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今こそ考える「GNSSに頼らない時刻同期」 エンドからモバイルコアまで高精度に

提供◎株式会社東陽テクニカ 2021.11.24

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5Gモバイル通信、金融取引、防衛、そして産業用ロボットと高精度な時刻同期が不可欠な現場が増えている。そこで求められるのが「GNSSだけに頼らない時刻同期」だ。スイスのクロック専業ベンダー、Oscilloquartz製品でエンドからモバイルコアまで高精度な時刻同期を提案する東陽テクニカに、その実現法を聞いた。


私たちの生活を支える社会インフラの多くは、高精度な時刻同期によって成り立っている。しかも、その安定運用・安全管理、品質の担保のために、求められる精度は年々高まっている。

代表例が、ミリ秒単位以下で自動売買を繰り返す高頻度取引(HFT)だ。この領域では、AIや深層学習の活用が進んでおり、その演算処理能力に対応する高精度な時刻同期が不可欠だ。欧州連合(EU)が2018年1月に施行した新規制「MiFIDⅡ」は、少なくともマイクロ秒の精度を要求しており、米国で証券会社の行動を監視・規制するFINRAもマイクロ秒の精度を求めている。

日本も例外とは言えない。東陽テクニカ 情報通信システムソリューション部部長の徳道宏昭氏は、「国内やアジアでも今後、同様の規制が設けられる可能性がある」と予想。同部係長の松﨑紀比古氏も、「各トランザクションの時間は年々短くなり、その前後関係の管理が難しくなっている。しかも、取引はインターネットを使えば世界の至る所で可能。取引の正当性、透明性のためには規則が不可欠だ」と続ける。

防衛システムも同様だ。例えば安全な場所でミサイルを撃ち落とすには、正確で高精度な時刻同期が必須になる。

そして今後、「最も時刻同期がホットになる分野」(徳道氏)が5Gネットワークである。そこで求められるのは、100ナノ秒(ns)以下という極めて高い精度。このレベルの同期が運用できなければ、5Gの特徴であるリアルタイム性、低遅延が損なわれることになる。

 

東陽テクニカ 情報通信システムソリューション部 部長の徳道宏昭氏(右)と、係長の松﨑紀比古氏
東陽テクニカ 情報通信システムソリューション部 部長の徳道宏昭氏(右)と、係長の松﨑紀比古氏

 

「GNSSは安全」は神話に過ぎない 脆弱性対策が必要な3つの理由どのようにして正確な時刻を得れば良いのか。現在、一般的な方法として採用されているのがGNSSだ。GNSSは、米国のGPSや露GLONASS、EUのGalileo、日本の準天頂衛星(QZSS)等を使った衛星測位システムの総称。その安全性に疑いを持つ人は少ないが、徳道氏によれば「脆弱性がある」。GNSSの信頼性は「神話に過ぎない」とする理由は次の通りだ。

第1に、GNSS衛星の高度は約2万kmであるため、地表には微弱な信号しか届かず、ジャミング(電波妨害)に弱い。第2に、GNSS信号はカーナビなど民間サービスで利用できるようにするため暗号化されていない。「なりすまし攻撃や時刻情報の改ざんが容易にできてしまう」のだ。加えて、民間が利用できる衛星が限られることもあって、GNSS専用アンテナが衛星を捕捉できない時間帯が存在する。

第3の理由は、アンテナ設置の困難さだ。「設置場所の確保や工事の手間、費用負担が大きい」と松﨑氏。散雷等の外的障害要因の影響も受けやすく、信号が受信できなくなるリスクを排除できない。こうしたリスクが放置されているうえ、「GNSSの脆弱性をついた攻撃は年々増えている。高精度な時刻同期が必要なシステムにおいては、対策は不可欠だ」(徳道氏)。
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