超高速「水中WiFi」が実現する近未来

J-STORIES ー 電波が通りにくい水の中で陸上と同じように高速で大容量の無線通信ができるようになれば、水中からの情報やデータをリアルタイムで処理することが可能になり、海洋開発や河川管理などに大きく役立つだけでなく、陸地から端末を使って海中を散歩する、といった楽しみも夢ではなくなる。そうした近未来を実現する超高速の水中光通信技術が、実用化に向けて大きく動き出している。

現在、水中の通信手段の主流になっている音響通信は、遠距離まで到達できるものの、通信時にノイズが発生しやすいうえ、通信速度は数Kbps～数十Kbps程度（Kbps＝1秒間に1,000ビットの情報量を送れる速さ）で、限られた情報伝送にしか利用できない。音響通信に代わりレーザー光を用いた海中ワイヤレス通信技術の開発も各国で積極的に進められているが、これまで実用化された通信速度はMbps（Kbpsの1,000倍）クラスにとどまっている。

こうした中、日本の研究機関と企業の共同事業体が、地上と同様の通信ネットワークを実現できるGbps（Mbps の1,000倍）クラスの通信スピードを海洋試験で達成した。国立研究開発法人の海洋研究開発機構（JAMSTEC、松永是理事長）と光高速制御技術を手掛けるベンチャー企業、トリマティス（千葉県市川市、島田雄史CEO）の発表によると、2021年11月27日－29日に相模湾の水深約1,000メートルの深海で行った光ワイヤレス通信試験で、通信距離100m超において1Gbpsの通信速度を実現した。

発表では「トリマティス独自の高速光通信技術・光制御技術とJAMSTECの海中光学技術を組み合わせることで、従来の海中音響通信の数千倍以上、他の海中光ワイヤレス通信と比較しても数十倍以上の高速化を実現した」と説明。「海中ワイヤレス通信技術分野におけるパラダイムシフトとなることが期待される」としている。

トリマティスでは、同技術による「水中世界の産業創出」をめざし、すでに様々な事業を進めている。

例えば養殖業では3D情報を収集できる「水中LiDAR（Light Detection And Ranging）」を活用すれば、魚に触れずに魚体を正確に計測し、餌付けの適正化も可能だ。水中ドローンの遠隔操作による海底プラスチックごみの探知や水中CO2濃度のリアルタイム計測なども実現できる。

さらに、橋脚の傷や劣化などのインフラのモニタリング、水質管理、船底検査などにも力を発揮するほか、海に潜ることなく、陸上から海中散歩を楽しむ「水中デジタルワールド」の構想もある。

島田さんは、「ダイバーの高齢化が進む中、これまで水に潜って行っていた作業を、陸上から人間が操作しながらロボットが代わることができるようになる。また水環境と陸上をつなぐことで、アバターなどで寝たきりの高齢者が海を散策したり、子どもたちが潜らなくても海の生き物に会いに行ったりできる海中水族館などにも活用できる」と話している。

同社では「2030年ごろまでにはALAN（Aqua Local Area Network、海の中のLAN）まで含めた実用化をめざす」（島田さん）としている。

記事：大平誉子　編集：北松克朗

トップ写真：EpicStockMedia/Envato

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