害賠償を求められているという情報が入ったことが最大した損失増，及び図 3（a）と図 5 に示した水素分子がの理由であった．この話が広まって損失増現象が世間に原因で生じた 2 種類の損失増，すなわち可逆的な H2 損

知られたあとに，我々が今までの検討結果を発表したの失増と非可逆的な OH 基損失増の存在については一切では，その先導性とインパクトが半減してしまうため，口をつぐんで，単にナイロン心線を 200℃に加熱したら至急通研と事業部門の責任者の了解をとって発表に踏み

1.4 µm 近傍の OH 基損失が増加したという図 2 の結果，切ることにした．その際事業部門からは，「外部発表を

及びドーパントとして P を多く含むファイバほど損失

許可せざるを得ないが，引き続き対策の検討に万全を期増が大きいという図 6 の結果などを， hydrogenとしてほしい．事業部門として SM ファイバシステムの事

いう言葉は一切使用せず，淡々と述べたレターをまとめ業への導入に踏み切るか，あるいは光伝送システム全体て 1983 年 1 月 末 に 米 国 の 学 術 誌 Applied Physicsの導入を中断して一時棚上げするかの結論を予定どおり

Letters に投稿した．投稿の際には当然直接の上司や主1983 年 12 月に出したいので，その判断ができる十分だった関係者の許可を得たが，投稿して原稿が手元を離なデータを揃えてほしい」と厳命された．

れた途端，「やはり早すぎたのではないか？ この論文

そこで 1982 年 10 月に発見した図 3（a）
，すなわちを読んだ人が現場での損失増との関連に気付き，我々よ水を入れた光ケーブルで H2 による損失増とともに，現り先に完全な防止策を確立させてしまったら今度こそ後場で観測されたと同じ OH 基の形成による損失増が観悔してしまう」と急に心配になり，投稿後 2，3 日のう

測されたことを英国の学術誌 Electronics Letters に投

ちに Editor に手紙を書いて投稿を取り下げた．

稿した（4）．このデータは現場での損失増現象を示唆する

その後 2 か月の間は，せっかくの重要データを発表

最重要なデータの一つであることから，ぎりぎりまで伏してそのプライオリティを確保したいという研究者としせておく必要があると判断したものであり，満を持してての功名心と，対策を 100％確立するためには検討課題

10 か月後の 1983 年 8 月初めに投稿し 9 月 15 日号にがまだ残されていて，今の時点での発表は早すぎるとい掲載された．

う技術者としての抑制心が葛藤し非常に悩んだ．
しかし，

なお KDD 研究所もファイバを水に入れて電流を流す

ファイバのプラスチック被覆に関して水素の発生を防ぐ

ことにより，1.08 〜 1.24 µm に H2 による損失増が生製造条件を確立することができ，またファイバ中の欠陥じたという論文を投稿した（8）．この論文は我々より 2に関してもドーパントを用いる限りは完全にはなくせな

週間早い 7 月下旬に投稿され，1 号前の 9 月 1 日号にいが，Ge のみをドープする場合は長期使用に対して損掲載され，その年の Electronics Letters の最優秀論文

失増を許容範囲に抑えることができるので，対策の確立に選ばれた．

という意味でかなりのレベルに達したと自らを納得させて，先にまとめたあと寝かせておいた原稿そのままを 3
月下旬に再投稿した．
その結果，論文は採択され 8 月 15 日号に無事掲載さ（3）

欧州光通信会議（ECOC）
での発表
我々は 1 年余り積み上げてきた成果を，最もタイミ

れた ．特に幸運だったことは，掲載直後にこの論文にング良く，しかも効果的に発表することを考え，光通信

対する問い合わせや別刷りの請求がなくほとんど興味をに関して最も権威のある国際会議の一つであり，1983

引かなかったようであり，恐らく現場の光ファイバケー

年 10 月 23 〜 26 日にスイスのジュネーブで開催され

ブルで観測された損失増と同じ現象であると気が付いた

る欧州光通信会議（European Conference on Optical

人は，その当時いなかったであろうと推測している．大Communication, ECOC）に，
ポストデッドライン（PD）

きな賭けではあったが，他人にはこのデータの重要性に論文として投稿した（1）．図 7 に投稿論文の冒頭部分を気付かれずに本現象の最も本質的なデータの一つに対す示した．PD 論文とは正規の論文を締切ったあと会議開るプライオリティが確保できたことでほっとした．

催の直前まで募集し，聴衆が興味を引きそうな先導的な結果を発表するものであり，我々の論文は PD セッショ現象と検討結果の全ての解禁に踏み切る

76

ンのトップで発表する栄誉に浴した．
発表時点で最新のデータを盛り込んだ講演にするた

3 月に論文を投稿後，更に数か月間データを積み上げ

めに，電線メーカーから研究者に同行して頂き現地で毎た結果，長期間実使用した際の光損失増を許容範囲内に朝（日本時間では同じ日の夕方）会合を開き，日本でそ収めるための対策が確立できたと考えて，1983 年 7 月の日に得られた最新のデータを Fax や電話で送っても末にこれまでの方針を 180 度転換し，外部への論文投

らい，それを基に議論して発表内容を補強あるいは修正稿を解禁し今までの成果を全て発表することとした．実するとともに，その晩から翌日にかけて実施してほしいはその背景として，外国のあるメーカーが製造した光実験を具体的に依頼した．当時ワープロなどはなく日本

ファイバケーブルが現場で損失増を起こし，顧客から損で作成して持参したスライド自体を書き換えることはで

通信ソサイエティマガジン No.25 夏号 2013

図7

第 9 回欧州光通信会議に投稿した論文予稿きなかったが，最新のデータに基づいて話す内容をブラッシュアップすることができ，大変心強いチームとして機能した．
PD セッションは 25 日の午後に開催されたが，発表時間が 12 分，その後の質疑応答が 3 分ということで，限られた僅かな時間で（1）現場で光損失増が観測された
こと，（2）それを実験室で再現できたこと，（3）その原因はファイバ中に侵入した水素分子が欠陥にトラップされて OH 基が生成されて損失が増加したこと，（4）損失増を防ぐためにはファイバ中の欠陥を可能な限り少なくし，併せてファイバの周囲で発生する水素（ファイバのプラスチック被覆からの発生が主要因）をできるだけ少なくすべきことなど，1 年強の間に貯めておいた盛り沢

図8

熱可塑性シリコーン樹脂からの水素発生量の混合比
依存性

山のデータを駆け足で発表した．特にファイバ中の欠陥を少なくするためには，ドーパントとして P2O5 を使用したのは，
Bell 研の Stone ら（5）による水素分子の損失デーないことが実用上極めて重要なことを示した．

タのお蔭であり，その Bell 研から質問攻めにあったのセッションでは私の次に British Post Oﬃce の研究所も不思議な巡り合わせであった．

からも損失増現象を発見したことのみが報告されたが，その報告及び参加者との情報交換によりこの現象が世界中で大問題になっており，皆が必死になって原因と解決

事業部門への報告資料の作成

策を模索していたことを知った．我々が現象の発見から

1983 年も終わりに近づき，事業部門から最終結論を防止策の確立までの全てを発表したことは，まさにこの求められている期限が迫ってきたため，長期信頼性が確とき以外にないぎりぎりのタイミングであり，僅かの差保された旨の説明用データのとりまとめを行った．当時で世界的なプライオリティを獲得することができた．

は光ファイバ被覆用のシリコーン樹脂として熱硬化型を発表後，沢山の研究者が私のところに来られ質問攻め

使用していたが，主剤に対する硬化剤の混合比率を 1にあった．私としても大役を果たして心身ともにもぬけ

以上にすると未反応の硬化剤から経時的に水素が発生すの殻になり，それ以降のセッションに出る気にもならなること，硬化剤の量を主剤と同じ量にすると水素の発生かったので，セッション開催時間中もロビーで質問に丁量が激減し，しかも被覆材料としての緩衝効果や安定性

寧に対応した．中でも Bell 研の L.G. Cohen 氏は実にに問題がないことが分かり，硬化剤の量を精密に制御す

熱心で何度も質問に来られ根掘り葉掘り聞いて行かれた

ることが重要であることを確認した．図 8 に熱硬化型が，本現象が水素に基づくことを我々が初めて把握でき

シリコーン樹脂の組成と水素発生量の関係を示した（9）．
開発物語

水素による光ファイバ損失増の発見と防止策の確立

77

その後シリコーン樹脂として UV 硬化型が提案されたが，水素発生量が熱硬化型より少ないことが確認され，事業部門の決断は “Go！”実用ファイバに一般的に使用されるようになった．更に以上の結果を 1983 年 12 月に事業部門に報告し，製コア部にドーパントを含まない純粋石英コアファイバで造条件を注意深く制御すれば問題なく長期間使用できるは，OH 基の損失がほとんど生じないことも確認された．

ことを説明した．それを受けて事業部門は直ちに SM

それまでの詳細な検討結果をまとめて，SM 光ファイ

ファイバシステムの本格導入を決断した．その目玉とな

バケーブルの損失が経時的にどのように変化するかを予る伝送路として，旭川から鹿児島まで総延長 3,400 km（10）．波長 1.3 µm と 1.55 µmに及ぶ 400 Mb/s の日本縦貫光線路の建設が進められ，において 20 年間に予測される損失増を，温度と水素分

1985 年 2 月に無事完成した．これにより光通信システ

圧に対してプロットした．1.55 µm の方がはるかに条ムが NTT の幹線網に定着し，光通信全盛時代の幕開け

件が厳しいが，損失増を 0.01 dB/km に抑えるためには，となった．
現場での損失増の発見から解決策の確立まで，測した結果を図 9 に示す

水素分圧を 10­4気圧以下にする必要があることが分

まさに月単位を争う際どい綱渡りで学術的なプライオリ

かった．この条件は，ケーブル中への水の侵入を防ぐこ

ティが確保でき，同時に実用的にも最大の危機を乗り越とは当然として，ファイバ被覆をはじめケーブル中に存えることができた．

在するプラスチック材料から長期的に水素が発生しない

本格導入が決定された 1983 年 12 月末に，筆者は朝ように，製造時の重合反応を完全にコントロールするこ

日新聞の取材を受け 1 年半に及ぶ検討の経緯を詳しくとにより十分実現可能である．以上の結果から損失増を説明した．そのときの記事の一部を図 10 に示す（11）．筆完全に防ぐことはできないが，長期にわたって実用上許者は記者がこの損失増を「ファイバ中の癌」と表現した

