なぜ新幹線の電波は悪い？

東京駅のひかりとのぞみ

電車、とくに新幹線は日本を代表する乗り物であり、諸国の要人やビジネスマンもたくさん乗車します。

旅客鉄道事業はJR各社が、沿線の通信事業はNTTやKDDIといった日本を代表する大企業が担当しています。

つまり、高速鉄道は日本の威信がかかっている乗り物ですから改善に取り組む際の優先順位が高いのです。

実際、通信会社の内部には通勤動線や乗り物からの電波状態を改善することに専念する部署があります。

しかし、そうは言っても「新幹線って料金は高い割に通信速度は遅いから不満」と思う乗客も多いでしょう。

新幹線の通信速度が遅いっていう不満はJRより通信キャリアに言うべきかも。

そこで今回は電車・新幹線やバスゆえの物理的な弱点と少しの改善策を解説します。

なぜ新幹線のWi-Fiは遅いのか【電車やバスゆえの事情】

以下の理由は抜本的な改善がなかなか難しいです。

乗り物内でのネット接続は大別すると、新幹線・一部特急や長距離バスの車内で使える共通フリーWi-Fiと（ギガ消費なし）、個人契約のモバイルデータ通信を使う場合とがあります（ギガ消費あり）。

どちらをとるかで事情はちょっと違いますが、共通しているところもあります。

N700S東海道山陽新幹線の車体側面ロゴ（SはSupremeの略）（Supremeは「最高」を意味する）

光回線・有線接続ではないから遅い

そもそもネット回線の中で通信速度が最も安定して速いのは、屋外に架かっている高速有線（光ファイバー）を建物内に取り込んで使う光回線です。

光回線は、自宅、オフィスビル、図書館、カフェなど固定的な場所ごとに契約・設置します。

携帯キャリアの基地局

しかし、電車・新幹線やバスは移動し続けていますから、有線を車内に直接的に取り込み続けることができません。

そこで電車やバスではモバイルデータ通信といって、携帯キャリアが建設・保有する基地局という施設を経由した無線接続となります。

ほかにも漏えいケーブル経由でも接続できるが、これも無線接続。

モバイルデータ通信は携帯キャリアの基地局の圏内である限り屋外でもネットに接続できますが、光回線よりも平均的な通信速度が遅いです。

これが電車や新幹線で通信速度が遅いことの一つの要因。

光回線の通信速度は速いですから、光回線に慣れている人がそれ以外の回線を使うとどうしても「遅い」と感じてしまいます。

フリーWi-Fiの事情：同時接続数が多いから

フリーWi-Fiは乗客の同時接続数が多い環境では混み合うため、通信速度は遅くなってしまいます。

たとえば新幹線は16～17両編成でそれなりに混雑しているなら1000名くらいの乗客が乗っています。

こんな状況で多くの人が新幹線のフリーWi-Fiに接続したら通信速度はどうしても遅くなってしまいます。

漏えい同軸ケーブルを使っていても遅い

高速走行中の車内の乗客がネット回線について安定して高い通信速度を出し続けるのは難しいです。

側壁上部には黒い漏えい同軸ケーブルが敷かれている

これに関して新幹線や一部特急の走行中に側壁や線路脇を見ると、上記のような黒くて太いケーブルが見えるはずです。

その黒いケーブルは漏えい同軸ケーブル（LCX）といって、ケーブル近くの外部に向かってネット接続の電波を放射する構造となっています。

要するに、漏えい同軸ケーブルの近くを走る電車はそれによってネット接続もできるわけ。

ほかにも線路近くのケーブル類としてはメタリックケーブルも使われています。

新幹線は高速走行しているだけあって高速安定のネット接続が難しいものの、それでも電波を発するケーブル類と基地局の2つでなんとか通信できるようにしているのです。

基地局をすべて5G対応にするのは難しい

「移動体通信なら線路脇や高速道路の全区間を5G対応にすればええやん」と思う人もいるでしょう。

確かに移動体通信は4G（第4世代移動通信システム）より5G（第5世代移動通信システム）のほうが速いです。

しかし、5Gを実現するには4Gよりも基地局を小さな半径ごとに設置しなければならないように莫大な費用がかかります。

上側は4G基地局の密度イメージ、下側は5G基地局の密度イメージ（1つ1つの円は1つの基地局がカバーできる範囲を意味する）

たとえば山手線（東京の環状線）のような乗客も周辺民も非常に多い区間なら基地局は5Gだらけでも割に合うでしょう。

しかし、沿線住民の少ない地方区間でも基地局をすべて5G対応にするのは無理があります。

山手線に乗ったときでも4Gと5Gを行き来しているよな。

5Gが不安定な場合は5Gを無効化して4Gだけを使うほうがまだ快適かもしれない。

高速で移動しているときほどハンドオーバーが難しい

さきほどの基地局の密度イメージをご覧ください。

電車やバスは走行しますから自分が使う基地局は次々と切り変わっていきます。これは徒歩や自転車でも同じ。

このように移動中に自分が使っている基地局が切り変わることを「ハンドオーバー」といいます。

ハンドオーバーは陸上競技のリレーのバトンパスのようなイメージ。

このハンドオーバーは、ユーザーが高速で動いているときほど技術的な難易度が上がります。高速移動だと対応する基地局は次々と変わるからです。

つまり、新幹線のような高速で動く乗り物はハンドオーバーが難しいわけ。

通信キャリアはハンドオーバーの改善を繰り返していますが、それでもユーザーとしては不満が残る区間もあるでしょう。

改善は具体的につぶやこう

通信会社の電波改善担当者はみんなの通信速度への不満を検索しているため「○○～○○の区間は○○キャリアの電波が悪い」とTwitterに投稿すると、ツイートを見つけてくれて実際に改善に向けて動いてくれたりします。

こういう不具合はなるべく具体的につぶやくほうが企業の担当者にとって参考になりますよ。

乗客も周辺住民も少ない区間だと割に合わなくて動いてくれないかも。

たまに新幹線に乗ると以前より電波が改善されている区間もあり感心する。

トンネル・山間部や駅構内では電波が弱い

新幹線にとって望ましい線路の形は、カーブ区間を少なくして、直線区間を多くすること。このほうが新幹線は速度を出しやすいからです。

日本は山岳地帯が多い地形ですから、直線区間を多くするとトンネル区間も多くなってしまいます。

カーブ区間を多くして山を回避すればトンネル区間を短くできるが、それだと列車の走行速度が遅くなる。

とくに東海道新幹線の小田原～三島、山陽新幹線の姫路～博多、九州新幹線の新八代～鹿児島中央、上越新幹線の高崎～長岡、北陸新幹線の高崎～富山、東北新幹線の那須塩原以北、北海道新幹線はトンネル率が高いですね。

大都市部では地上への線路敷設が難しいため、地下化されている区間も結構あります。

新幹線トンネルの中にも漏えい同軸ケーブルや基地局は整備・改善されていますが、それでもトンネルのような遮蔽空間では電波が弱まりがち。

駅についても電波をさえぎるモノがあったり、混雑が激しいと電波状態は悪くなります。