衛星電話

衛星電話、衛星電話、またはサットフォンは、携帯電話のように地上のセルサイトではなく、地球を周回する衛星を介して無線リンクで他の電話または電話ネットワークに接続するタイプの携帯電話です。したがって、空が開けていて、電話と衛星の間に見通し線がある限り、地球上のほとんどの地理的な場所で機能します。特定のシステムのアーキテクチャに応じて、カバレッジは地球全体または特定の地域のみを含む場合があります。衛星電話は、地上の携帯電話と同様の機能を提供します。ほとんどのシステムで、音声通話、テキストメッセージ、および低帯域幅のインターネットアクセスがサポートされています。衛星電話の利点は、固定電話や携帯電話ネットワークなどのローカルの地上通信インフラストラクチャが利用できない地域でも使用できることです。

衛星電話は、ハイキング、狩猟、釣り、ボート旅行などの信頼できる携帯電話サービスがない遠隔地への遠征や、鉱山や海上輸送などのビジネス目的で人気があります。^{[1]衛星電話は、地球上の自然災害や戦争などの人間の行為によって中断されることはほとんどないため、地元の通信システムが危険にさらされている緊急時や人道的状況では、}信頼できる通信ツールであることが証明されています。^[2]

携帯端末は端末とも呼ばれ、多種多様である。初期の衛星電話端末は、1980年代後半または1990年代前半の携帯電話と同程度の大きさと重さであったが、通常は大きな格納式アンテナを備えていた。最近の衛星電話は通常の携帯電話とサイズが似ているが、プロトタイプの衛星電話の中には通常のスマートフォンと区別がつかないものもある。^{[3] [4]}

船上で使用されるような固定設備には、大型で頑丈なラックマウント型電子機器や、頭上の衛星を自動的に追跡するマスト上の可動式マイクロ波アンテナが含まれる場合があります。BGANやVSATなどの双方向衛星ブロードバンドサービスでVoIP を使用する小規模な設備では、レジャー船の所有者がコストを負担できる範囲に抑えることができます。インターネット サービス衛星電話は屋内では受信状態が悪いことで有名ですが、窓の近くや建物の最上階の屋根が十分に薄い場合は、安定した信号を受信できる可能性があります。電話には、車両や建物に設置できる外部アンテナ用のコネクタがあります。このシステムでは、地上の携帯電話システムと同様に、中継器を使用することもできます。

2020 年代初頭、さまざまなメーカーが、信頼性の高い地上ネットワークがない遠隔地での使用を目的に、従来の携帯電話に衛星メッセージ接続と衛星緊急サービスを統合し始めました。

最初の衛星中継電話通話は、1958年末にパイオニア1号による最初の中継テストとSCOREによる最初の放送が行われ、その年の初めにスプートニク1号が史上初の衛星となった後、宇宙時代の初期に実現しました。

MARISATは最初の移動通信衛星であり、最終的には1979年に設立された最初の民営衛星通信INMARSAT組織によって運用されました。^[5]

衛星電話システムは、地球上空 35,786 キロメートル (22,236 マイル) の高静止軌道にある衛星を使用するシステムと、地球上空 640 ～ 1,120 キロメートル (400 ～ 700 マイル) の低軌道(LEO) にある衛星を使用するシステムの 2 種類に分類できます。

一部の衛星電話は、静止軌道（GSO）上の衛星を使用します。静止軌道は、空の固定位置に現れます。これらのシステムは、わずか3基または4基の衛星でほぼ連続的に地球規模のカバレッジを維持できるため、打ち上げコストを削減できます。これらのシステムに使用される衛星は非常に重く（約5000 kg）、製造と打ち上げに費用がかかります。衛星は地球表面から35,786キロメートル（22,236マイル）の高度を周回します。ユーザーとの距離が大きいため、電話をかけたりデータサービスを利用したりすると、顕著な遅延が発生します。これらのシステムで使用できる帯域幅の量は、低軌道システムよりも大幅に高く、3つのアクティブなシステムはすべて、ラップトップサイズの端末を使用して、60〜512 kbps（キロビット/秒）の速度でポータブル衛星インターネットを提供します。