容できる範囲内に抑えられるという結論に達した．

アナロジーの巧みさに感心した．なぜならば癌は多くの人の体内に発生するが，それが元で命を落とすかどうか
は，ひとえに癌の増殖の程度にかかっている．一方，損失増もコアにドーパントを入れる限り欠陥が生じ，そこに水素が入れば必ず欠陥と結合して OH 基損失が生じる．すなわち自然界として避けられない現象であり完全にゼロにはできないが，その増殖が抑えられれば損失増が実用上許容できる範囲に収まり，命を落さずに済むという意味であった．

あとがき
図9

20 年間に予想される光損失増の水素分圧と温度依存
性

図 10
78

通信ソサイエティマガジン No.25 夏号 2013

以上，我々は 1 年半の検討により 20 年間以上損失増

光ファイバ中の癌（朝日新聞による取材）

が実用上許容できる範囲に抑えられることを明らかにした．その後，本現象に関して学術的及び実用上の観点か
ら国内外で詳細な検討が行われ，安定性をより向上させるためにファイバ表面に気密性の被膜をコーティングする方法や，光ファイバの製造工程で重水素処理を行う方法が提案されてきた．特に重水素処理法は OD 基による損失が通信用に使用される波長外にシフトするため，我々が経時的な損失増を発見する以前の 1980 年ごろから，1.39 µm の OH 基損失を低減させる方法として提案されてきた（12）．そして損失増現象が発見された以降も，経時変化を抑えるための有力な方法として検討が行われ（13），現在では長期安定性を確実に保証する方法として確立している．
最後に，千載一遇のチャンスに恵まれて本現象の発見から対策の確立まで主体的にかかわることができた当事者として，感想を二つ述べてこの物語を締めくくりたい．
第 1 に，本現象の発見は筆者の研究生活において最も刺激的で心が躍る出来事であった．実用の観点からは
光ファイバ通信にとっての最大の障害であり，歓迎すべき現象ではなかったが，学術的には極めて安定と考えられていた石英ファイバにおいて，常温で化学反応が進行するという今まで知られていなかった現象であり，未知への挑戦という意味で実に魅力的であった．NTT 及び電線メーカーの多くの仲間とともに原因究明と防止策の確立に成功し，学術面と実用面の両方でプライオリティを確保できたことは，研究者冥利，技術者冥利に尽きるといっても過言ではなかった．技術者の立場からは，完全な対策を確立するまで全ての発表を控える必要があり，一方研究者の立場からは，新規性のある知見やデータが得られれば一刻も早く発表したいという葛藤の中で悩んだが，この相反する要求のはざまの中で何とか両者を妥協させることができたと考えている．
第 2 に，1 年半の検討期間において結果を得るのに時間がかかり過ぎたことが最大の反省点であった．これは従来の常識に捉われすぎて常温での化学変化に思い至らず，核心をついた実験を行うのが遅れたためであった．

Miyauchi, “Wavelength-dependent optical loss
increase in graded-index optical fibre transmission
lines,” Electron. Lett., vol.20, no.1, pp.13‒14, Jan.
1984.
（3） N. Uesugi, T. Kuwabara, Y. Koyamada, Y. Ishida,
and N. Uchida, “Optical loss increase of phosphordoped silica fiber at high temperature in the longwavelength region,” Appl. Phys. Lett., vol.43, no.4,
pp.327‒328, Aug. 1983.
（4） N. Uesugi, Y. Murakami, C. Tanaka, Y. Ishida, Y.
Mitsunaga, Y. Negishi, and N. Uchida, “Infra-red
optical loss increase for silica fibre in cable filledwith water,” Electron. Lett., vol.19, no.19, pp.762‒
764, Sept. 1983.
（5） J. Stone, A. R. Chraplyvy, and C. A. Burrus, “Gasin-glass̶a new Raman-gain medium: molecularhydrogen in solid-silica optical fibers,” Opt. Lett.,vol.7, no.6, pp.297‒299, June 1982.
（6） K. Noguchi, Y. Murakami, and K. Ishihara, “Infrared loss spectrum of hydrogen molecules in a silica
ﬁbre,” Electron. Lett., vol.19, no.24, pp.1045‒1046,
Nov. 1983.
（7） Y. Murakami, N. Uesugi, K. Noguchi, and Y.
Mitsunaga, “Optical ﬁber loss increase in the infrared
wavelength region induced by electric current,” Appl.
Phys. Lett., vol.43, no.10, pp.896‒897, Nov. 1983.
（8） K. Mochizuki, Y. Namihira, and H. Yamamoto,“Transmission loss increase in optical ﬁbres due tohydrogen permeation,” Electron. Lett., vol.19, no.18,
pp.743‒745, Sept. 1983.
（9） K. Noguchi, N. Uesugi, and K. Ishihara, “Hydrogen
quantity generated from optical-fibre coating,”
Electron. Lett., vol.20, no.21, pp.897‒898, Oct.
1984.
（10）野口一博，柴田 宣，上杉 直，石原浩志，根岸幸康，水素の影響による光ファイバ損失増加と光ファイバケー
ブ ル の 長 期 損 失 安 定 性， 信 学 論，vol.J68-B, no.7,
pp.795‒802, July 1985.
（11）朝日新聞， 情報多重列島 ─ 4 ─ ニューメディアの担い手， 1984 年 1 月 8 日朝刊 .
（12）例えば，J. Stone and C.A. Burrus, “Reduction of the
1.38-µm water peak in optical ﬁbers by deuteriumhydrogen exchange,” Bell Syst. Tech. J., vol.59,
no.8, pp.1541‒1548, Oct. 1980.
（13）例えば，F. Freund, “Method of processing high purity
low-OH vitreous silica ﬁbers,” US Patent 4,685,945,
Aug. 1987.

新しい現象を目の前にして，柔軟な発想で様々な可能性を考える能力を発揮することが，研究者としての必須条

内田直也 （名誉員：フェロー）件であることを思い知らされた貴重な経験であった．若1939 生まれ．1962 京大・工・電子卒．
1963NTT 武 蔵 野 通 研 入 所， 光 偏向・光変調デバイスの研究に従事．
1976 茨城通研に異動，光ファイバ
伝送線路の実用化に従事．1978 工学 博 士（ 東 大 ）．1990 古 河 電 工 入社．2004 日本産業技術振興協会入会．2010 産業技術総合研究所ネッ
トワークフォトニクス研究センター
研究顧問，現在に至る．
この間，本会関係で 1973, 1983 論文賞，1986 業績賞，2000 フェ
ロー，2010 功績賞．1983 いばらき賞「科学部門」（茨城新聞社）．
1985 全国発明表彰「朝日新聞発明賞」．1987 科学技術庁長官賞「研究功績者」．1999IEC 活動推進委員会「運営委員長賞」 ほか．
IEEE 終身フェロー，OSA（米国光学会）と応用物理学会フェロー．

い研究者・技術者の方々も，日ごろからこのような能力の向上を図りながら研究開発・技術開発を推進して頂くことを期待している．
文

献（1） N. Uchida, N. Uesugi, Y. Murakami, M. Nakahara,
T. Tanifuji, and N. Inagaki, “Infrared loss increasein silica optical fiber due to chemical reaction ofhydrogen,” 9th Europ. Conf. Opt. Commun., PD
Paper 1, pp.525‒528, Geneva, Oct. 1983.
（2） T. Tanifuji, M. Matsumoto, M. Tokuda, and M.

開発物語

水素による光ファイバ損失増の発見と防止策の確立

79

解 説

Technology and Regulation

技術と制度のおはなし

東日本大震災における通信被害の状況と今後の対応
総務省 総合通信基盤局電気通信事業部

根本朋生 Tomoo Nemoto

1 災害の状況

2 通信インフラへの影響

平成 23 年 3 月 11 日に発生した東日本大震災につい

東日本大震災は，地震や津波といった自然災害と，原子ては，我が国全体に大きな影響を及ぼしたため，当然大力災害とが複合した災害である．通信インフラについても，きく報道されており，被害の状況や関係者の対応につい

地震動による施設や設備の倒壊のみならず，津波によるても検証等が進んでいる．政府部内でも，災害対策基本

浸水や流出，原子力災害による立入制限や電力不足等の点法に基づき内閣府に設置されている中央防災会議に複数で被害が生じたほか，復旧活動にも大きな支障が生じた．

の関係する専門調査会が設けられており，多方面の専門

東日本大震災が固定電話サービスや携帯電話サービ

家により広範な調査が行われてきたところである．
特に，平成 23 年 9 月 28 日にまとめられた「東北地方太平洋沖地震を教訓とした地震・津波対策に関する専＊1

スに及ぼした主な影響については，①設備の機能が損なわれたという設備被害と，②通信需要が設備の能力を超えたことによる輻輳とに大別される．

門調査会報告」 は，その内容が網羅的であり，各種の

このうち設備被害については，各電気通信事業者の報

参考図表についてもインターネットを通じて公開してい告によれば，その 8 割以上が停電を要因とするものでるので，災害の状況についてより深い興味をお持ちの方あった（図 1）
．次いで，約 1 割程度が，中継伝送路の切におかれては，そちらを御覧頂きたい．

断を要因とするものであった．こうした全体的な傾向は，

なお，当該報告では，東日本大震災の甚大な被害を踏ま

東日本大震災に限らず，同年秋に発生した紀伊半島豪雨

え，特に津波被害を軽減するための対策について，防波

災害においてもほぼ同様であったことから，大規模災害

堤・防潮堤等の海岸保全施設等のハード対策のみならず，

では特異なものではないと考えられる．なお，設備被害

そのような対策により対処できない場合に備えたソフト的な対策の必要性が改めて示されている．
総務省でも，東日本大震災での被災経験を教訓に，電気通信事業法に基づく電気通信設備の技術基準を見直すこととしたが，これまでの改正のように単に技術基準を嵩上げするのみならず，例えば通信疎通の状況を記録し，分析するといったソフト的な対策を新たに盛り込んでいる＊ 2．本稿では，東日本大震災における通信被害の状況とともに，こうした災害対策に向けた見直しのうち主なものについて紹介する．

