法人向けWi-Fiメッシュのパイオニア


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大規模イベント会場での高品質なWi-Fi 空間の作り方・・・コロナ禍終息後を 見据えて

イベントはコロナ後に必ず復活する

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コロナ禍の終息が未だ見通せない中、今年2021年のオリンピック開催
すらも危ぶまれる論調が随所で見られるようになりました。

晴れ舞台のため努力してきたアスリートや、オリンピック東京大会を日本経済復活の狼煙(のろし)にしたいと意気込んできた関係者の苦労を考えるとやるせない気持ちになります。オリンピックだけではありません。スポーツや芸能、音楽などイベントで生計を立ててきた人々も同じです。

辛い現実ですが、しかし、この苦難は永遠に続くことはありません。いつか必ず人々がイベントに集える時は戻ってきます。今回のブログでは、コロナ禍が終息した後を見据え、大規模なイベントでのWi-Fi化について考えてみたいと思います。

大規模イベントでのWi-Fi化で何ができるのか?

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そもそもイベント会場でのWi-Fi空間により、一体どんな価値がもたらされるのでしょうか?

例えば、スポーツイベント。

イベント会場では、遠巻きに選手の姿を見ることになります。注目された選手などは、会場のオーロラビジョンでその表情をライブ中継される場合が
ありますが、気になる選手の表情を個別に観察することはできません。
イベント会場にWi-Fi通信環境が整備されるということは、このインベント
会場内にブロードバンドな無線ローカルエリアネットワーク(無線LAN)が形成されるということになります。

個々の選手の表情を複数台のカメラでとらえ、これらをオンデマンドで観客が持つスマホやタブレットへ配信することが可能になるでしょう。
公衆携帯電話回線を使った場合、このような芸当は困難です。

公衆携帯電話回線は、イベント会場の外の通信でも利用されていますので、不定期に大量のトラフィックがスポット的に発生することを想定したエリア構築は技術的にも投資対効果的にも簡単ではないのです。

しかしながら、イベント会場でのWi-Fi通信環境構築も
決して楽ではありません。なにしろ、尋常ではない量の通信トラフィックが発生するわけですから、そのために大量のアクセスポイント(基地局)を
設置しなければなりません。

一例をあげると、米国NFLのリーバイススタジアムでは、1200台のアクセスポイントを設置しています。各アクセスポイントにはLANケーブル配線が必要なのですが、その総延長は、なんと640kmにも達するそうです。

数年前に同じく米国開催のベンチャーインベントに参加した際には、150m四方の会場内に、10mおきにアクセスポイントが設置されていました。

何故、このようなことが起きるのか?

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なぜ、こんなに大量のアクセスポイントを高密度に設置する必要があるのでしょうか?

電波は距離が伸びるほど減衰してしまうからです。
見通し空間では、電波の受信電力は距離の2乗に反比例して減衰します。
Wi-Fiも、4Gも、あるいは5Gであっても、電波の減衰に合わせて通信速度は落ちていきます。

例えば、アクセスポイントからの距離が2mの場合、最新のWi-Fi6という規格では、2.4Gbpsの速度(アンテナ本数4本、帯域80MHzを適用した場合)で通信できますが、50m離れた地点では、最悪の場合、0.070Gbpsまで通信速度は落ちてしまうのです。(※注 自由空間距離減衰、アンテナ利得、ケーブル損失等を加味し、標準化策定団体が規定する最小感度規定より算出)

例えば、100Mバイトの動画をダウンロードする場合を考えてみます。

2.4Gbpsのスピードであれば、理論上は0.4秒以下でダウンロードできます。ところが、0.07Gbpsだと12秒もの時間が掛かってしまいます。この12秒の間、同じ周波数を使う他の端末は通信ができないのです。0.4秒の通信速度であれば、残り11.6秒を他の端末のダウンロードに使えるでしょう。

言い換えるならば、0.07Gbpsでの接続を余儀なくされた端末は、このわずか1台で、2.4Gbpsの通信速度が与えられた端末34台分もの無線回線を占有してしまうことを意味するのです。

これがいかに電波を非効率に利用してしまうかは直ぐにご想像いただけるかと思います。

解決策は「スモールセル化」にあり!

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このように高密度にアクセスポイントを配置する手法は、当ブログで繰り返しお話している「スモールセル化」に他なりません。

アクセスポイントを高密度に設置すると、端末とアクセスポイント間の平均距離を短くすることが出来ますから、全体的により高い通信速度で、個々の端末が通信できる環境が構築できるのです。

スタジアムなどの大量の通信トラフィックが発生する空間では、さらに、各アクセスポイントのアンテナに強い指向性を持たせることで周囲の端末へ与える電波干渉と周囲の端末から受ける電波干渉を同時に抑制する手法も組み合わせて、より一層の電波の有効利用を図っています。

このように、大規模なイベント向けのブロードバンド無線エリア構築では、高密度なアクセスポイントの設置が鍵となります。

最新のWi-Fi 6では、高密度なアクセスポイントの設置を前提に、電波干渉の絶対強度に対して「鈍感さ」を持たせるような技術が投入されます。

それ以外にも、電波の送信時間をアクセスポイント側で管理することで大量の端末が接続した場合でも整然とした通信が行えるような多重アクセス方式や、電波干渉を抑制するためにアンテナの指向性パターンを適応的に変化させる技術などが投入され、大量の通信トラフィックが発生する環境での通信品質改善が図られています。

さて、スタジアムのような、もともと大規模な観客の収容を想定した専用施設ならまだしも、一般の公園で開催されるイベントや1年に1回しかないお祭りなどでは、投資対効果の観点から大量のアクセスポイントを恒久的に設置することは非現実的と言えます。

そのような環境では、一時的なWi-Fi空間を構築することになります。

Wi-Fi6により、大量の通信トラフィックが発生する環境での通信品質改善がある程度は図れますが、リーバイススタジアムの事例のような640kmものLAN配線については、流石に一時的なWi-Fi空間構築では不可能と言えるでしょう。

そのためには、無線メッシュネットワークのようなLAN配線量を削減可能な技術が生きてくることになります。当社でも

https://prtimes.jp/main/html/rd/p/000000024.000035736.html

のような試みを実施していますので、ご興味がある方は是非ご相談いただければと思います。

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