ゲッティイメージズ
列車とトンネルの間のわずか数センチの隙間にケーブルを敷設する。部屋を壊して耐火壁を再建する。冷却のために厚さ30センチの床に穴を開ける。ネットワーク機器に火をつけて水滴が滴る様子を観察する。カナダ・ウォーター駅のエンジニアたちは、ロンドン地下鉄に初めて4Gを導入し、厳しい政治的期限に間に合わせるため、ここ数ヶ月こうして作業を進めてきた。
地下鉄にモバイル接続がないというのは、甘やかされたロンドンっ子の嘆きである。まるで、157 年の歴史を持つ鉄道網の一部であるテムズ川の下のトンネルで 4G サービスを期待するのがまったく合理的であるかのように。
しかし、モスクワ、ソウル、東京では既に通勤にインターネットが普及しているのに、なぜ私たちはできないのでしょうか？これらのネットワークと私たちのネットワークの違いは、トンネルの規模です。わずか数インチのスペースに4Gネットワークを設置するのは容易でも安価でもありません。これは、地下鉄に初めてモバイル接続を導入しようとしているロンドン交通局（TfL）のエンジニアと請負業者のインストレーション・テクノロジー社が直面する数多くのハードルのほんの一部に過ぎません。
「このアイデアには10年近く取り組んできましたが、解決策は見つかっていません」と、ロンドン交通局（TfL）の最高技術責任者（CTO）であるシャシ・ヴァーマ氏は語る。では何が変わったのだろうか？内務省は新しい緊急サービスネットワーク（ESN）を必要としており、突如として資金が確保できたのだ。現在、ウェストミンスターからノースグリニッジのすぐ先までのトンネルとプラットフォーム、そして駅構内の大部分をカバーするプロジェクトにおいて、ESNと商用4Gのシステムが並行して試験運用されている。
計画通りに進めば、このシステムは3月に稼働を開始し、ジュビリー線の該当区間の地下トンネル内で通勤者にインターネット接続を提供します。よく見れば、どこから来ているのかが分かります。
ジュビリー線の駅間、車窓と壁の間の数センチの隙間に、トンネル沿いに走る黒いケーブルを見つけてみてください。これらは「リーキーフィーダー」と呼ばれ、トンネル内に無線回線を漏らしているのです。まるで、計画的に切断された水道管から時折水が噴き出すように。
ケーブルの中心には銅線がありますが、通常は電波を保護するカバーに、受動的に信号を漏らすための一定の間隔の開口部があります。
「これは非常に基本的な技術で、メンテナンスの手間もほとんどかかりません」と、TfLのモバイルインフラデリバリー責任者、マーティン・オズボーン氏は語る。「リーキーフィーダーを使ったシステムを20年間運用してきました。」
漏洩フィーダーケーブルが2本設置されている。1本は商用サービス用、もう1本は内務省の緊急ネットワーク用だ。これらは、既に敷設されている運転士無線用の漏洩フィーダーケーブルと合流する。そして、これら3本はトンネルの壁と猛スピードで通過する列車の間にあるわずかな隙間に、互いの信号を干渉することなく、しっかりと収まる必要がある。
これに対処するため、技術者らはレーザーを使ってトンネルをスキャンし、3Dイメージングで仮想的にケーブルを設置して、列車の横に収まるかどうかを確認した。そして、ケーブル同士を100mmほど離しても干渉しないことを確認した。
地下鉄が運行していない真夜中に 500 メートルのドラム缶から太いケーブルを配線しているチームは、さらに大きな問題に取り組んでいる。接続はできるかもしれないが、実際に誰も使用できるほど強力ではないのだ。
周波数が高いほど速度が速く、帯域幅も広くなりますが、中継器の助けが必要です。緊急ネットワークは漏洩フィーダーだけで800MHzで問題なく動作していますが、列車の乗客が4Gを利用できるほどの信号強度はありません。
TfLは、まるで家庭用ルーターを大型化したような、高出力無線機器を収めた巨大な箱が置かれた隠し部屋を建設しました。この部屋はハブを経由して無線信号を光信号に変換し、トンネル内を走る光ファイバー回線にデータを送信します。壁沿いに伸びる細くて明るい黄色のケーブルを探してください。プラットホームには、トンネル内に向けた高出力指向性無線機と、乗客の頭上に設置された低出力無線機が設置されており、どちらも光ファイバー回線と通信事業者のネットワークに接続されています。
電車に乗っている間は携帯電話がシステム間を切り替えないが、降りてエスカレーターを上って切符売り場に向かうと、ローカルネットワークに接続できるようになるのが狙いだ。「私たちがやっているのは、携帯電話事業者からの信号を受信し、それを様々なアンテナに通して、トンネルを抜けて駅構内に送信することだけです」とオズボーン氏は言う。
試験運用中の8つのステーションには、カナダウォーターステーションにある「ベースステーションホテル」、つまり4つの主要4G事業者がそれぞれ独自の機器を保管するためのミニデータセンターが提供される。