＊1
＊2

80

http://www.bousai.go.jp/kaigirep/chousakai/
tohokukyokun/index.html
http://www.soumu.go.jp/menu̲news/
s-news/01kiban05̲02000018.html

通信ソサイエティマガジン No.25 夏号 2013

図1

東日本大震災での電気通信設備の被災要因ⓒ電子情報通信学会 2013

Technology and Regulationの要因は単一とは限らず，例えば停電及び中継伝送路のている（図 2）
．これは，通信インフラを構成する設備の切断の双方を要因とする場合もあるが，その場合には，多くに，自家用発電機や蓄電池といった予備電源が備えおおむね最終的に解消された方をもって要因として集計付けられているため，商用電源の供給が停止しても一定している．しかしながら，個別の電気通信事業者によっ期間は多くの通信インフラの機能が維持されることと，て，判断基準や要因の区分の異なることもあるから，あ

そののち，当該予備電源の燃料等が枯渇したものから順る程度の誤差が含まれているものと理解すべきである．

にその機能が失われていったということを示している．
停電が被害要因の大半を占めているため，通信インフ

3 停電対策の強化

ラの災害対策としては，停電対策が最も有効である．必関係事業者の報告によれば，固定電話及び携帯電話の拡充するかという点が最重要課題となる．

然的に，技術基準の見直しでも，停電対策をどのようにいずれにおいても，東日本大震災の発生直後，1 日間か

各電気通信事業者とも，自らの設置する基地局に要す

ら 2 日間にわたって，機能を停止した設備の数が増加しる電力を明らかにはしていないが，一般的にはおおむね

図2

東日本大震災において機能を停止した電気通信設備の時間的推移
解説

東日本大震災における通信被害の状況と今後の対応

81

解 説

Technology and Regulation

技術と制度のおはなし

1 kW から 2 kW までの範囲内となるものが多いと想定される．こうした基地局の機能を維持するために必要な予備電源は，導入や維持・管理に要する費用もさることながら，重量の大きいことが停電対策を講じるに当たっての問題となる．特に携帯電話等の基地局は，しばしば
既存建築物の屋上に置かれるが，そうした場合には当該建築物の構造上の制約により，上記電力を十分に長時間にわたって供給できる予備電源の重量が制限されるため，真に必要な電源容量を確保することができない．また，燃料は危険物であるから，その貯蔵や取扱いには特別に留意する必要があり，制度上でも消防法の規定に基づく各種の制約を受けることとなる．

ループ状の大規模構造における予備的伝送路の敷設
イメージ

上記の課題のため，あらゆる通信設備のそれぞれに予

これは，ループ状の大規模構造の場合，わずか一か所

備電源をふんだんに配備することは現実的ではない．この被災により，ループを構成する全ての伝送路についてのため，今般の技術基準の見直しでは，実現可能な範囲

冗長性が損なわれてしまうため，複数か所の被災に耐え内で最大限の対策を講じることとし，災害対策の中核的ることができないためである．

な拠点となる都道府県庁や市町村役場等をカバーする通このため，今般の技術基準の見直しでは，通信拠点を信設備については，必要な燃料の確保等の対策を講じ，接続する中継伝送路については，単にループ状に接続す

長時間の停電に耐えるものであることとした．なお，諸るのみならず，大規模災害により複数箇所が被災した場

般の制約により，十分な容量の予備電源を備え付けられ合に備え，ループ状の大規模構造を横断するような予備ない場合については，これに準ずる措置として，移動式

的な伝送路設備を敷設するよう努めるべきこと等を盛りの電源設備により応急復旧を行うこと等を許容している．

込んでいる（図 3）．

4 中継伝送路切断対策の強化

5 津波・冠水，損壊等の対策の強化

大規模災害による設備被害において，中継伝送路の切

過去の地震被害では，特にその地震動による対策に力

断は，停電に次ぐ第二の要因である．

が注がれ，実際に電気通信事業者の多くは，地震動に関

中継伝送路切断対策の強化としては，広域にわたる中して震度 6 強から震度 7 を想定した対策を講じていた．

継伝送路のあらゆる地点において被災による切断を防ぐ

また，建物内における電気通信設備の据付方法としても，ことは困難であるから，切断した場合であっても必要な設備の上部を鋼材に，下部を床面に，それぞれ固定金具

通信が確保されるよう通信インフラの冗長性をより高め

またはボルトで固定することが一般的となっていた．

ることが必要である．
電気通信設備の技術基準では，従来から，予備回線を敷設することや，その敷設に当たっては経路を複数化す

82

図3

こうした従来からの耐震対策により，最大震度 7 を記録した東日本大震災においても，地震動による直接的な被害は比較的限定的であった．

ることを求めていた．このため，各電気通信事業者とちなみに，平成 7 年の阪神・淡路大震災においては，も，経済的に効率良く複数の経路を確保できるよう，中多くの建物が倒壊して通信施設にも大きな被害が発生し継伝送路がつなぐ通信拠点のそれぞれをループ状（リンたため，耐震にかかわる建築基準が強化されている．まグ状）に接続するような大規模構造を構築している．比た，建物が倒壊しなかった場合でも，冷却水の配管が損

較的小規模の災害や，災害以外の要因による偶発的な設壊して，自家用発電機が機能しない事例も複数確認され備故障であれば，こうしたループ状の大規模構造によるたため，そののち，自家用発電機の空冷化が進展した一複数ルート化は非常に効果的である．

因となっている．

しかしながら，平成 23 年の東日本大震災や紀伊半島

他方，東日本大震災では，一部で最大 30 m 以上の遡豪雨災害のような大規模災害では，こうしたループ状の上が観測されるほど大きな津波が押し寄せ，多くの通信大規模構造の機能が維持できず，通信が途絶し，孤立す

設備が冠水し，または流出して失われた．また，平成 22

る地域が発生した．

年の奄美大島豪雨災害でも，洪水により交換設備が冠水

通信ソサイエティマガジン No.25 夏号 2013

Technology and Regulation
したために，復旧までに長時間を要した地域があった．
洪水等による冠水の被害については，地勢上の分析にスを音声通信にも活用するための技術開発を推進することが期待される．

より，あらかじめ一定の予見は可能なはずであり，各自

また，こうした通信規制を必要最小限に抑えつつ，災治体では従来からハザードマップの整備を進めてきたと

害時優先通信等の重要通信の疎通を確保するためには，ころである．しかしながら，実際には，しばしば被災想

重要通信に関わる完了呼率等のデータを収集・分析した定を超える災害が発生するし，各自治体での被災想定が上で回線容量の増強や，通信規制の運用ルールの見直し改められた場合には，電気通信事業者の側でも，それに等の対策を講じる必要があるが，一部の電気通信事業者応じた対策を講じる必要がある．

においてはこのようなデータの取得，保存や分析がなさ

特に，最近は東日本大震災での被災を教訓に，各自治体において，従来のハザードマップの更なる整備や見直しが行われているところである．
このため，今般の技術基準の見直しでは，電気通信事
業者の災害対策においては，各自治体が作成するハザーれていない状況であった．
このため，今般の技術基準の見直しでは，これらデー
タの記録といった設備の要件のみならず，電気通信事業者がこれら関係データを用いて通信規制の疎通状況を検証するといったソフト的な事項を盛り込んでいる．

ドマップ等の被害想定を考慮して，電気通信設備の設置

合には被害想定に照らして適切な防災措置を講じるよう7 まとめ努めるべきこと等を盛り込んでいる．

災害時において迅速な救援活動を可能とするととも場所を決定若しくは変更し，そうした対処のできない場に，国民の不安を軽減するためには，通信の確保が大き6 通信輻輳対策及び重要通信確保

な課題となっている．こうした社会的課題の解決に向け

東日本大震災では，安否確認等のため，被災地のみなず，関連する多様な技術の開発等，あらゆる手段を組合らず首都圏を含む広範囲にわたって膨大な通信需要が発生したことから，通信回線が輻輳し，通信の確保に重大な支障が生じた．

ては，本稿で紹介したように，制度的な解決策のみならせて対処していかなければならない．
特に災害時に限らず，多くの国民や関係事業者は，な
お物理的，経済的または社会的な制約の中にあり，これ

特に携帯電話では，一部で通常時の約 50 倍を超える

ら制約を打ち破る新たな技術の導入が期待されている．

通信需要が発生したことから，音声通信で最大 95％も生命科学の分野では，これまで技術的に解決が困難との高い通信規制が行われたところである．

思われ，ややもすると技術的な問題として認識されない

しかしながら，その反面，携帯電話のデータ通信（パ

きらいすらあった生命倫理問題について，iPS 細胞の技

ケット通信）では通信規制が比較的緩く，その処理に余術が有力な解決策となった．このことは，これまで社会裕があったことから，今後は，データ通信の処理リソー

的には通信技術によって解決することが困難だと認識されているような問題であっても，革新的な新技術により解決される可能性があることを如実に示している．
研究開発に携わる関係諸氏におかれては，自らの専門分野に引きこもることなく，災害に限らずなるべく多くの社会問題にも目を向け，その解決や，ひいては社会の変革に結びつくような新技術の導入に貢献して頂きたいと願っている．

根本朋生
1997 理科大・理・物理卒．同年郵政省入省．電波関係を中心に電気通信分
野の許認可に携わり，
ITU 派遣等を経て，
東日本大震災当時は総務省総合通信基盤局電波部にて災害対応を担当．現在
は同局電気通信事業部にて電気通信事業の技術基準等を担当．福島県出身．

図4

東日本大震災での通信規制の状況
解説

東日本大震災における通信被害の状況と今後の対応

83

果
結
査
審
発表
電
電子情報通信学会通信ソサイエティ
マ
マガジンの企画による地デジアンテナ
自作コンテストの結果をお知らせします．
応募総数：11 件
審査方法：通信ソサイエティマガジン編集委員及びアンテナ・伝播研究専門委員会メンバから審査委員会を構成しました．
審査委員会にて，全ての応募作品の周波数特性（500 MHz, 590 MHz, 710 MHz）及びアンテナゲインパターンを測定の上，各審査部門における作品をノミネートし，マガジン編集委員会で受賞作品を決定致しました．
審査部門と審査基準は以下の通りとなっております．
・性能部門：高性能を表彰・意匠部門：美しい又はおもしろいデザイン
・工作部門：製作能力を表彰
・経済部門：必要十分な性能基準を実現するためのコストと・発想部門：新しい又はおもしろいアイディア
工数の削減

