海底:ワイヤレスの時代に、大陸間光ファイバーケーブルよりも優れたことはできないのか? 海底:ワイヤレスの時代に、大陸間光ファイバーケーブルよりも優れたことはできないのか?

海底:ワイヤレスの時代に、大陸間光ファイバーケーブルよりも優れたことはできないのか?

海底:ワイヤレスの時代に、大陸間光ファイバーケーブルよりも優れたことはできないのか?
rpongsaj (CCライセンス)

土曜日、ケニアの港湾都市モンバサに入港を待っていた船が制限区域に迷い込み、錨を下ろしたところ、東アフリカにつながる主要な海底インターネット・電話回線が誤って切断された。このようなことは時々起こるものだが、土曜日の事件は特にタイミングが悪かったと言える。切断されたケーブルは既に過負荷状態にあり、1週間前に紅海で誤って切断された3本のケーブルからデータを迂回させていた。こうした光ファイバー回線は東アフリカの通信インフラの屋台骨である。今や、たった1本の海底光ファイバー回線が東アフリカ全体の通信負荷を担うことになり、ルワンダ、ケニア、ブルンジ、エチオピア、タンザニア、南スーダンのインターネット接続速度は、修理が完了するまで20%低下する。修理には数週間かかる可能性がある。

3年前に大容量の海底光ファイバーネットワークが普及する前は、東アフリカのインターネットトラフィックのほとんどは、高額な衛星通信か、非常に低速な電話回線を経由していました。それ以来、この地域の経済はインターネット接続の利便性向上に大きく依存するようになり、今週末の出来事は、小規模な経済災害に陥る寸前まで来ています。また、より大きな疑問も浮かび上がります。世界経済と日常生活がインターネットへのアクセスに大きく依存しているにもかかわらず、なぜ私たちはいまだに、一見脆弱に見える海底ケーブル、つまり海を越えて大陸を結ぶ、事故に遭いやすい物理的な「チューブ」に頼っているのでしょうか?ワイヤレス化が進む世界において、なぜ私たちはいまだに有線接続に縛られているのでしょうか?地球をつなぐ、もっと良い方法はないのでしょうか?

答えは「そうでもない」です。光ファイバー通信は、欠点はあるものの、実は非常に優れており、年々進化しています。事故は起こり得ます。2006年には台湾近海のルソン海峡で地震が発生し、9本のケーブルのうち7本が切断され、通信ネットワークに数週間にわたる混乱が生じました。また、2008年には地中海のケーブルが2度も損傷し、中東、アフリカ、インド亜大陸の通信が途絶えました(これは最近の2つの例に過ぎず、他にも多くの例があります)。しかし、現在の光ファイバー技術に匹敵する技術は実際には存在しません。東アフリカが現在直面しているような問題の解決策は、光ファイバーケーブルを減らすことではなく、増やすことなのです。

「私たちがこうした物理的なリンクに依存していること自体が驚くべきことですが、その理由は光ファイバー技術がもたらす飛躍的な進歩にあります」と、近日刊行予定の『 Tubes: A Journey to the Center of the Internet』の著者アンドリュー・ブラム氏は述べている。海底に沿って(時には海底下を)走る物理的なケーブルは、光の形で膨大な量のデータを伝送しており、その量は衛星やアンテナ塔を介して無線送信される無線信号に詰め込める量よりもはるかに多い。これらのケーブルを何らかの空中通信技術に置き換えるというアイデアは魅力的だが、当面は光ファイバーに頼らざるを得ないだろう。

光ファイバーケーブルは、無線で送信できるデータ量を桁違いに上回る量のデータを伝送できる。「問題は、私たちが話しているような大量のデータには、非常に広い周波数スペクトルが必要なことだ」とカーネギーメロン大学の工学・公共政策教授、マーヴィン・サーブ氏は言う。「そして、広い周波数スペクトルを得るためには、非常に高い周波数の電磁波を使用する必要があります。光波は非常に高い周波数です。通常、電波として考えられる周波数に注目すると、それだけのスペクトルを見つけるには非常に高い周波数を使用する必要があり、光と同様に霧や雨で減衰するため、衛星との通信や、地上での長距離伝送には使用できません。」

代わりに、シルブ氏によると、高周波信号を光の形で光ファイバーに送り込むのです。光ファイバーは非常に透明なので、信号は距離が離れていても減衰しません。霧や雨、その他の大気中の水分が信号に干渉することはないため、室内を横切っても太平洋を横断しても、信号は完全な状態で伝送されます。容量が不足したら、新しいケーブルを敷設します。あるいは、さらに良い方法として、既に敷設されているケーブルの容量を増やすこともできます。

光ファイバーが「飛躍的進歩」をもたらすのはまさにこの点だとブラム氏は言う。現在、光ファイバーの標準的な動作単位は10ギガビット/秒程度だが、一般的なシステムに搭載されつつある新しい光モジュールによって、その容量は40ギガビット/秒、あるいは100ギガビット/秒にまで向上する。そうなれば、同じケーブルで10倍の容量を伝送できるようになり、海底に新たなケーブルを敷設することなくシステムを拡張できる。信号伝送の新しい方法から、光パルスを操作するための「時間望遠鏡」と呼ばれるレンズの実装に至るまで、様々な工夫によって、当面の間、この容量は急速に増加し続ける可能性がある。

東アフリカが直面しているような災害を回避する鍵は冗長性だとサーブ氏は言う。「米国を見れば、フロリダからメイン州、そして西海岸全域に至るまで、様々な場所にケーブル陸揚地点があります」とサーブ氏は言う。「世界中のネットワークが相互接続されていることを考えると、ある陸揚地点への光ファイバーが断線しても、他の地点の光ファイバー陸揚地点は引き続き機能するでしょう。しかし、アフリカはおそらく、特にヨーロッパ、北米、東アジアと比べると、光ファイバーの敷設密度が最も低い大陸です。これらの地域はよりリスクの高い状況にあるのです。」

これは東アフリカにとって大きな問題です。特に今回のような、2つの別々の事故により、この地域にデータを送り出す3本の主要光ファイバー回線のうち2本が切断された状況ではなおさらです。脆弱な海底ケーブルがこの地域の現在の接続問題の原因となっているように思われますが、東アフリカの通信インフラが再び光ファイバー一本の回線で危機に瀕することのないよう、つまり一時的にダイヤルアップと衛星信号の時代に戻らないようにするための鍵は、経路の多様化です。言い換えれば、解決策は光ファイバーケーブルの数を減らすことではなく、増やすことなのです。

「こうした切断はいつもワクワクします。ケーブルがそこに存在していることを皆に思い出させる瞬間だからです」とブラム氏は語る。「特に今回の切断は、3年前には東アフリカに光ファイバーがなかったのに、今それが何を意味するのかを初めて実感できる機会なので、さらにワクワクします。ですから、私は楽観的に、逆説的に捉えています。インターネットが世界中で発展できたのは、光ファイバー技術の驚異的な能力があったからです。光ファイバーがなければ、このグローバルなインターネットは存在しなかったでしょう。だからこそ、光ファイバーは素晴らしいのです。」