通信や金融、放送、そして電力といった経済・社会インフラは24時間365日、いつでも利用できるのが当たり前。携帯電話が使えない、あるいは金融取引ができない事態が生じれば、その影響は大きく、メディアでも大きく報じられる。

これら重要インフラの正常な稼働は、何重もの仕組みに支えられている。衛星測位システム（GNSS）によって得られる標準時（UTC）に基づく「時刻同期」もその1つだ。日常生活で求める水準とは文字通り桁違いの、例えば、5Gのモバイル通信ではナノ秒単位の確度で時刻を合わせることによって基地局同士の電波干渉を防ぎ、通話やデータ通信を行えるようにしている。

この時刻同期システムに求められるのは、まず「確度」と「精度」だ。一般的なITシステムや電子機器で要求される確度はミリ秒からマイクロ秒レベルだが、5Gネットワークでは、これがナノ秒（ns）レベルになる。ITU-Tが定めた国際標準であるG.8272 PRTC-Aでは100ns以内、PRTC-Bは40ns以内に誤差を収めるよう求めている。

さらに、5Gをはじめとする重要インフラの時刻同期には、もう1つ必須の要件がある。何があろうと同期サービスを止めない堅牢性だ。

時刻同期の大本となるUTCの取得には、GNSS受信機が用いられるケースも多いが、その場合、ビルの建て込んだ都市部では場所あるいは時間帯によって衛星が見通せなくなり、信号の受信が困難になる可能性がある。また、ジャミングの影響を受けることもあるだろう。そんな不測の事態が起こっても、常に正確な時刻を刻み続ける堅牢性が求められるのだ。

ジャミング受けてもサービス継続　高い堅牢性を実現する2周波対応

そうした観点から市場で注目を浴びているのが、「2周波対応（デュアルバンド）」のGNSS受信機だ。

従来は、L1帯（1575.42MHz）の信号のみを受信する1周波対応の受信機が主流だったが、2周波対応の受信機はL1帯に加え、L5帯（1176.45MHz）の信号も受信できる。この2周波受信に対応した新モジュール「GT-100」をリリースしたのが、長年にわたり時刻同期用GNSSモジュールを市場に届けてきた古野電気だ。システム機器事業部 開発部 要素技術課 主任技師の橋本邦彦氏は「L1受信にトラブルがあった場合でも、L5信号によってインフラとしてのサービスを継続できる」と話す。まさに堅牢性が求められる重要インフラにこそ必要なソリューションであり、L1/L5の両方に対応することで、堅牢性を高めるメリットがあるという。「2周波を広めることで、世界の重要インフラを強くしたい」と同氏は力を込める。

全世界のGNSSに対応し、L1/L5帯の2周波受信をサポートする新世代の時刻同期用GNSS受信モジュール「GT-100」

ジャミングやスプーフィング攻撃を受けたり、他の無線システムの発する電波が想定外のノイズとなったりすることで、GNSS信号の受信が阻害されてしまうケースは実は珍しくない。解消するにはエンジニアが現地に行って調査・原因究明に当たる必要があるが、2周波対応受信機であれば、L1帯が止まっても、L5帯でサービスを継続できるし、逆もまたしかりだ。「障害発生時に現地に人を派遣して調査・対応する人件費を考えると、2周波は十分に見合った投資と言える」（橋本氏）

ジャミング／スプーフィング対策には、妨害電波を検知・遮断するGPSファイアウォールを導入する手もあるが、これには100万円以上のコストがかかる。携帯基地局はもちろん、防災無線や警察無線、金融取引や電力制御のように多数の受信機が必要で幅広く使われるインフラであればあるほど、そのコストはかさむ。GNSS受信機自体の堅牢性を高める「2周波対応」は、コストと安定性のバランスを取るためにも有効なソリューションと言えそうだ。

加えて、2周波対応には、GNSSには付きものの電離層による信号遅延を補正でき、時刻や測位の精度を高めることができるメリットもある。