性能部門 高性能を表彰

1名

長崎大学工学部電気電子工学科 4 年生

峰 一平 様受賞の 反射器，導波器が正しく動作し単指向性となってポイント いる．3 素子八木にしては利得が高い．

受賞できると思っていなかったのでとても驚いています．ありがとうございます．

工作部門 製作能力を表彰

2名

相模原市立大野台小学校３年生

長崎大学工学部電気電子工学科 4 年生

平部 香乃 様木田 拓海 様受賞の 丁寧に作られ，外観も実用上使用できるほどポイント きれいな仕上がり．710 MHz の利得が低いが，受賞の 反射器が正しく動作し，単指向性が得られてポイント い る．500 MHz で は FB 比 15 dB 以 上 の 性 能を発揮している．

アンテナゲインパターンはきれいである．

私は︐アンテナには研究室に配属されてから初めて触れました．
研究を重ねるにつ

今回地デジアンテナ自作コンテストの工作部門で受賞でき︐
本当に嬉しく思います．

れて︐アンテナが様々な汎用性があることが分かり︐
アンテナへの興味が非常に高ビが映るアンテナを設計しました．
自分の研究してきたものが︐きちんと機能すくなっていました．
そんな中︐
地デジアンテナを解析から試作まで行い︐
実際にテレ通信ソサイエティマガジン No.25 夏号 2013

きました．
これからも︐
アンテナの研究及び制作を行っていきたいと考えています．

84

る喜びや︐新たな改良点を感じることができる︐とても良い経験をつむことがで賞を取れてうれしいです．担任の先生からも評判が良かったです．いろいろなアンテナを作って実験しました．そして，最終的にこのヘンテナで映りました．次があれば，またアンテナを作って応募したいです．

ⓒ電子情報通信学会 2013

発想部門 新しい又はおもしろいアイディア

1名

意匠部門 美しい又はおもしろいデザイン

秋田県立大学システム科学技術学部電子情報システム学科 4 年生

仙台高等専門学校広瀬キャンパス

飯塚 聖 様アマチュア無線部 様受賞の薄く作られており，周波数特性が良い．
ポイント

1名

受賞の 材料に割り箸を使うなど工夫がみられ，他にポイント 比べると利得は高い．本来の八木アンテナの指向性となっていないところが残念．

この た び は 通 信ソサイエティマガジ ン の 地 デ ジアン
テナ自作コンテストにおきまして，発 想 部 門 賞を頂き，
大 変 嬉しく思います．このような賞を頂けたのも先 生
方，先 輩 方 の 御 指 導，友 人 の 協 力 のおかげ だと思います．就 職 活 動との 両 立でとても苦 労しましたが，本当に良い経 験となりました．今 回 の 受 賞を通じ，アン
テナに関する知 識を学 ぶことができたので，これを世の中に役立てていけたらと考えております．

意 匠 部 門に選 んで頂き，ありがとうございます．このアンテナはエレメントに針 金を使 用し割り箸を用いて固 定する点など，できるだけ身 近にある素 材を用いて製 作する工 夫をしました．
作り始 め たころ はテレビに 何 も 映らない日が 続 いたために，初めてテレビに映 像が 映った時はとても嬉し
かったことを覚えています．製 作には 大 変 苦 労しまし
たがアンテナ の 仕 組 みについて 理 解を深 めることができ，良い経 験になったと感じています．

経済部門 必要十分な性能基準を実現するためのコストと工数の削減

1名

土佐女子高等学校 1 年生

森田 有絵 様受賞の アンテナエレメントの材料にスナック菓子の空ポイント 袋を使い，材料費はほぼ 0 円になっている．すべての帯域をカバーはできていないが，590 MHz
であればアンテナとして機能する．

身近なもので，安く作れないかと考えて製作しました．経済部門を頂けて嬉しく思います．

最後に今回マガジンでは初めての試みである企画にもかかわらず，11 件の応募がありました．どの応募作品のアンテナも特徴があり，選定には大変苦労を要しました．最後に応募して頂いた皆様に感謝を致します．今後も無線通信の要であるアンテナについて御興味を持って頂けると幸いです．
地デジアンテナ自作コンテスト

85

私の 技術 者 歴
My Front ier Jou r ney

平田康夫 （名誉員：フェロー）
1967京大電子工学科修士課程修了，同年KDD入社，1994 KDD取締役，
2000 KDDI専務取締役，2003 KDDI研究所会長に就任，2007より現職．
本会米沢賞，業績賞・森田賞，功績賞を受賞．日本ITU 協会賞，前島賞，科学 技 術 庁 長 官 賞， 紫 綬 褒 章，2004 AIAA Aerospace Communication
Award, 2006 IEEE Award in International Communication，2007 SSPI衛星殿堂賞, 2007電波の日総務大臣表彰などを受賞．IEEEライフフェロー．

はじめに

平田康夫

Yasuo Hirata
ます．図形を頭に描いたり紙に書いたりしながら問題を解いていく手法は，研究や仕事においても様々

私の家族は，世話好きでお人好しな両親と姉二な局面で活かすことができます．最近 幾何 とい人，妹一人そして私の六人家族でした．三姉妹と同う科目が消えてなくなり，その言葉が死語になりつじ学校へということで，女子生徒がほとんどの帝塚

つあるようで寂しい限りです．

山学院で小・中学時代を過ごしました．学校でも家このように，数学以外の科目は不得手という偏っでも女性陣に囲まれ，争いごとを好まないガッツにた生徒であることに加えて宇宙の話が好きで，高校

欠ける少々シャイな少年でした．小学時代に得意と時代にはガモフ全集などを愛読していたこともあ

する科目は算数と体育，そのほかの教科は普通ある

り，文系は向かない，理工系ならばなんとかなりそいは不得手でした．特に人前での発表や音楽は大のうということで，大学は工学部に進学することにな

苦手でした．

りました．消去法で進路が決まり技術者への道を歩

更に中学時代は，勉強は好きではないが数学は面
白く，「数学だけはよく学び，それ以外の時間はよく遊べ」をモットー（？）としていたようです．数む，その第一歩となりました．

京都大学時代での研究

学の中でも特に幾何が好きでした．当時「幾何辞卒論研究は，大林辰三教授研究室の加藤進助教授

典」という幾何の問題を網羅した分厚い本があり，の下で「木星電波の研究」をさせて頂きました．木

それを買ってきて，片っ端からゲーム感覚で挑戦し星は，表面全体がアンモニアの気体に覆われ，強い全ての問題を踏破したことがあります．幾何の問題

磁場を有しており，その磁場にプラズマ状のアンモは，補助線を巧く引けば立ちどころに答えが見えてニア気体がトラップされ回転している際にシンクロくる場合が多く，補助線を見つけるのが何より快感

トロンと呼ばれる現象で数十 MHz の強い電波を放でした．社会人になってからも，難問に直面する射しています．その電波を電波干渉計で受信した観と，補助線をどう引けばよいか自問自答しつつ答え

測データ及びその分析結果が報告された論文を読を導き出すような試みをしばしば行っています．更

み，その内容を理解し，解説を加える研究であったに，幾何を勉強する効用の一つには物事を図形で扱と記憶しています．

い，図形で考える癖をつけてくれるところにもあり86

株式会社国際電気通信基礎技術研究所（ATR）
代表取締役社長

通信ソサイエティマガジン No.25 夏号 2013

大学院は，私自身が宇宙の諸現象に興味があったⓒ電子情報通信学会 2013

My Front ier Jou r ney
ことに加えて加藤先生からのお誘いもあり，引き続

学部生たちが研究活動を進める大所帯の研究室でしき加藤先生の御指導の下，電離層において興味あるた（図 1）．また，研究のみならずソフトボール，

電磁現象の一つである静電波（Electrostatic Wave）

野球，卓球，合同海水浴，飲み会などの諸行事も頻の生成メカニズムを理論的に解明する研究を行いま繁に行われて大変活気があり，かつ和気あいあいとした．話が細かくなりますが，電界，磁界方向を垂した研究室でした．今でも同時代の卒業生は，同じ直と仮定し，荷電粒子の速度などをパラメータとし釜の飯を食った仲間ということで 同釜会 と名付てモデル化，数値化することにより手計算では到底けた会で連絡を取り合い，定期的な集まりをもって解けない 12 次方程式を導き，それを大学の計算機います．私にとって，京都大学時代は，技術者へのセンターの大形計算機により数値計算を行いまし

道の第二歩目と位置付けることができるのではない

た．その結果，地上から打ち上げられた電波によるかと思っています．

電離層散乱（Scattering）の従来からの観測結果を裏付け，かつ強い電離層散乱が発生する諸条件を解

就職先をKDD研究所に明することができました．当時は大形計算機を利用

私の就職先の企業選択に大きな影響を及ぼした

した複雑な計算やシミュレーションの研究が始まっものの一つが，大学 3 年のときの大学祭での出来たばかりで，新たな発見や未知の現象の解明などで事です．二日酔いの状態で聴いたショッキングな

大形計算機が強力な研究ツールとして大いに役立っ

ニ ュ ー ス が ケ ネ デ ィ 大 統 領 暗 殺 の 事 件 で し た．

た時代でもありました．その時代に大学において，1963 年 11 月 23 日，日本で初めて米国との間で宇最先端の大形計算機を利用して研究成果に取り組む

宙通信実験に成功しました．そのとき送られてきた（1）

ことができたのは大変幸運であったと思います ．

映像がケネディ大統領暗殺のニュースでした．人工余談になりますが，私にとっての初めての学会発

衛星を介して海外での出来事が映像で直ちに日本で表は，毎年 11 月に開催される電磁気学会でした．

観られる時代がやってきたかと驚きました．そのこ

その年の電磁気学会は，茨城県の電波研究所平磯支

ろは，KDD という会社があることも，ましてや所で開催され，往きの列車の中で，同僚の松本紘君

KDD が中心となって宇宙実験が行われたことなど（現，京大総長）と声を上げてプレゼンテーション

全く知りませんでしたが，後ほど KDD がこの宇宙のリハーサルを繰り返し行ったことが思い出されま

通信実験の中心的役割を担い，宇宙通信の研究開発

す．私が所属していました前田・大林研究室は，前を積極的に進めていることを知り，就職先候補とし

田憲一教授，大林辰三教授，加藤進助教授，木村磐て漠然と考えていました．

根助教授，桜井邦朋講師，大家寛助手，鷹尾和昭助

あるとき，前田憲一先生に教授室に来るようにと手，坂口瑛助手，佐藤哲也先輩をはじめ宇宙物理分の御指示を受け，恐る恐る伺ったところ，KDD の野における超一流の先生方の指導の下，大学院生，

