過酷な条件で堅牢な通信環境を実現 無線マルチホップで柔軟なネットワークを形成
現在、国内で利用可能なモトローラのメッシュネットワークには、MOTOMESH Solo、MOTOMESH Duoの2種類があります。それぞれ固有の特徴がありますが、いずれも無線機が相互に通信経路情報をやり取りして無線マルチホップに基づくネットワークを自律的に維持する機能を持ちます。最近国内でも導入が増えてきているメッシュネットワークに、どのような導入メリットがあるのかご紹介します。
メッシュネットワークとは、本来はネットワークの形状を表す言葉です。現在の多くの無線ネットワーク、例えば携帯電話網は中心に基地局(ハブ)があってそこから放射状に携帯端末に向けて拡がるハブ・アンド・スポーク型ですが、それとは異なり網の目状に拡がる無線ネットワークを指します。
しかし、モトローラのメッシュネットワークは、形状だけを指しているのではありません。官公庁・法人ビジネス 事業開発マネージャーの川上弘幸はこう説明します。「他社との大きな違い、それは中心に制御サーバーを置かなくても無線端末や基地局同士が経路情報をやり取りして機能する完全な自律分散型のマルチホップネットワークとなっていること、さらにそのネットワーク性能が如何なる環境下でも非常に安定していることが世界で証明されていることです」
最大の特徴は、無線機(アンテナや端末)が送受信機能だけでなく自動的に経路を計算して、データを中継する機能を持つことです。この機能があるために、無線機の故障など障害を迂回してネットワークを維持できる高い耐障害性、装置追加のみで自動的にエリア変更が可能な柔軟で迅速な拡張性が実現されます。この他、周波数の面的利用効率がよい、消費電力が小さいなど様々なメリットをもたらしてくれます。
モトローラは、2つの異なるメッシュネットワークサービスを持っています。その1つ「MOTOMESH Solo」 は、混雑する2.4GHz帯であっても堅牢な広帯域データ通信環境を提供します。しかも無線機の固定配備は必須ではなく、トラックやヘリコプターなど移動体に搭載すれば瞬時に無線メッシュネットワークを構築できます。この他、有線ネットワークへのゲートウエイとしてアクセスポイント、通信エリアを保証するために配備する無線中継ルータも揃っています。クライアント・メッシュにも対応したレイヤ2のアドホックネットワークで、QoS制御やVLAN、マルチキャスト、ブロードキャストもサポートしています。 最大データ速度は3Mbpsで、1ホップ通信距離の目安は500mとなります。ホップ数(中継)に制限はありません。
これを可能にしているのが、モトローラの MEA (Mobility Enabled Access) 技術。ブロードバンドのメッシュネットワークが自動的に形成され、最大400km/hで移動してもハンドオーバーが可能なため、過酷な無線環境でも安定したリアルタイム通信が可能です。専用に開発された無線モジュールは、十分に短い時間周期で電波環境の変化をとらえ、方々から来る到来波を束ねて十分な強さを持つ電波として利用します。しかも独自の無線アクセス方式のため盗聴はほぼ不可能です。主な適用分野は、港湾、鉱山、防衛施設、工事現場、列車制御、倉庫などです。
2009年10月には、大阪港夢洲の高規格コンテナターミナルにMOTOMESH Solo が導入されます。「港湾では、コンテナが高く何列も積まれたコンテナキャニオンと呼ばれる谷ができてしまい、更にそれらの配置が頻繁に変化するため無線通信にとっては非常に厳しい環境になります。こういう状況下で、Soloは有効なソリューションとなります。クレーンや専用車両に搭載すると、アメーバのように隅々まで柔軟に伸びるメッシュネットワークが瞬時に自動的に形成されます」(川上)。大阪港以外でもすでに新潟、神戸、岡山・水島、沖縄の港湾で稼動しています。
もう1つのメッシュネットワークが「MOTOMESH Duo」。2.4GHz帯無線LAN (IEEE 802.11b/g) と4.9GHz帯高出力無線LAN (802.11j) に対応したメッシュネットワークです。メッシュ業界標準IEEE802.11sへの対応を、いち早く表明した製品でもあります。汎用性を重視したWiFiデュアル無線がベースになっており、オフィスや自宅にあるスイッチングハブを接続する感覚で、容易にメッシュネットワークを構築できます。802.11jは高出力に対応しており、通信距離は約2km。WiFi対応のPDAや携帯電話レベルの小さな端末でも送受信できるため、街中で一般の人々が利用するのに向いています。主な適用分野は、自治体内無線LAN、防災ネットワーク、デジタルデバイド解消、監視カメラネットワーク、大学のキャンパスなどです。特に北中米諸国において、自治体内無線LANで数多くの導入実績があります。
加えて、総務省関東総合通信局が2009年1月23日、東京・池袋で実施した「地域防災コミュニケーション支援システム」の実地試験に参加。大規模災害時でも柔軟に情報連携が図れる「無線メッシュネットワーク」を活用して、地域全体で情報を共有し迅速に災害対応ができることを実証しました。「当社は実験に利用されるメッシュ機器としてDuoを提供し、ビルが林立する市街地においても反射波を利用して安定したメッシュネットワークが形成できること、災害時を想定した装置障害を発生させても柔軟に(瞬時に)ネットワークが対応して安定した広帯域通信環境を提供できることを実証しました」(川上)。
日本ではメッシュネットワークの導入は始まったばかりですが、見方を変えれば市場には大きな開拓余地が残されています。川上は「一定の期間だけブロードバンドの無線ネットワークが必要になるイベントなどでも、固定網のネットワークより導入コストはずっと低いので、利用価値は高いと思います。まずは自律分散型メッシュネットワークの特徴と導入のメリットを、多くの皆様に知っていただきたいと思っています」と語っています。