藤岡雅宣の「モバイル技術百景」
英国の戴冠式で5G活用、テレビ報道でどのように役立った？
2023年7月4日 00:00
英国王戴冠式のテレビ報道における5Gの利用
英国国王チャールズ3世の戴冠式（Coronation）が、5月6日にロンドンで行われました。
戴冠式においては、現地の取材用テレビカメラからスタジオまでの映像伝送に5Gが用いられました。その映像がスタジオから、リアルタイムあるいは編集後、英国内および世界に発信されたわけです。
テレビカメラからの映像伝送に無線を用いることにより、有線接続でケーブルを引き回す場合に比べて 撮影現場の機動性が大きく高まりました 。
また、従来無線映像伝送では通信速度の制約から複数の無線チャネルを束ねて用いることが多かったのですが、5Gを用いることで 1つの無線方式で高精細の映像を伝送できるようになりました 。
それらに加えて、ネットワークスライシングやプライベートネットワークと言ったしくみの利用により、 実質的にコマ落ちのない、安定した映像伝送専用のチャネルが確保されました 。
戴冠式では、このように先端的で技術的にも非常に興味深い試みがありました。具体的に、この重要なイベントで5Gがどのように利用され、テレビ報道にどのように貢献したのかを見ていきましょう。
ボーダフォンとITNによるネットワークスライシングの利用
英国のモバイル通信事業者ボーダフォン（Vodafone）は2019年7月に商用5Gを開始しました。
4Gネットワークの助けを借りるノン・スタンドアローン方式で5Gサービスを提供してきましたが、2023年4月からは工場内などの産業用途向けを中心に、スタンドアローン（SA: Standalone）方式の5Gサービスの提供を開始しました。
SA方式では5G専用の無線基地局と、通信パスの設定・開放やアプリケーションサーバーへの接続を担う5G専用の新たなコアネットワークを用いるため、4Gへの依存性はありません。
また、ネットワークスライシングやエッジコンピューティングなどの高度な機能を手軽に実現できます。
ボーダフォンは、商業放送向けに報道番組の取材から制作までを行う放送事業者であるITN（Independent Television News）と共同で、戴冠式報道のための通信サービスの準備を進めました。
具体的には、ボーダフォンの5G公衆ネットワークにおいて、報道用テレビカメラからスタジオまでの映像伝送のためのネットワークスライスを設定することとしました。
ネットワークスライスというのは、公衆網の中に特定の目的のために設けられた専用の通信パスです。
ネットワークスライシング実現のため、図1に示すバッキンガム宮殿からウェストミンスター寺院に至る戴冠式のルートを中心に、5G SA方式のネットワークを形成しました。
戴冠式当日は多くの参列者が集まり、スマホで現地の映像を撮影してアップロードするなどにより、ネットワークが輻輳（ふくそう）することが想定されました。
そこで、映像伝送用のスライスに専用の無線帯域を確保することとしました。
また、映像をITNのロンドン市内のスタジオへ送る際の伝送遅延や遅延ゆらぎ（遅延時間の変動）を抑えるために地上伝送路にも十分な容量を確保しました。
実際には既存の商用基地局に加えて、特にバッキンガム宮殿をカバーするために臨時の移動型無線基地局（COW: Cell On Wheel）を一つ開設して、全体として十分な無線容量を確保したということです。
テレビカメラで捉えた戴冠式の映像は、図2に示すようにITNのテクノロジーパートナーであるLiveUの映像配信装置および5G無線通信デバイスを介して、ボーダフォンの5Gネットワークを通してITNのスタジオに届けられました。
そして、その映像はITNのスタジオから英国内および世界に配信されました。
実際の戴冠式でのテレビ映像配信に先立ち、ボーダフォンはコベントリー（Coventry）大学のラボで、ネットワーク装置ベンダーであるエリクソンやLiveUと一緒に、さまざまな試験を行い実用上の課題を洗い出しました。
コベントリー大学のラボには、テレビカメラからスタジオまでを通したネットワーク全体を模擬するテストベッドを構築して、PoC（Proof of Concept）、つまり実証試験を行ったということです。
また、2023年4月には、普段から混雑しているロンドン市内のパディントン（Paddington）駅周辺で、戴冠式で想定しているようなネットワークスライスのパフォーマンスが十分に得られるか模擬検証もしました。
Neutral WirelessとBBCによるプライベートネットワークの利用
上記のボーダフォンとITNの取組みとは別に、英国でラジオ・テレビを一括運営する公共放送局であるBBC（British Broadcasting Corporation、英国放送協会）はNeutral Wirelessと組んで、戴冠式報道のための一時的なプライベート5Gネットワークを構築しました。
Neutral Wirelessは無線インフラの構築とサービス提供を中心にビジネスを展開しており、プライベートネットワークの構築も手掛けています。
以前に別のイベントでプライベートネットワークを構築した経験を活かし、BBC R&D（研究開発部門）がサポートして、一時的に5G SA方式のネットワークを構築しました。
英国では、日本のローカル5Gに相当するプライベートネットワークでの利用に特化した無線周波数が規定されています。
その中で、戴冠式においては3815MHz～3895MHzの80MHz帯域を使用するために、通信関連の規制機関であるOfcomから無線免許を取得しました。
