「電波」と「光」。論語と算盤から学べる「と」の世界！

2024年に新しくなる壱万円札。そこに描かれる日本資本主義の父、渋沢栄一の「論語と算盤」はコロナ禍において密かなブームであり、また100年以上のロングセラーとして経済界では親しまれています。そんな「論語と算盤」例えて光無線通信を考えてみました。

世の中は次世代の移動通信５Gで真っ盛り

巷で5Gの文字が目に入る昨今、残念なことにデバイス的には完全に日本は出遅れました。学術的コミュニティーでは5Gを諦めてBeyond 5Gまで論議が及んでいます。そして、先日それを見越してNECとNTT、1企業どうしが提携を発表しました。では、5Gは、どのようなものでしょう。3.7GHz帯、4.5GHz帯、28GHz帯といったこれまで携帯電話で使われてきた周波数帯よりも高い周波数を使用する移動体通信です。ご存知の通り、電波は周波数が高くなると直進性高くなるため、5Gのネットエリアを構築するためにはこれまで以上に基地局を密に設置する必要があるなど、新しい課題が生まれています。5Gの特徴である「超高速」「低遅延」「多数同時接続」を可能にするためのエリア設計は手探りの部分も多いと推察します。しかしながら新しい課題が生まれつつも「超高速」「低遅延」「多数同時接続」、これをキーワードにして日夜利用用途の開拓や実証実験を行っている最中なのです。ですから5Gとしてテレビで宣伝しているような体験を私たちが出来るようになるインフラが完成するのはまだまだ先のようです。言い換えれば4Gのインフラに乗った5Gという事でなかなか実感は湧かない事から5Gはスタートするでしょう。

光の無線通信の多様性

カシケンでメインに紹介しているLEDでの可視及び不可視である赤外線LEDでの無線通信の特徴はこれまでもご紹介してきました。可視光の波長はおよそ400nm~800nm,周波数は375THz~750THz、赤外線の波長はおよそ0.78μm~1mmで周波数は3THz~385THzと言われています。また、5Gに対抗するには、コヒーレンスを利用して強力なエネルギーを発する半導体レーザーの光が必要とされます。半導体レーザーは、世の中で知られているレーザーポインターのような可視光もありますが、パワーをより強力にするため半導体レーザーの光は不可視の場合が現在のところ多いようです。今、半導体レーザーを使った光センサーLiDARが自動車の自動走行技術で注目を集めています。従来の電波のレーダーに比べて光束密度が高く、短い波長のレーザー光を利用することで高い精度で位置や形状などを検出できることが強みです。そのような期待から自動車メーカーは自動走行の実証実験を進めています。ただ、現段階でLiDARは価格的に高価なものであり自動車に実装するレベルではなく、半導体メーカーは自動車に搭載できるLiDAR用の半導体レーザーの開発に努力しています。そして、今後の自動車への搭載を期待して数の原理で半導体の価格は自動車に搭載可能な価格になっていくものと考えられます。

電波「か」光ではない

電波と光はよく比較されます。電波と光は各々に特徴があります。例えば、電波は建物に入り込むが光は障害物に遮断されます。また、現在までは電波での無線通信が普及して光無線通信に比べると低価格で通信が実現できます。各々の長所は各々の短所でもあるのです。現在の実力を理解して電波にするか光にするかの選択肢ではなく、電波と光の共創が世の中には必要です。電波を使うことがベストなところは、電波を使い、光を使うことがベストなところは、光を使う。その選択基準には、物理的な部分、人体への影響など危険性の部分、はたまた経済的な部分と色々あるでしょう。電波「か」光ではなく、電波「と」光。これがカシケンの唱える世界です。足りないものを嘆かず、足りるものを知り合わせる、そのヒントとなる情報をカシケンはこれからも発信していきます。