近年、「Direct to device（D2D）」と呼ばれる、通常のスマートフォンが直接衛星と通信する技術が、各国の通信事業者や衛星事業者によって本格的に検討・実装され始めている。
D2Dは、従来の衛星通信のように専用端末や大型アンテナを必要とせず、市販のスマートフォンを用いた通信を可能にする点が特徴である。この技術は、山間部や海上といった圏外地域だけでなく、災害時の通信確保という観点からも重要視されている。
本記事では、Direct to deviceに取り組む企業について、その特徴や現在の状況をご紹介する。
目次
衛星通信とDirect to device
衛星通信の基本
一般的な携帯通信は、地上に設置された基地局を介して行われる。一方、基地局が存在しない、あるいは機能しない地域では、通信が成立しない。
この課題を補完する手段として用いられてきたのが衛星通信である。
衛星通信では、地上から送信された電波を人工衛星が受信し、別の地上局へ中継することで通信を成立させる。
近年は、従来主流だった静止軌道（高度約36,000km）ではなく、高度数百kmの低軌道（LEO）衛星を多数運用する方式が拡大している。
低軌道衛星は遅延が小さい一方、1機あたりの通信範囲が限られるため、多数の衛星を連携させる必要がある。
Direct to deviceの技術的制約
衛星通信サービスの中でもとりわけ注目なのが、衛星とスマートフォンを直接つなぐ、「Direct to device（D2D）」である。
このサービスは従来の衛星通信の進化形で、衛星と電波を送受信するためのアンテナや専用の通信機器等を使わずとも、普段使用しているスマートフォンのみで衛星通信が利用可能となる。
しかし、この技術には以下のような課題もある。
- 電波の周波数帯域の確保
- スマートフォンの電波送受信能力の小ささ
まず、周波数帯域の課題である。スマートフォンは、各国の携帯通信事業者に割り当てられた周波数帯を使用している。衛星が同じ周波数を使用する場合、地上通信への干渉を防ぐため、地上通信事業者との協調運用と規制当局の承認が不可欠となる。
次に、端末側の送受信能力である。
スマートフォンは消費電力やサイズの制約から、衛星通信専用端末と比べて送信出力・受信感度が低く、500㎞ほど離れた衛星とスマートフォンが直接通信することは非常に困難である。D2Dでは衛星側に大型アンテナや高感度受信系を搭載する設計が採られている。
Direct to deviceに取り組む企業
Direct to device市場では非常に活発な競争が繰り広げられており、各衛星事業者がより高速で安定したサービスを実現するための技術開発等に力を入れている。
また、モバイル通信事業者は、衛星事業者と連携して自社のネットワークにDirect to device機能を組み込むことで、新たなサービスの提供と顧客獲得を目指している。
ここからは、Direct to deviceサービスを開発する主な衛星事業者を紹介する。
AST SpaceMobile
AST SpaceMobileは、市販スマートフォンと低軌道衛星による直接通信を主目的として設立された企業である。基本的な音声やテキストだけでなく、インターネットブラウジングやファイルのダウンロード、ビデオのストリーミングなどを可能とする技術を獲得している。
アメリカでは、大手モバイル通信事業者のAT＆TやVerizonと戦略的に提携。これらの企業が持つ電波を使用して、Direct to deviceサービスをアメリカ全土で提供する準備を進めている。
また、日本では楽天モバイル株式会社と提携。同社とは2023年4月に低軌道の実証衛星「BlueWalker 3」と市販スマートフォンとの直接通信による音声通話試験を実施し、世界で初めて成功した。
その他にも、世界中に合わせて40社を超えるモバイル通信事業者と契約および合意を締結しており、運用開始後、合計25億人以上のモバイルユーザーにDirect to deviceサービスを提供する予定である。
SpaceX
SpaceXは、低軌道通信衛星網「Starlink」を運用しており、その拡張機能としてD2Dを位置付けている。
2024年1月からDirect to deviceに対応したStarlink衛星を打ち上げており、この衛星では、開発した衛星の用途に特化した半導体チップや受信感度が高いかつ強い信号を送信可能なアンテナを搭載することで電波の送受信力を強化。テキストメッセージの送受信テストにも成功した。
SpaceXは、アメリカではもう一つの通信大手であるT-Mobileと提携。また、アメリカ以外では日本のKDDIをはじめ、オーストラリアやカナダ、ニュージーランドなど様々な国の事業者と連携している。
Lynk Global
Lynk Globalは、2017年に設立した、既存の携帯電話を対象としたSMS通信に特化した衛星通信企業である。
世界で初めて通信衛星とスマートフォンの接続に成功、50か国以上に通信サービスを提供する40以上のモバイル通信事業者と連携し、7大陸全てで実証試験を成功させている。
2022年9月にDirect to deviceサービスのための商用ライセンスを世界で初めてFCCから取得して、2023年6月にパラオで最初のDirect to deviceによる緊急アラートとSMSメッセージのサービス提供を開始。
現在は少なくとも30か国で規制当局の承認を受けており、ソロモン諸島やパプアニューギニア等、様々な国でサービスの提供や契約締結を進めている。
GlobalstarとApple
Globalstarは、低軌道通信衛星を運用する老舗企業である。
同社はAppleと提携し、iPhone 14以降の端末向けに衛星経由の緊急SOS機能を提供している。
基本的には地上のアンテナや専用機器を介して衛星通信サービスを提供するが、2022年にAppleと提携し、iPhoneと直接繋がる衛星通信サービスを開発。
同年に発表したiPhone 14 およびiPhone 14 Proのモデルから衛星に直接通信できるようになり、携帯電話や Wi-Fi の通信範囲外でも緊急サービスにメッセージを送る機能をアメリカとカナダで提供開始した。
iPhone 16世代以降では、対応機能の拡張が発表されているが、通信量や利用条件には引き続き制約が設けられている。
さいごに
日本では、楽天モバイルがAST SpaceMobileと連携し、2026年からのサービス開始を発表。また、KDDIがSpaceXのStarlinkと連携し、2024年からのサービス開始を発表している。
Appleは、2024年7月から日本での衛星通信を利用した緊急SOSサービスを開始した。
どの企業が日本において市場を握るのか、今後の動向に注目である。
また、日本全域で利用できる通信サービスという点においては、ソフトバンクが進める、高度20㎞の成層圏を飛行する無人航空機を利用した通信サービス「HAPS」と衛星通信等を組み合わせた通信サービスについても展開が気になるところだ。
さらに、非常に小さな衛星を一体化させ、1つの巨大な衛星のように高度に機能させる「フォーメーションフライト」の実現を目指すインターステラテクノロジズも、どのように対抗していくのか注目である。
参考
AST SpaceMobile プレスリリース
楽天モバイル プレスリリース
AST SpaceMobile HP
SpaceX HP
Lynk Global HP
Globalstar プレスリリース
SPACE NEWS
SPACE NEWS
SPACE NEWS
総務省HP内資料
Apple プレスリリース