より広範なネットワークを構築するには、約15キロメートルごとに1基ずつ設置する必要があるため、最大10基の設置が必要になる。カナダ・ウォーターでは、EEがバスターミナル沿いの目立たない場所にホテルを構えており、他の3社は地下数階の長い通路に拠点を置いている。我々の訪問時点では、稼働開始まで数週間を残して設備を設置していたのはVodafoneとEEのみだった。
複雑に聞こえるかもしれませんが、既製品の機器を使用するネットワーク専門家にとっては、このシステムは分かりやすいものです。「私たちにとっての課題は、地下という非常に厳しい環境で作業することです。地下は騒音が多く、汚れていて、古く、スペースもありません」とオズボーン氏は言います。そして、それがこの設計の原動力となり、メンテナンスが難しい場所では、漏洩フィーダーなどの受動機器を使用するようになりました。なぜなら、誰も同じ作業を二度としたくないからです。
光ファイバーを敷設するため、舗装は剥がされました。地下の他のエリアに冷房を設置するため、コンクリートの床に拳ほどの穴が開けられました。
駅構内を見学した際、技術者の一人がカナダウォーター駅の奥まった場所にある明るい廊下を案内し、その奥の鍵穴に鍵を差し込んだ。「全員は入れないだろうね」と冗談を言いながらドアを開けると、そこには別の廊下や部屋ではなく、ブロードバンドのキャビネットらしきものが横たわっていた。防火対策として、TfLはポートに接続された12本のケーブルを収容するために、幅30センチほどのブリーズブロック製の構造物を建てなければならなかった。
EEのデータホテルは、ネットワーク機器がぎっしり詰まったラックが並ぶ、ごく普通のサーバールームのように見える。しかし、防火のために新しい壁が必要で、ネットワーク機器の耐火試験も必要だった。つまり、機器を研究所に持ち込んで火をつけ、そこから物質がどのように滴り落ちるかを調べる必要があったのだ。これは、人の頭上に設置される機器にとって重要な情報となる。
課題は火災だけではありません。ジュビリー線は地下鉄の中で最も新しい区間ですが、それでも1998年に建設されました。当時は要件が異なっていたため、ネットワークにはこれらの追加機器すべてに十分な電力供給ができませんでした。さらに、追加機器は熱を放出するため、冷却のためにさらに多くの電力が必要になりました。これを機能させるには、地元の変電所から新たな電力供給を行う必要がありましたが、地域住民からの外部からの許可が必要となるため、容易ではありませんでした。また、他のシステム全体でエネルギー節約策を見つける必要がありました。
設置チームは既に、試験の範囲外の温度にも注意を払っています。線路のさらに先では、列車がグリーンパーク駅の外のトンネル内で停車することがよくあります。停車するため、列車は熱気を吸い込み、一部をトンネル内に残してしまうからです。ある技術者によると、その場所は数駅離れた場所にある無線ボックスからの温度影響を確認するために監視されているとのことです。
携帯電話事業者が機器を低消費電力の代替品にアップグレードする意思があれば、暖房と電力の問題は軽減されるだろう。もしこのプロジェクトが3年待っていたら、おそらくその変化は既に起こっていただろうとオズボーン氏は言う。
しかし、これはあくまで試験段階であるため、通信事業者に新たな機器への投資を求めることは困難です。本格的な展開に向けて、通信事業者が低消費電力機器へのアップグレードを選択する、あるいは強制されることを期待しています。「この試験運用を、業界が低消費電力ソリューションに移行するよう促すための手段として活用できればと考えています」とオズボーン氏は述べています。しかし、5Gの登場により、高周波機器はより多くの電力とアンテナを必要とするため、発熱と電力の問題はさらに悪化するでしょう。
当面、通勤者は4Gで我慢するしかない。進捗は遅いように思えるかもしれないが、ロンドン市長のサディク・カーン氏はこのプロジェクトに火をつけた。昨年、市長室はヴァーマ氏に連絡を取った。「何かを構築しなければならないと、はっきりと言われた」と、4Gの展開についてヴァーマ氏は述べた。
プロジェクトを前進させたかもしれないが、上層部からの注目はプレッシャーを増大させた。「特に時間面で、非常に困難で、非常に厳しいものでした」と、安全賞の授与式に集まった設置チームに彼は語った。あるエンジニアは、時間的なプレッシャーこそが、このプロジェクトでやりたかった唯一の点だと語ってくれた。
この試験運用を3月に急いで終わらせようとするのは、5月の市長選挙と関係があるのかもしれない。しかしもちろん、カーン市長の圧力だけがこの導入の理由ではない。緊急ネットワークに加え、システムを民間サプライヤーに委託して実装させ、携帯電話事業者にアクセス権を販売することで、TfLに必要な収入をもたらす計画もある。そして、ヴァーマ氏には、もう一つ動機がある。
「鉄道サービスを提供することは、ある意味当然のこととみなされています」と彼は言った。「人々を喜ばせる私たちの能力は非常に限られています。」2012年のオリンピックに向けて駅にWi-Fiを導入したことは、まさにその効果を発揮したとヴァーマ氏は言う。彼は、この新たな技術革新が、同様の効果を生み出すのに十分であることを期待している。
この記事はWIRED UKで最初に公開されました。