宇宙通信業務の責任者の宮憲一部長（後の KDD 副

図1

前田・大林研先生方・同僚との記念写真

図2

最初の太平洋横断 TV 実験に成功と IEEE マイルストーン認定式
私の技術者歴My Frontier Journey87社長）が同席されており，御紹介頂きました．正確では 1967 年ごろより衛星通信のディジタル化を目な表現は定かでないですが，前田先生の「君 KDD

指して，TDMA（Time Division Multiple Access）に行きたまえ！」の一声で私の進路は決まりまし方式の研究開発が進められていました．私も約 2 年

た．前田先生，宮（元）副社長に感謝しています．

遅れで本プロジェクトに加えてもらい，無線スペク

当時は，恩師の鶴の一声で就職先が決まった学生もトラムを拡散させる装置を試作するとともに衛星通多かったのではないかと思います．

信実験に参加しました．本プロジェクトへの参加が後日談になりますが，ケネディ大統領暗殺を伝えた初の太平洋横断衛星中継の出来事は，私が申請者となって IEEE に申請を行ったところ， IEEE マイ
ルストーン

まりとなりました．
その後，野坂邦史プロジェクトリーダー（後，に認定され，実験の成功から 46 年後

KDD 副社長），小川明先輩（後，名古屋大学教授），の 2009 年 11 月 23 日に廃局直前の茨城衛星通信

村谷拓郎先輩（後，KDD 副社長）などの御指導を所において認定セレモニーが盛大にとり行われまし

得ながら，同僚の斉藤秀樹君，稲垣和則君，高畑文

た（図 2）．学生時代に私の進路に大きく影響した雄君（現，早稲田大学教授）たちとともに地上ディ出来事に 46 年後に，再度関わることになったこと

ジタル回線と衛星ディジタル回線を直接相互接続すに深い感慨を覚えたものでした．

る装置（DDI; Direct Digital Interface）や複数ス

KDD研究所において研究活動を始める

ポットビーム運用時の TDMA 同期方式の開発などを行い，それらの衛星通信実験を実施しました．
また，移動体を対象とした衛星通信システムの研電子工学科修士課程を修了して 1967 年 4 月に究にも着手し，多数のスポットビームと再生中継機

KDD に入社し，3 か月間の研修を終え，7 月に希能を備えた将来のディジタル移動体衛星通信システ

望が叶い，KDD 研究所衛星通信研究室に配属となムの構成案を提案する論文をワシントン D.C. で開りました．

催された米国航空宇宙学会 AIAA の通信衛星シス

同研究室では，3 年上の小野欽司先輩（その後

テム会議にて発表しました．これが，私にとってのKDD 研究所長を経て現，国立情報学研究所名誉教

初めての国際会議での発表，初めての海外出張，授）の御指導の下，衛星通信回線の信頼性の研究を

20 代最後の，独身時代最後のイベントでした（3）．

行いました．研究そのものは地味ではありました

そのころ，KDD 研究所では，いろいろな部所でが，衛星通信システムを構成する諸要素や現場の状

ディジタル技術を適用した装置の研究開発が進めら

況などを理解することができ，その後の研究にも大れていました．国際通信回線は，音声，画像，デー

いに役立ったように思われます．

タ，ファクシミリなどの端末装置，信号を多重化しその次に取り組んだ研究テーマは衛星通信におて伝送路に乗せる端局装置，交換機，エコー除去装ける混変調雑音の影響とその軽減策でした．当時，置，衛星回線，海底線などから構成されており，そ

衛星通信地球局や衛星中継器では，進行波管と呼ばれぞれの研究室において個々の装置やシステムのれる広帯域の電力増幅器によって複数の信号が共通

ディジタル化を追求する研究開発が進められていま増幅される構成が採られていました．進行波管は電した．

力変換効率が良い上に広帯域性に富んだ電力増幅器

それら個々の構成要素をディジタル化することとして重宝されていましたが，その一方で入出力特は経済性，通信品質，安定性などの面でそれなりに性が良くないという欠点があり，振幅変動のある信メリットは大きかったですが，ディジタル化の最大号や複数の信号を共通増幅すると不要な三次混変調のメリットは，ディジタル化してしまえば信号を一雑音が発生してしまうという問題がありました．

括して一元的に取り扱えることにあります．当時，様々なケースについてこの混変調雑音の影響を明ら

インターネットなどという概念は全くなく，ISDN

かにするとともにその影響を最小化するための方が究極のネットワーク構成といわれ，国内外の通信策，例えば最適周波数配列法などを明らかにしまし事業者などにおいてその実現に向けての研究開発が（2）．この研究結果は，実際の衛星通信システム

動き始めていました．当時の国際回線は，電話が中の回線設計などに使われるとともに学会などでも高心でしたが，国際電話局で受け取った信号が多重化

い評価を頂くなど一定の成果が得られたものと思っされ交換機の手前でチャネルに分けられ，交換機のています．

後で再度多重化され，国際関門局において再度チャた

これらの研究活動とは前後しますが，KDD 研究所
88

衛星通信システムのディジタル化に関わる研究の始

通信ソサイエティマガジン No.25 夏号 2013

ネルに分解され，国際伝送路に適したフォーマット

で再度積み上げられるなど，相手に届くまで 5 度
も 6 度もチャネルに分解しなければならないような効率の悪い構成形態でした．

インテルサット本部へ出向，
将来システム設計チームに参画

ディジタルのメリットを一層活かすには，個々の通信衛星の登場によって国際通信事情は格段に装置を別々の仕様や設計思想で開発するのではなく改善されることになりましたが，年々増え続ける国

ネットワーク全体としてあるべき姿を明確にし，そ際通信需要を円滑に処理するためには大容量の衛星の実現に向けて研究開発を進めることがより重要でを多数静止軌道上に配備する必要がありました．こあるとの認識の下，
当時 3 年先輩の太田亨さん（後，の通信衛星を開発し，調達し，軌道上に配備し，運KDD 副社長）とともに KDD 研究所の若手研究者用する役目を担っていたのがインテルサットと呼ばに呼びかけ，研究所横断的研究会を立ち上げ，意見れる国際機関です．ワシントン D.C. に本部が置か交換，検討を重ねました．いつの時代もそうです

れていました．

が，管理体制からはみ出したこのような組織横断的1977 年 5 月から 2 年間，このインテルサット本な試みに対して批判的な意見も強く，お叱りを受け部への出向を命ぜられ，インテルサット将来システたこともありましたが，このような試みに理解を示

ムを検討する 10 名余りの技術者集団のグループにし，サポートして頂いた道下久吉研究室長が定年を加わりました．当時は大陸間のトラヒックを運ぶた迎えられるのに間に合わせるよう報告書を作成しまめ，大西洋上，インド洋上，太平洋上に IV 号衛星した．道下室長は，この報告書を「俺の卒業論文にとそれに改良を加えた IV-A 号衛星が配備されておする」といって，それを持って KDD の社長はじめ

り，より大形の V 号衛星が近々順次打ち上げられ幹部に定年の挨拶廻りをされました．挨拶廻りのることになっていましたが，それら新型衛星をもっ後，私のところに立ち寄られ，「俺の卒業論文を社てしても 1980 年代後半には急増する通信需要が処長に見せたところ大変褒めてもらった」と嬉しそう

理できない状況でした．私たちに与えられたミッに報告された姿が懐かしく思い出されます．

ションは，10 年後に打ち上げ 20 年後の国際通信
トラヒックを運ぶことができる衛星通信システムの京都大学より学位を頂く

基本設計を行うことでした．

ディジタル衛星通信システムの研究開発と並行

私の主な役割は，国際電話トラヒックの地理的分して，混変調雑音の影響についての研究を更に進め布を考慮して，コンピュータソフトを駆使して，衛て伝送路の非直線性が位相変調されたディジタル信

星の中継器構成，衛星ビームパターン，使用周波数（4），などの最適化を図ることでした．以前にもこれらの「非線形伝送系における混変調に関する研究」と題検討が進められていましたが，いずれもアナログ伝

してこれまでの研究を取りまとめ，木村磐根教授の送を前提としたものでした．これに対して，衛星回下に提出して京都大学より学位をいただきました．

線をディジタル化することによって，衛星ビーム数

学位論文の作成に際しては木村先生に親身になってを少なくし，衛星中継器構成をより簡単にするとい御指導，コメントを頂き，おかげさまで数か月の短

うのが私の提案のベースでした．アナログ方式の衛期間で論文を完成し提出することができました．感

星構成を A 型衛星，ディジタル方式をベースとす

謝に堪えません．

る衛星構成を B 型衛星と呼び，いずれの方式を採「学位は足の裏の米粒のようなもの，取っても食用するかについて議論，検討を重ねました．検討のえないが，取らないと気持ちが悪い」というような

結果 B 型衛星構成が採用されることになり，更に話を耳にしたことが何度かあります．それはそれで複数の衛星ビーム間で TDMA 信号をフレーム単位

間違った見方ではないでしょうが，御指導頂いた先で高速に切り替える時分割スイッチマトリックス

生方や諸先輩，共に研究活動に励んだ同僚や仲間，（SS; Satellite Switched Matrix）が衛星に搭載さ育み育ててもらった家族への恩返し，感謝のしるしれることになりました（5）．

号に及ぼす影響についての理論的な研究を行いでもあります．面倒くさがったり，忙しさにかこつ

この衛星搭載用スイッチマトリックスは，かねてけて学位の取得を先送りされる研究者をよく見受け

より KDD 研究所の村谷拓郎先輩，伊藤泰彦君（後，ますが，学位論文にふさわしい状況に到達したと判KDDI 副社長）が研究開発を進め，世界に先駆けて断されたときにはさっさと学位論文として取りまと実用的なデバイスを開発するとともに，最適スイッ