静止衛星電話は、一般的に赤道の北 70 度から南 70 度までの低緯度でのみ使用できます。高緯度では、衛星が空に非常に低い角度で現れるため、同じ周波数帯域の地上の電波源からの無線周波数干渉が信号に干渉する可能性があります。

静止衛星システムのもう 1 つの欠点は、多くの地域で (広い空がある場所でも)、電話と衛星の間の見通しが急峻な丘や森林などの障害物によって遮られることです。ユーザーは、電話を使用する前に見通しのある場所を見つける必要があります。これは LEO サービスには当てはまりません。障害物によって信号が遮られても、別の衛星が頭上を通過するまで数分間待つことができますが、GSO 衛星では見通しが失われると通話が切断される可能性があります。

• ACeS : かつてインドネシアを拠点とした小規模地域通信事業者で、単一の衛星を使用して東アジア、南アジア、東南アジアで音声およびデータ サービスを提供していました。2014 年に事業を停止しました。
• インマルサット: 1979 年に設立された英国企業で、最も古い衛星電話事業者です。当初は船舶用の大型固定設備を提供していましたが、最近 ACeS との合弁事業で携帯電話市場に参入しました。同社は 11 基の衛星を運用しています。極地を除く地球のほとんどの地域でサービスが利用可能です。
• Thuraya : 1997 年に設立され、アラブ首長国連邦に拠点を置く Thuraya の衛星は、ヨーロッパ、アフリカ、中東、アジア、オーストラリア全域をカバーしています。
• MSAT / SkyTerra : インマルサットと同様の機器を使用するアメリカの衛星電話会社。南北アメリカで、 Thurayaと同様の携帯端末を使用したサービスを開始する予定。
• Terrestar :北米向け衛星電話システム。
• ICO Global Communications : 単一の静止衛星を打ち上げたが、まだ稼働していないアメリカの衛星電話会社。
• 天通：中国の衛星電話システムは、中国とその周辺地域、中東、アフリカなどの関連地域、および太平洋とインド洋の大部分の地域のユーザーに衛星電話とショートメッセージの送受信機能を提供することが計画されています。

衛星電話は、低軌道 (LEO) の衛星を利用する場合があります。その利点には、途切れることなく世界中にワイヤレス カバレッジを提供できる可能性があることが含まれます。LEO 衛星は、地球の周りを高速低高度軌道で周回し、周回時間は 70 ～ 100 分、高度は 640 ～ 1,120 キロメートル (400 ～ 700 マイル) です。衛星は静止していないため、地上に対して移動します。どの衛星も電話機の視界に入るのは短時間だけなので、衛星が地平線を越​​えると、通話は別の衛星に電子的に「引き継がれる」必要があります。衛星と端末の両方の位置によって異なりますが、個々の LEO 衛星の使用可能な通過時間は、通常平均 4 ～ 15 分です。^[6]カバレッジを保証するには、常に少なくとも 1 つの衛星がすべてのカバレッジ エリアに見通し線を持っている必要があります。したがって、世界規模のカバレッジを維持するには、通常 40 ～ 70 の衛星群が必要です。

• Globalstar : 48 基のアクティブな衛星を使用して、世界の陸地のほとんどをカバーするネットワーク。ただし、衛星は地球局ゲートウェイの範囲内にある必要があるため、地球表面の多くの領域はカバーされません。衛星は 52 度の傾斜軌道を飛行するため、極地はカバーされません。このネットワークは 2000 年 2 月に完全な商用サービスを開始しました。第 2 世代の衛星群は、24 基の低軌道 (LEO) 衛星で構成されています。第 2 世代の衛星群の打ち上げは 2013 年 2 月 6 日に完了しました。
• イリジウム：極軌道上で66機の衛星を運用するネットワークで、地球上のあらゆる場所をカバーしていると主張している。衛星間では無線クロスリンクが使用され、地球局に接続した最も近い衛星にデータが中継される。^[7]商用サービスは1998年11月に開始され、1999年8月に連邦破産法第11章に基づいて破産した。 ^[8] 2001年にイリジウム衛星LLCによってサービスが再開された。通信衛星の第2世代コンステレーションであるイリジウムNEXTは、2019年1月11日に完成した。

