フルノは、2023年12月13〜15日に東京ビックサイトで開催された「第8回 JAPAN BUILD TOKYO -建築の先端技術展-」に出展し、当社ブース内で3日間にわたり「建設DXセミナー」を開催しました。建設DX Journalでは、セミナーのダイジェストを紹介します。
今回は、「エンタープライズ無線メッシュによるブロードバンドIoT空間構築と建設DXへの適用」がテーマです。PicoCELA株式会社 代表取締役CEO兼CTOの古川浩氏が、建設DXの基盤である現場のブロードバンド技術について紹介しました。
建設DXを支える基盤は、現場のブロードバンド環境
現場の無線ブロードバンド環境は、建設DXを支える基盤中の基盤といえます。そのための要件として求められるのが、なんといっても安定したインターネット環境です。
現場の無線環境を構築する手段には、「セルラー」「ローカル5G」「Wi-Fi」の3種類があります。
それぞれ特徴と課題があり、「セルラー」すなわち携帯電話回線は、インフラ整備が不要ですが、現場特有の不感地帯がどうしても発生してしまい、通信コストがかかるというデメリットがあります。公衆回線であるが故に、通信品質の揺らぎも発生します。
「ローカル5G」は排他的な周波数が割り当てられているため、比較的安定した通信環境が確保できるのですが、その一方で設置コストや運用コストがかかるという課題があります。
それに対して「Wi-Fi」は、端末・インフラともにコモディティ化が進行しており、間違いなくモバイルブロードバンドで最適と言うことができます。ただし、エリア構築が難しく、電波干渉が起きるという問題を抱えています。
LANケーブル不要のエンタープライズ無線メッシュ技術
無線通信空間を安定させるためには、エリア充足率を向上させ、電波干渉を制御し、安定的なスループットを維持する必要があります。また、低遅延の環境もつくらなければなりません。それを実現するのが、弊社のエンタープライズ無線メッシュ技術です。
このエンタープライズ無線メッシュは、LANケーブルが不要になるという、革新的なテクノロジーを搭載した無線アクセスポイントです。高い安定性を誇る無線メッシュ通信により、広域なWi-Fi空間をLANケーブルの配線量少なく構築することが可能です。
専用の無線チップを排他的に割り当てることで、1つの無線メッシュクラスターで1チャンネルのみを消費できるようにし、アクセス回線用により多くのチャネルを割り当てることができます。これによって電波混雑が軽減され、対干渉性も向上するという仕組みです。
独自の動的ツリー経路制御によって、瞬時に経路を切り替える
通常Wi-FiのアクセスポイントにはLANケーブルが必要なのですが、その必要がありません。独自の動的ツリー経路制御によって、瞬時に最適な経路に切り替え、常に安定したツリー経路制御を実現します。
LANケーブルがなくても、必要な箇所にノードを置くことで、Wi-Fi空間をつくり出すことができます。これによってLANケーブルを90％も削減することが可能なので、LANケーブルの配線に要する費用や時間、保守作業を大幅に省くことができます。
このような弊社のエンタープライズ無線メッシュ技術によって、安定したWi-Fi空間を構築することができるのです。
常に安定したツリー経路制御を実現するメッシュWi-Fi
弊社の動的ツリー経路制御技術がいかに安定しているかについて、実証実験の結果を通して解説します。従来のWi-Fiアクセスポイントと、弊社のメッシュWi-Fi、それぞれに4つのカメラを搭載した2種類の自転車を用意し、用意されたコースを走らせながら映像配信をする比較実験です。
弊社のメッシュWi-FiはLANケーブルが不要なのに対し、従来のアクセスポイントはそれぞれLANケーブルが必要となり、これらを結んでHUBで集約してパソコンにつなげなければなりません。実験の結果、従来のアクセスポイントはLANケーブルのわずらわしさがある上に、ポイントを切り替えるときに映像が乱れ、約10秒ネットワークが断絶してしまいました。
それに対して弊社のメッシュWi-Fiは、約10秒に一回経路を見直すことで、より最適な経路を獲得する確率をアップさせています。そのため、ほとんど映像の乱れや切れがありませんでした。非常に安定した映像伝送ができています。
ダウンタイム無しでネットワークインフラのゾーンを拡張できる
弊社のメッシュWi-Fiは、ネットワークインフラのゾーンを拡張したいときもLANケーブルは必要なく、ノードを追加するだけで、ダウンタイムが無く拡張することができます。
また、機器に故障が発生しても、セルフヒーリング機能により、わずか数秒で代替ルートを構築できます。LANケーブルを追加することで、システム容量を増やすことも可能です。
遮蔽されている環境でネットワークを構築するときは、LANケーブルを併用するハイブリッド機能を使用することができます。
レイアウトの変更があっても、ネットワークが断絶することなく、自動的に最適な中継経路が構築されます。
ロボットの遠隔操作を可能にし、低遅延を実現
弊社のメッシュWi-Fiを搭載することで、遠隔操作が可能なロボットを使った通信エリアの拡張実験について紹介します。ロボットを3台用意し、ロボットとパイロットとの通信回線に弊社のメッシュ技術が適用されています。ロボット同士がバケツリレーで電波を中継しあいながらパイロットへ映像を伝送しつつ、パイロットからの移動制御コマンドを伝送します。構内で遠隔操作により、まずは1台を走行させます。1台では通信可能なエリアが狭く、すぐに通信が遮断され、走行が止まってしまいました。
次に、3台がそれぞれ一定の間隔をおいて走行したところ、3台が連携することで通信エリアを拡張し、ロボットの移動エリアを拡張することができました。ロボットの制御は高いレベルの低遅延性が要求されますが、弊社のメッシュWi-Fiはこの要件をクリアし、ほぼリアルタイムでのロボット制御を実現しています。
この技術の応用によって、人が立ち入れない災害現場へのロボット導入や、ドローンの飛行エリア拡張などにも活用することができます。
メッシュWi-Fiは弊社以外にもありますが、弊社と比較した場合に、性能面で弊社は群を抜いています。たとえば中継遅延時間は、弊社は2ms/hopですが、他社のメッシュWi-Fiは10-15ms以上/hopと5倍以上です。弊社のメッシュWi-Fiを使うことによって、遅延の少ない音声・ビデオ通話が可能です。
中継経路確立の所要時間も、他社のメッシュWi-Fiが設置後数分かかるところ、弊社は数秒でネットワークを始動することができます。これにより、人や資機材の移動によって電波環境が変化しても、直ちに適応して常に安定したWi-Fi空間をつくることができます。
このように、さまざまな機器やシステムを活用し、建築現場に優れた無線ブロードバンド環境をつくることによって、建設現場のDX化を推進することができます。従業員の働き方改革や、人手不足の解消にもつながる取り組みなので、実践されることをお勧めします。
無線の技術者として新技術や製品開発に従事、建設DXの社内プロジェクトを推進
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