められることを強くお勧めします．学位は本人だけ

チアルゴリズムを考案されたものです．

のものではありません．

インテルサット VI 衛星は基本的な検討を開始して私の技術者歴My Frontier Journey891982 年に開発した実験用ディジタルシステムを用いて数回にわたり海洋実験を実施するとともに，ロンドンにあるインマルサット本部などでデモンス
トレーションを繰り返し行い，ディジタルシステムの有効性を各所でアピールしました．その結果，開発したシステム（図 4）をベースとしたディジタル
システムは標準 B，更に小形でポータブルな標準
M と呼ばれる標準船舶局となり，アナログ方式の標準 A に取り替わって多くの船舶に搭載されて運図3

インテルサット VI 号衛星の外観と衛星ビームパター
ン例

ディジタル方式において，高品質の伝送路を効率から 10 年余を経て 1980 年末ごろから各大洋上に順的に実現するためには強力な誤り訂正符号の適用が次打ち上げられ，大陸間を結ぶ基幹伝送路として活有効です．この誤り訂正方式として，新たに考案，

躍しています（図 3）．また，その一部の衛星におい開発したパンクチャド符号・ビタビ復号方式を採用て，SS/TDMA 方式が実用化されており，KDD 研究しました．このパンクチャド符号化方式は，開発メ所そして村谷拓郎先輩，伊藤泰彦君が進められた研ンバの一人である安田豊君の研究によるものであ

究開発の成果が実を結んだ好事例となっています．

り，符号化率が 1/2 の畳み込み符号をベースとしディジタル海事衛星通信システ
ムの開発て，より高い符号化率の符号を簡単に構成できることから，柔軟なシステム設計が可能となります．そのようなことから，本パンクチャド符号化方式は，

2 年間のインテルサット本部への出向を終えてインマルサットやインテルサットなどの衛星通信シ

KDD 研究所に復帰後，従来より進めていました移

ステムのみならず第 2 世代セルラやディジタル衛

動体衛星通信システムのディジタル化のための研究

星放送などにおいても幅広く採用されることになり開発を再開しました．船舶を対象として衛星通信ました（7）．

サービスを提供するインマルサットシステムでは手前味噌になりますが，このインマルサットディ

1979 年のサービス開始以来，標準 A システムと呼ジタルシステムの開発・実証・実用化の旗振り役をばれるアナログの FM 方式が採用されていました．

担ったおかげで，その功績を評価して頂き，電子情

これに対して，ディジタル方式を採用することに

報 通 信 学 会 か ら 業 績 賞，IEEE か ら 国 際 通 信 賞，

よって大幅な中継容量増や船舶搭載アンテナの小形

AIAA から宇宙通信賞，紫綬褒章をはじめ数多くの化が可能となることを，インマルサット事務局，技賞を頂く栄に浴しました．これらの受賞はいずれも術委員会，理事会などを通じて強く訴えかけるとと一緒に研究し，開発を進めた仲間を代表して頂いたもに，インマルサット本部から委託研究を受けてものです．仲間の方々に深く感謝しています．

ディジタル船舶システムの基本設計を行いました．
更に，KDD 研究所内で組織横断的なプロジェクト
チームを創って，この基本設計に準じたディジタル
船舶局システム装置の開発に取り組みました．

90

用に供され現在に至っています（6）．

国際標準化活動の取り組み
国際標準化活動は，国際通信にかかわる研究開発に取り組んでいる者にとって重要な仕事の一つです．

開発システム各部の責任者として，船舶アンテナ

特に，電気通信を取り扱っている国際電気通信連合を塩川孝泰君（前，東北学院大学教授）と唐沢好男（ITU; International Telecommunication Union）

君（電気通信大学教授），低レート音声符号を八塚の 諮 問 機 関 で あ る CCITT（ 現，ITU-T） や CCIR

陽太郎君，誤り訂正符号を安田豊君（現，KDDI 研（現，ITU-R）へは，鞄持ちのような立場での出席

究所会長），変復調装置を冲中秀夫君（前，KDDIを含めて，何度か出席し，技術提案を行ったり，我執行役員）が担当し，彼らの下で若手研究者が開が国の立場・見解を述べたり，審議に参加したりし発・実験に取り組むという 10 余名の精鋭の布陣でました．特に，ディジタル海事衛星通信システムのプロジェクトを推進しました．更に，インマルサッ

開発を進めていた時期には，いろいろな提案文書をト本部では KDD から派遣された高橋俊雄君が本プ携えてディジタル化の効用を示し，かつ国際標準化

ロジェクトをインマルサット側で担当するという体の重要性を訴え続けました．その結果か否かは定か

制が採られました．

でないですが，1985 年より CCIR SG8 の下に属す

通信ソサイエティマガジン No.25 夏号 2013

図4開発したインマルサットディジタルシステム

る移動衛星通信業務を取り扱っている作業グループ

ダ に 本 部 を 置 く 国 際 民 間 航 空 機 関（ICAO;

IWP8/7 の議長，そして SG8 の副議長役を仰せつInternational Civil Aviation Organization） か ら

かることになりました．提案する側から取りまとめ

大挙して会合への出席があり，多くの立ち見席がでる側に立場が変わることになりました．

きるような状況になり，会議が大いに紛糾しまし

議 長 職 を 引 き 受 け た 当 初 の 主 要 課 題 は， 国 際
海 事 機 構（I M O ; I n t e r n a t i o n a l

た．また，会議を意図的に長引かせようとする発言

M a ritime

も目立ち，一種のクリンチ状態が 2 日以上にわたっ

Organization）が進めている世界海事遭難安全シて続きました．同じ土俵上でカッカとしては損だとステムにおいて重要要素である衛星位置無線標定装

思い，隣席の副議長に議事進行を任せて，開き直っ置（EPIRB）の技術標準となる勧告を作成する作業て膝の上に置いたスケッチブックで密かに会議風景でした．無事滞りなく勧告案が承認され，ほっとしを描きストレス解消に努めました．会議出席者にたことが思い出されます．ちょうどそのころ，イリ

とっては，議長が熱心にメモをとっているように見ジウム，テレデシック，オムニトラック，グローバ

えたのではないかと思いますが，私にとっては最高ルスターなど陸上の移動体を対象とした数多くの衛の気分転換になりました．この開き直った気分転換

星通信システム構想が提案され事業化に向けての検のせいかどうかは定かでないですが，その後は曲が討が始められた時期でもあり，CCIR SG8 の中でもりなりにも議事は順調に進み，所期の目的，成果を移動衛星業務が最も活発な審議事項となりました．

達成して無事会議を終了することができました．翌

当初 30 名規模の小ぢんまりとした作業グループ

年に開催された次回会合において出席者全員に配布

IWP8/7 は，その後 IWP8/14，WG8/D と名前を変した前回会合レポートにこのスケッチを添付したとえて発展し，陸上移動衛星や航空移動衛星をも含む

ころ，大いに受け，その後の会議メンバの連帯感をようになり，参加者数も 100 名規模に増えるよう深めるのに役立ったのではないかと思っていますになりました．議長職を務めた 1996 年に至るまで

（図 5）
．

の 12 年の間にはうまくいったこと，失敗したこと，学んだこと等，いろいろあります．

その他，思い出に残る国際会議は，IWP8/14 ワシ
ントン D.C. 会合の前年の秋に開催された世界無線

会議は，年に 1，2 回のペースで主として ITU 本

主官庁会議 WARC-Mobile87 です．この会議は，移部があるジュネーブで開催しましたが，東京やメル動通信用の電波の割り当て，見直し，使用ルールを

ボルンやワシントン D.C. などでも開催しました．

取り決める政府主導の委員会で，1,000 人規模の参特に思い出に強く残った会議は，1988 年 12 月に加者が世界中から集まり 40 日間にわたって開催さワシントン D.C. で開催した IWP8/14 会合でした．

れました．会議に先立って内々にある分科会の議長

航空管制通信業務と公衆通信業務との周波数共用のを務めて欲しいとの事前要請があり，そのつもりを

是否をめぐる対立で厳しい会議となりました．公衆していたところ，ジュネーブに向けて出張する直前通信の利用を認めないとする立場をとっていたカナになって運動中にアキレス腱を断裂するというアク
私の技術者歴My Frontier Journey

91

図5

IWP8/14 メルボルン会合での集合写真と議長席からの眺め

シデントに見舞われました．アキレス腱の約半分ほ

渉，社内技術部門の総元締を担う部署でした．本社

どは繋がっている状態でしたので今更議長を断るこに異動して強く感じたことは，新たな事業を開発すとができず，しっかりとテーピングをして足を引きるための機能が欠けていることでした．事業開発本

ずりながらジュネーブに出かけ，航空業務用周波数部を設けるべきだと各方面に訴えかけた結果，それの割り当てに関する分科会の議長役を務めました．

ならお前がやれ（？）ということで，移動通信グ

会議を長引かせることや潰すことを目的とするよう

ループ，画像通信グループ，データ通信グループかな発言や行為で会議は紛糾しましたが，まとめよう

らなる小ぢんまりとした事業開発本部が設立され，とする強い意志を持った参加者たちの協力を得て，審議役としてその旗振り役を仰せつかり，研究開発

無事妥協案をまとめて，会議を終えることができまから事業開発へと転身することになりました．

した．これらの会議を通じて，紛糾する国際会議を

将来の発展が大いに期待できる携帯電話事業につ取りまとめるには，
「誠実」
，
「忍耐」
，
「気配り」
，
「コ

いて KDD としても主体的に事業運営に参入したい

ミュニケーション」が大切であることを改めて実感との強い気持ちを持って対応しましたが，結果とし（8）した次第です ．
会議が無事終了し，帰国後病院に駆けつけて出発

た 1.5 GHz 帯を用いた新規参入事業者各社，及び前に痛めたアキレス腱の状態を診て頂いたところ，

PHS 事業のアステルグループ各社に対して 3％を「既に 99％が切れている，よく今まで放っておきま超えない範囲での出資に留まることになりました．

したね」と呆れられ，通常の手術では治らないとのその後，1995 年ごろからインターネットが爆発ことで，長時間にわたる腱の移植手術を受ける羽目的な成長を始めました．それに対処するため KDDになりました．今となっては，この手術も懐かしいではグローバルマルチメディア事業部という新組織

