堀 俊和
システム多様化に応える実用アンテナ技術の変遷
本稿では,アンテナ・伝播研究専門委員会の発足50周年を記念して,1960年代以降の約50年間のアンテナの発明・研究開発に着目し,日本における無線システムの変遷,無線システムのための実用アンテナの研究開発の経緯,技術の推移について概括する.ここでは,通信及び放送等の情報通信システム用として研究開発され,実用されたアンテナを主たる対象としている.
システム多様化に応える実用アンテナ技術の変遷
本稿では,アンテナ・伝播研究専門委員会の発足50周年を記念して,1960年代以降の約50年間のアンテナの発明・研究開発に着目し,日本における無線システムの変遷,無線システムのための実用アンテナの研究開発の経緯,技術の推移について概括する.ここでは,通信及び放送等の情報通信システム用として研究開発され,実用されたアンテナを主たる対象としている.
アンテナ技術を支える解析技術の礎
電磁界解析の歴史は古く,マクスウェルの方程式が完成した1864年以前から始まっていたと言っても過言ではない.したがって,歴史を含めて全ての電磁界解析技術を網羅的に解説することは,これまでの50年に限ったとしても極めて困難である.そこで本稿では,筆者が経験してきたことを中心にアンテナ及び電波伝搬に関連する主な電磁界解析技術,特に数値電磁解析技術の変遷とその基本的な考え方を簡単に紹介し,今後の発展の方向性を探る一助としたい.また,筆者の誤解や独断的な表現も少なからず含まれていると思われる.御容赦頂きたい.
電波伝搬モデルの源流から潮流までを俯瞰する
自然現象の解明に奮闘し,通信システム設計に有用な電波伝搬モデル構築や研究指針を示した先人たちの足跡を訪ねてみたい.ここに取り上げる例は,いずれも,我が国の先達がその構築に主導的役割を担い,かつ,今日の無線通信の基礎となっている伝搬研究とその結晶である伝搬モデルである.具体的には,移動伝搬理論を支える確率分布:仲上n分布(今日の仲上・ライス分布)と仲上m分布を生み出した仲上稔氏の研究,陸上移動伝搬の概念構築と回線設計手法を打ち立てた奥村善久氏の研究開発,広帯域移動通信時代を予測してアンテナ(A)・伝搬(P)・システム(S)の融合研究(A・P・S三位一体研究)を提唱した池上文夫氏の思想,そしてもう一つの無線通信の重要課題,降雨減衰のモデル化に取り組んだ森田和夫氏の研究開発を取り上げる.
未来へのメッセージ
我が国でのアンテナ・電波伝搬の研究が本格的に開始され50年を超える.この分野での研究開発の成果は各種の無線システムの発展に大いに貢献してきた.本稿では,これまでの50年の歴史の全体像を振り返り,今後のこれからの50年への可能性について述べる.また,本小特集の各章の構成と位置付けについて説明する.
情報化社会の根幹を支えるアクセス系技術の歩みと将来展望
FTTHサービスは,我が国では2000年頃から急速に進展した.これに呼応して,アクセスネットワークシステムについては,サービス即応化・初期建設コストの更なる削減を目指して技術革新を続けてきた.本稿では,アクセス系の光ファイバ・ケーブル技術のこれまでの研究開発の経緯を振り返り,その中で鍵となる基盤技術を整理して解説する.特に,光ファイバ・ケーブル分野では,アクセス系,メトロ系,コア系で技術的には共通事項が多いため,アクセス系だけに限定せずに共通技術のこれまでの歩みを述べたい.更に,サービスの更なる発展に向けて,同分野における今後の技術展望についても述べる.
次世代光アクセス技術が実現する新規サービス
近年のFTTH(Fiber to the Home)やモバイル向けのトラヒック急増に対応すべく,通信キャリヤは今後の光アクセスネットワークのあり方を見据えた装置を開発し,光アクセス網の次世代化を進める必要がある.既に全国へ広く光アクセス網を展開している通信キャリヤにとって,次世代の光アクセス装置には既存設備とのインタオペラビリティや新規サービスを創出する機能を具備することが求められる.本稿では通信キャリヤの観点から,次世代アクセスの主流となる10Gbit/s級の光アクセス伝送装置に求められる要件について詳細検討する.またその要件を満たす次世代光アクセス装置として期待されている10G-EPON(10Gbit/s-Ethernet Passive Optical Network)装置に対する具体的な要求機能,及び代表的なキー技術について解説する.
光アクセスの歩みを振り返り,今後の光アクセスを考える
光アクセスは,1980年代後半にFTTH(Fiber to the Home)への研究が始まった.1990年からNTT研究所が主導した国際標準化に向けた活動も始まり,当時NTT研究所と英国のBTRL(British Telecom Research Laboratories)で研究していたPON(Passive Optical Network)を基本とした国際標準化がITU-T及びIEEE802委員会で進められた.日本では現在,1Gbit/sのアクセスサービスが提供されるまでに至っているが,今後は移動系通信の高速化に伴い光アクセスと無線アクセスが融合したネットワークへの発展が期待される.
いつもどおりを, ずっと記録することで分かることがたくさんある
近年,車椅子に加速度センサなどを設置し,実生活環境での長期ログから操作特性や使用環境を評価する試みが報告されている.しかし,電動車椅子のジョイスティック操作入力は,計測に電気的な改造が必要となるため,長期計測が難しかった.筆者はこれまでにジョイスティック先端に取り付けた加速度センサから精度良く操作角度を推定できる新たな車椅子ライフログシステムを提案・開発してきた.車体挙動に加えて操作入力を加味することで様々な走行特性の評価が可能になる.本稿では同システムの構成・特徴と長期ログの解釈でこれまでに得られた知見を紹介する.