この周波数を用いる5G無線基地局を、戴冠式の行列が進むバッキンガム宮殿からAdmiralty Archに至る約1.3kmのThe Mallと呼ばれる並木道沿いのエリアをカバーするように設置しました（先述の図1参照）。
図3に示すように、基地局は4つ設置してカバレッジを確保しました。ここでは、比較的低出力の無線信号を用いたこともあり、木の葉の影響などを最小化するためにアンテナの高さを十分に確保する必要がありました。
このプライベートネットワークは、BBCだけではなくITNやSkyといった英国の放送局、また海外の放送局も含めて計20社が利用しました。
ネットワークはテレビカメラの映像伝送専用に構築されたため、公衆モバイルネットワークの輻輳の影響を受けることはまったくありませんでした。
全体として、各地点で 1Gbps以上のスループットが得られた ため、多くのテレビカメラの映像を同時に5G無線でスタジオに送ることができました。実際には全体で約60台のテレビカメラがこのネットワークを利用しました。
テレビ映像中継は、図4に示すようにソニーなどのカメラが捉えた映像を、LiveUの映像配信装置および5G無線通信デバイスを介し、今回構築したプライベート5Gネットワークを通してスタジオに送られ、英国内および世界に配信されました。
個々の映像は4～5Mbps程度のHD画質で、5Gネットワーク上を伝送されました。ただし、一部についてはソニーのカメラから4Kの映像を55Mbpsの速度、低遅延で5Gネットワークを通してスタジオに送られました。
5Gによるライブ映像配信の特長
戴冠式でのテレビ映像中継のように、従来有線接続のテレビカメラを利用していたライブ映像中継にモバイル無線アクセスを用いる方式が日本を含めて世界的に広く利用されはじめています。
これにより、以下のようなさまざまなメリットがもたらされます。
- 現場でケーブルを引き回す手間がなくなり機動性が高まると同時に、撮影場所の自由度も飛躍的に高まる
- 現場の要員（crew）をテレビカメラ1台当たり、たとえば4人から1人に減らせる
- 現場へのアクセスのための衛星回線などを手配する手間がなくなり、また回線利用コストを削減できる可能性がある
- 映像をテレビカメラから直接スタジオに送ることにより、現場に派遣した中継車で映像編集するのではなく、スタジオで集中的に行うことで作業効率が上がり、コストも削減できる
- 自然災害や事故、小さなイベントの現場からのリアルタイムでのライブ映像配信などにも、短い準備時間で対応できる
このような特長があるため、今後モバイルネットワークを利用したリアルタイムの映像中継がますます広く利用されるようになると考えられます。
特に、5Gを利用することにより 4Kなどの高精細映像を低遅延で配送できるようになる と期待されます。
ネットワークスライシング vs. プライベートネットワーク
戴冠式では、ライブ映像配信のために公衆ネットワークの5Gでネットワークスライシングを利用する形態と、一時的にプライベートネットワークを構築する形態の両方が試みられました。
日本でも両方の可能性があることもあり、以下の表1にこれらの形態をいくつかの観点から比較しています。
品質保証の面では、特にテレビ映像中継などではコマ落ちなしなど高品質を保証したり、低遅延を実現したりすることが求められます。
両方の形態でこれは実現可能と考えられますが、特に無線資源の確保という点では考慮すべき面があります。
たとえば災害や事故の現場の映像中継などで、複数のテレビ局が同時に同じ現場を撮影したいとして、個別にネットワークスライスの設定を希望した場合、通信事業者は全局の要求を満たすことができないかもしれません。
一つのスライスを全局で共用することも考えられますが、その場合品質の保証は難しくなります。
コスト面では、一般に公衆ネットワークを利用するネットワークスライシングを利用するほうが、新たにプライベートネットワークを構築する場合よりも低く抑えられると思われます。
プライベートネットワークについては、基地局などの機器の設置に加えて無線免許を取得するためのコストなども考慮する必要があります。また、ネットワークを運用するためのコストも加わります。
ただし、戴冠式で見られたような一時的なネットワークではなく、スタジアムなどで定常的にネットワークを利用する場合には、初期コストこそ大きくなるものの運用コストは低く抑えられる可能性があります。
映像中継に限らず、今後さまざまな産業分野で地域限定のネットワークを利用するシーンが増えると考えられます。
そのようなケースにおいて、 ネットワークスライシングとプライベートネットワークのいずれを選ぶか というのは今後の重要な課題であり、上記のようにさまざまな観点から評価する必要があるでしょう。
通信と放送の融合
戴冠式では、モバイル通信を利用して放送用の映像素材を伝送しました。 テレビ放送に対して通信が補完的な役割を果たした と見ることができます。
広く通信と放送の融合という意味では、以前からさまざまな観点での議論が進められてきました。
特にモバイルネットワークを利用した放送サービスは重要なテーマであり、モバイル通信の標準化の中でもそのための仕様が規定されてきました。
また、欧州などでは放送業界と通信業界が共同で、5Gネットワークを利用した放送サービスに関わる検討を進めています。一部の国では、具体的に5Gおよび固定ブロードバンドを用いた放送サービス提供の準備が進められています。
日本でも、5Gネットワークを利用した通信サービスの提供の可能性など、通信と放送の融合に関わる議論が進むことを期待します。