思い出の一つになっています．

が 新 設 さ れ， 私 が 事 業 部 長 を 命 ぜ ら れ ま し た．

研究開発から事業開発へ

92て願いは叶わず，新たに移動通信用に割り当てられ

KDD は，従来よりインターネットのハブの役割を担っていたこともあり，小林洋君（現，KDDI 執行

1985 年に我が国の電気通信事業を規定していた役員）などとともに全国規模のインターネット・「公衆電気通信法」が廃止され，電電公社が民営化

サービス・プロバイダー（ISP）などに声をかけされるとともに，国内，国際ともに競争原理が導入「日本インターネットエクスチェンジ株式会社」

さ れ， 新 規 事 業 者 の 参 入 が 可 能 と な り ま し た．

（JPIX）や企業向けのインターネット・サービスを

KDD を取り巻く諸情勢が騒がしくなった時期でも立ち上げたり，バックボーンネットワークの拡充をあり，研究開発以外の分野で社業に貢献をしたいと進めました．国際インターネット接続については，の希望を出して 22 年間にわたる研究所生活に別れ

当時は米国以外の国々に対しては米国経由でしか繋を告げ，1989 年 1 月に技術計画部の次長として本がらないような状況で，かつ日米間のインターネッ社に異動することになりました．技術計画部の主な

トバックボーンは，2 Mbps 回線 2 本に過ぎません

業務は，通信インフラの整備・拡充計画の策定や，でした．急増する国際インターネットトラヒックに

海外事業者を含めた国内外の事業者などとの対外交対処するため，1997 年に 40 倍の 150 Mbps に拡通信ソサイエティマガジン No.25 夏号 2013充したことがあります．これで当面心配はないと安心したところ，あっという間に満杯になり驚いたことがあります．まさに想定外であり，単なる経験に基づく甘い判断は気を付けるべきとの教訓を得た一
例でした．

ことに満足しています．

研究活動の支援そして人材育成を
2003 年に KDDI を退職し，100％子会社の株式
会社 KDDI 研究所の会長職を仰せつかるとともに，通信業界の再編を経て1998 年に入り，第二次情報通信革命と呼ばれる

幾つかの大学の客員教授や講師を務めさせて頂くことになり，研究活動の支援と人材育成が私に課された仕事となりました．

電気通信市場における事業区分の撤廃，各種の規制

研究活動の支援といっても，研究内容や具体的な緩和などが進められ，NTT 再編成，KDD 法廃止等

進め方の詳細にまで立ち入るのではなく，それらはが行われました．KDD は完全な民間会社となり，本人や上司等に任せるとして，タコ壺での研究に陥

国内市場への参入，マルチメディア事業の強化，海ることがないよう，視野を広げるための環境作り，外事業展開など生き残りをかけた諸施策が実施され情報共有・情報発信の強化等の諸施策に取り組みま

ま し た． 更 に， 業 界 再 編 の 動 き も 活 発 に な り，した．例えば，各分野に秀でた方々の講演や懇談，

1998 年には KDD と日本高速通信（テレウェイ）

全所的な月例ワイン会（図 6），スケッチ講習会，との合併が行われ，2000 年には第二電電（DDI），

写生会，合宿など様々なイベントを若手研究者と一

日本移動通信（IDO）と KDD の三社合併が実施さ緒になって企画し，実施いたしました．

れ，新生 KDDI が誕生しました．これら激動の時

自分の専門以外の人から学ぶこと，研究以外の体代に技術部門を預かっていた者として，いかにして験から新たな知見が得られるケースが多々ありま

企業文化の違いを乗り越えてお互いの強みを活かしす．研究活動に限らず，充実した潤いのある社会生てシナジー効果を発揮するか，いかにしてこれまで活を送るための秘訣は，「出会いを大切に」，「人かに培った技術力を活かし，それを発展させるかが重ら学ぶ」です．私の 40 余年にわたる経験から得た要な課題でした．おかげさまで「案ずるより産むがこの教訓を若手研究者へのメッセージとして様々なやすし」，合併後に旧 KDD の技術陣が新会社にお機会を捉えて，今も発信し続けているところです（9）．

いて大いに活躍して技術部門の中核的な役割を担っ

4 年間の KDDI 研究所勤務を終え，2007 年にけて仕事に励んでいる姿を眺めて嬉しい限りでした．

いはんな学研都市にある国際電気通信基礎技術研究

また，かつてディジタル衛星通信技術の研究開発

所（ATR）に移り，現在に至っています．ATR は，に共に取り組んだ研究者，技術者が移動通信の分野

情報通信分野における基礎・先駆的な研究を行うこで活躍する機会を得て，衛星通信から移動通信へのとを目的として，産・学・官 の幅 広い支 援 の下に技術の継承ができ，今後ますます発展が期待される

1986 年に設立された民間の研究機関です（図 7）．

移動通信の分野へと活躍の場が大きく拡がったのは私に課せられた任務は，厳しい経営環境の下で，引ありがたいことだと強く感じた次第です．私自身にき続き最先端の質の高い研究開発を進め，その成果とっても，激動の時代において一技術者としては得を社会に役立てるための経営の舵取りと研究活動支難い様々な経験をさせて頂き，それに加えて，永年援です．

の念願であった移動通信に深く関わることができた

図6

KDDI 研究所での月例ワイン会

ATR の研究活動の大部分は，総務省，文部科学

図7

ATR 正面玄関

私の技術者歴My Frontier Journey

93

省等の政府系研究資金に頼っています．研究課題のあります．その一つは，与えられた区間といえども，提案を行い，競争に勝ち抜くことによって初めて研

研究開発活動では，仲間同士が協力し合い，助け究プロジェクトとして採択され，研究活動をスター合って走るということです．一人だけで走るわけでトすることができます．政府系研究プロジェクトははありません．一人でできることは限られています．

通常 1 年から 5 年と期間が限られているため，研究もう一つの大きな違いは，次の区間のランナーを者の大部分，すなわち約 80％が有期の契約研究員

走りながら育てることです．未来に大きく花を咲かです．研究プロジェクトが終了し，次に続くプロせるためには，次の時代を担う人材の育成が何よりジェクトが途絶えると，職がなくなることになりま大切です．かつて若い研究者向けに講話をした際

す．そのため，研究者は大変な緊張感を持って研究に，「研究成果を挙げ，論文発表や特許を取得するに打ち込み，後に続く研究テーマを模索しています．

ことは確かに大切ですが，もっと大切なことはそれ

一般に，研究活動は，一度ストップしてしまうと，を社会に役立てることです．もっともっと大切なこ

再立ち上げは極めて困難です．
「継続は力なり」でとは人を育てること， 自分自身を含めた人材育成

す．より発展が期待できる研究開発プロジェクトは，です」と話したことを思い出します．

是非とも継続すべきと，各方面に訴え，働きかけて本稿の執筆を通じて，半世紀近くにわたる自身のいます．これも，研究活動支援の一環といえるかも

研究者，技術者としてのあゆみ・活動を顧みる機会しれません．また ATR は，国内外の大学，公的研を頂き，仲間に恵まれ，多くの人々に支えられ，そ

究機関や民間企業との共同研究を積極的に進めていの上，運にも恵まれ，今の自分があることを改めてますが，今後ますます外部機関との研究連携，更に実感させて頂きました．ありがとうございました．

は分野横断的な研究開発を進めていくことが重要で最後に若手研究者へのメッセージとして一言．

す．そのような視点から研究開発の支援も進めてい「研究開発活動に限らず社会生活を営む上で是非実るところです．

践して欲しいこと，それは 楽しむこと ， 好きになること です！」

終わりに一言母校や所属機関の たすき を肩に掛け，与えられた区間をしっかりと駆け抜け，次々と たすきを繋いでいく駅伝が私は大好きです．技術・ノウハ
ウ・伝統といった たすき を先輩，先達から引き継ぎ，与えられた区間においてしっかりと役目を果たし，次のランナーに引き継ぐという意味では，研究開発活動も駅伝と似通ったところがあります．一
区間で完結するような技術はあり得ません．ずっと先の最終ゴールを目指して たすきを引き継ぎ，

引き継ぎ大きく育てていくことが大切です．一方，駅伝と研究開発や技術開発との間には大きな違いも

図894

若手研究者へのメッセージ例

通信ソサイエティマガジン No.25 夏号 2013

■ 文献
（1） S. Kato and Y. Hirata, “Electrostatic waves andionization irregularities in the ionosphere,”
Ionosphere and Space Research in Japan, vol.21,
no.3, pp.85‒106, Sept. 1967.
（2） 平 田 康 夫， 安 田 豊， 混 変 調 雑 音 の 影 響 を 無 く
す る 無 線 チ ャ ン ネ ル 配 列 法， 信 学 誌，vol.59-B,
no.12, pp.592‒593，Dec. 1976.
（3） Y. Hirata and M. Kyogoku, “A study on satellite
c o m m u n i c a t i o n s f o r m o b i l e s , ” A I A A 4 thCommunications Satellite Conference, no.72‒
565, April 1972.
（4） 平田康夫，水野俊夫， 混変調雑音による位相変調信号の劣化， 信学論（B），vol.J58-B, no.6, pp.300‒
307，Jun. 1975.
（5） 平田康夫， インテルサットシステムの現状と将来像， テ レ ビ 誌，vol.34, no.8, pp.711‒718, Aug.
1980.
（6） Y. Hirata, Y. Yasuda, H. Okinaka, and K.
Kashiki, A digital transmission system for global
maritime satellite communications,” Proc. IEEE,
vol.72, no.11, Nov. 1984.
（7） 安田 豊，平田康夫，小川 明， ヴィタビ復号の容
易な高符号化率たたみ込み符号とその諸特性， 信学
論（B），vol.J64-B, no.7, pp.573‒580, July 1981.
（8） 平田康夫，CCIR から学んだこと， ITU ジャーナル，vol.22, no.1, p.47, Jan. 1992.
（9） 平 田 康 夫， 出 会 い を 大 切 に， 信 学 誌，vol.89,
no.7, pp.582‒583, July 2006.

巻 末 言個性溢れるリーダーを育てよう
通信ソサイエティ会長

笹瀬巌

Iwao Sasase

情報通信技術の目覚ましい発展と，スマート

えば，文学・歴史・音楽・絵画・建築・スポーツ・

フォンやタブレットに代表される高度モバイ

食べ物・ファッション）などに深い興味を持ち，いル端末の普及に伴い，情報通信社会では大きなパラ

ろいろな国の人と気さくに交流し，教養と感性を磨

ダイムシフトが起こっている．あらゆる情報がディきながら，世の中で求められている技術ニーズやジタル化し，ヒトだけでなくモノとモノとの通信もサービスがどのようなものであるかをしっかり吟味

含めて，
ネットワーク化の高速大容量化が進む一方，できる深い洞察力とリーダーシップを身につけるこ

モバイル端末でも，新聞・漫画・ゲーム・音楽・映とが重要となる．

像を楽しみたいというニーズが一層強くなってきてまた，企業や大学で活躍している指導者や教育者いる．これからは，パーソナル化・カスタマイズ化

は，真のリーダーシップを発揮できるグローバルなに対するユーザの様々な品質要求を十分に満たす新エリートを育て上げることが，日本の国益のためにしい通信サービスやコンテンツを，迅速かつ的確に必須であると認識して，天賦の資質を有する向上心提供できるものだけが生き残っていくであろう．そのある若い逸材に対して，その才能を存分に伸ばすのためには，利便性・柔軟性・信頼性・安全性の高ことができるよう日々叱咤激励すべきである．そのい情報通信インフラをより一層整備・構築すること意味でも，電子情報通信学会は，魅力的な学会活動はもちろん必要であるが，それ以上に，新しい通信を通じて，有意義な人材育成の場を提供し続けて行サービスやコンテンツを生み出す源となる個々の独

く義務を負っており，責任は極めて重大である．私

創性や創造性を養う教育システムや，それらを高くは，通信ソサイエティ会長として，皆さんと力を合評価する社会システムの整備が重要であろう．

わせて，優れた人材育成の場を提供できるよう精一

これからの高度情報化社会では，コミュニケー杯努力していく所存である．

ション力と情報通信メディア基盤技術をしっかり身

聖書には，至極の福音文が多くあるが，タラントにつけた知的集団が，戦略や迅速性を重視し，各々（当時のお金の単位，才能を表わすタレントの語源の個性や特徴を最大限に発揮しながらチャレンジをとなった）を持っている者が，タラントを更に多く繰り返すことにより，技術のブレークスルーを生みして社会に還元することを責務として自覚した自由

出していく社会形態に変化していくと思われる．

人こそ，「エリート」であると記されている．広い

よって，個人の知識やスキルを高めるだけでなく，視野と教養に基づくコミュニケーション力によっ

独創性や創造性などの能力がこれまで以上に求めらて，心の通った豊かな（通心）社会を構築できるよ

れることは疑いがない．

う，「通信」に携わっている研究者・技術者は絶え

このような観点から，私は，これからの技術者やず意識する必要がある．さもないと，通信は，心を研究者には，単に知識や技術スキルだけではなく，痛める（痛心）だけの手段に成り下がってしまう．

深い教養と研ぎすまされた感性も，共に高いレベル

重要なことは，「フロンティア精神を持ち，夢をで求められることになると思う．つまり，グローバ

かなえるために，
新しいことを思い切ってやり始め，

ルな国際社会では，高度なコミュニケーション力を自分の能力を最大限に発揮できるよう絶えずチャレ

持ち，幅広い分野で広くかつ深い知識をベースにしンジする」ことである．私は，大学教員として，「教た卓越したスキルを有し，そのうえ，新たなテーマ

育の秘訣は，学生を導いて，一方では彼らの仕事にに果敢に取り組むチャレンジ精神に富む個性溢れた

対する愛好心と熟練とを得させ，他方では適当な時人材が求められる．また，情報通信インフラ構築に期に，何か偉大な事柄に生涯を捧げる決意を抱かせおいても，経済性や効率性の観点だけでなく，芸術るように仕向けることである」というヒルティの言性・感性をより重視されるようになると思う．そし葉を座右の銘として，更に一層心を引き締めて研究て，そのためには，
若いころからいろいろな物事（例

教育に精進していく所存である．

ⓒ電子情報通信学会 2013

AfterwordNEXT ISSUE

2013 年秋号（第 26 号） 2013 年 9 月 1 日 発行
開発物語：日本発・世界に広がる二次元コード：QR コード
ツールとしての英語講座：第 3 回 国際学会発表の英語

こんなところにも ICT

小特集

ドイツ留学記：その８：ドイツで出産（後編）
技 術 と 制 度 の お は な し：新たな放送技術と総務省の取組〜テレビ放送開始 60 年を迎えて〜

齊藤忠夫

私の技術者歴……他，御期待下さい

Editors Note
この 5 月をもってマガジンの編集委員を退任しました．普段，

本誌では英語に関する記事が度々掲載されていますが，実際に行動するのはなかなか難しいですね．私は英語できないのに「で研究上ではなかなか関わらない異分野の方と一緒に仕事をするきます」とウソついて留学させてもらい武者修行しました．とてことも，雑誌を一から創っていく作業も楽しかったです．今後はもつらかった．けど，早道ではありました．

一読者として楽しい企画を楽しみにしております．

（H.I）

（T.S）

25 号の小特集がマガジン編集委員としての最後の仕事になりそ

20 数年ぶりの地方の中都市での生活も早くも 2 年．生活面ではうです．気づいたら 4 年間編集委員の仕事に携わってきたこと

大都市にいた時に比べても遜色なく，特にニュースや生活情報になります．本小特集にも興味深い記事が集まり大変勉強になりはほぼ変わりなく入手できるようになってます．この数年での情ました．今後もますます魅力的な特集が組まれていくことを楽し

報の流通の変わり様を実感しています．

みにしています．

（J.S）

（T.M）

新しく担当することになった講義の準備に追われる日々です．本

心機一転，大学で新生活をスタートしました．さて本号での多様

来，予習なしでスラスラと教えられるべき内容なんですが，分かなワイヤレスの適用事例を拝見しますと，今でもそうですが，今りやすい伝え方を考えたり，
そもそも忘れてしまってたりして（お後の子供たちはますます無線を不思議なものと思わず，繋がっていおい）難しいです．

いていて当たり前のモノになるんだろうな，と感じます．（M.O）（K.K）

開発物語担当です．研究者として葛藤を抱えながら，大所高所から判断して困難を乗り越えていくリーダシップに感銘しました．
この光ファイバ開発があってはじめて，今当たり前に使っている
ネットワーク環境があるのですね．最後に，本件関係者に感謝い
たします．

（H.I）

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BENJEBBOUR ANASS

拓至▲

2013 年夏号（第 25 号）
2013 年 6 月 1 日 発行

発行者／蓑毛正洋
発行所／一般社団法人 電子情報通信学会 通信ソサイエティ〒 105-0011 東京都港区芝公園 3-5-8 機械振興会館
Tel：03-3433-6691（代表） 振替：00120-0-35300
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25

The photograph,
Communication can be seen.

南極大型大気レーダー（PANSY）
佐藤亨（正員：フェロー）

南極昭和基地に大型大気レーダを建設するプロジェ

雪や厚い海氷による砕氷艦しらせの基地接岸断念をクト（代表：東京大学 佐藤薫教授）が 2000 年に乗り越えて，完成時の 1/5 規模での観測にこぎつスタートした．1,045 本の八木アンテナと E 級送けた．すでに南極域最大の大気レーダとなり，オゾ

受信モジュール群で構成されるアクティブフェーズ

ン層回復や温暖化気体の増加に伴う地球気候変動のドアレイを備え，地上 1.5 〜 600 km の大気の風速

機構解明などへの貢献が期待されている．

や電離圏諸量などを観測する．現地調査やシステム

撮影：第 53 次日本南極地域観測隊

開発を経て，2010 年に建設が開始された．昨年末に日本を出発した第 53 次観測隊は，過去最悪の積

伊藤

越冬隊員

礼 氏（三菱電機）

提供：国立極地研究所

写真を募集致します
マガジン編集委員会では，「通信がみえる一枚の写真」をテーマに写真（電子ファイル（jpeg）あるいはプリント），タイトル，~
説明文（約 300 字）を募集致します．詳細は，通信ソサイエティマガジン HP（http://www.ieice.org/ cs-edit/magazine/ieice/photo.html）を御参照下さい．
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号

No.

25

小特集 無線技術でスマートな社会を実現する

二〇一三年夏号／第二十五号︵第七巻第一号︶ 平成二十五年五月二十五日 印刷 平成二十五年六月一日 発行 発行者／蓑毛正洋
通信ソサイエティ 〒一〇五ー〇〇一一 東京都港区芝公園三ー五ー八 機械振興会館
ISSN 1884-4863

B plus電子情報通信学会通信ソサイエティマガジン 2013

B plus電子情報通信学会通信ソサイエティマガジン

発行所／一般社団法人 電子情報通信学会

定価 1,000 円（本体 952 円）

夏2013
Summer
No.25
小特集

夏

無線技術で

スマートな社会を実現する

アクティブな日本を実現する
ＩＣＴ戦略と電波利用の進展

子どもに教えたい
通信のしくみスマートグリッド
解説
I-Scover━ Linked Dataに基づく
電子情報通信学会文献検索システム━
ツールとしての英語講座（第2回）
電子メールの英語とマナー
解説
学生, 若手研究者向けの論文の書き方術━システム開発・ソフトウェア開発論文編━
若者よ！ 世界にでよう！ ドイツ日記
その7: ドイツで出産
報告
CQサマースクール開催報告━はじめてのOpenFlow━
開発物語
水素による光ファイバ損失増の発見と防止策の確立━ 最悪のシナリオを際どく回避━
解説：技術と制度のおはなし
東日本大震災における通信被害の状況と今後の対応
私の技術者歴平田康夫

ワイヤレス電力伝送技術が社会を変える
ワイヤレス電力伝送と電気自動車により実現される未来の交通社会
省資源・省エネに有用なワイヤレスハーネス技術
医療現場における無線通信の需要と実現の条件
Wi-Fiサービスの円滑な提供に向けた無線LANテスタの導入
安心・安全な通信ネットワークの早期復旧に向けた
災害対策指揮支援車の導入