両システムは米国を拠点とし、1990年代後半に開始されたが、開始費用を賄うのに十分な加入者を獲得できず、すぐに破産した。現在は、資産を当初の費用の数分の1で購入した新しい所有者によって運営されており、両システムとも、より高い帯域幅をサポートする代替衛星群の打ち上げを計画している。現在のネットワークのデータ速度は、衛星端末を使用して2200～9600ビット/秒である。

3つ目のシステムは2022年に発表され、T-Mobile USとSpaceXは、2022年後半に軌道への打ち上げが開始される予定のStarlink第2世代（Gen2）衛星に衛星セルラーサービスを追加するための提携を発表しました。このサービスは、T-Mobileが所有する既存の中帯域PCSスペクトルを使用して、米国全土でデッドゾーン携帯電話カバレッジを提供することを目的としています。 ^{[9]セルカバレッジは}メッセージングから始まり、後に音声および限定的なデータサービスに拡大され、2023年にテストが開始されます。既存のPCSスペクトルを使用する低軌道のStarlink Gen2衛星により、T-Mobileは、通信遅延が長い静止軌道衛星に接続するために特殊な無線を使用していた以前の市場の衛星電話とは異なり、通常の携帯電話を衛星に接続できるようにすることを計画しています。^[10] T-Mobileは、他国の携帯電話事業者がSpaceXとの提携を通じてローミングサービスを交換したい場合、このサービスを世界規模で拡大することを提案しており、他の通信事業者は各国の規制当局と協力してミッドバンド通信着陸権を各国ごとに認めている。帯域幅は、非常に広い携帯電話カバレッジエリアに広がる約2～4メガビット/秒に制限され、エリア内で数千の音声通話または数百万のテキストメッセージが同時に処理される。単一のカバレッジエリアの規模はまだ指定されていない。^[10]

LEOシステムは、衛星からのドップラー航法を使用して移動体の位置を追跡する機能を備えています。 ^{[11]しかし、この方法は数十キロメートルの誤差が生じる可能性があります。一部のイリジウムハードウェアでは、} ATコマンドを使用して座標を抽出できますが、最近のグローバルスターハンドセットでは画面に表示されます。^[12]

ほとんどの VSAT 端末は、AT コマンドを使用して現場で再プログラムすることができ、GPS 座標の自動取得をバイパスし、代わりに手動で挿入された GPS 座標を受け入れることができます。

衛星電話には通常、特別な国番号の番号が発行されます。

インマルサット衛星電話には+870というコードが付与されます。過去には、異なる衛星に国コードが追加されていましたが、2008年末に+871から+874のコードは段階的に廃止され、端末がどの衛星に登録されているかに関係なく、インマルサットユーザーには同じ国コードが付与されるようになりました。^[13]

廃止されたシステムも含め、低軌道システムには、国際電気通信連合のグローバル移動衛星システムの仮想国コード +881 の番号範囲が割り当てられています。イリジウム衛星電話には、コード +881 6 と +881 7 が発行されます。Globalstar には +881 8 と +881 9 が割り当てられていますが、ブラジルにあるサービス再販業者を除き、米国の電話番号を使用します。ブラジルにあるサービス再販業者は +881 範囲を使用します。

小規模な地域衛星電話ネットワークには、「国際ネットワーク」用に指定された +882 コードの番号が割り当てられていますが、これは衛星電話ネットワーク専用ではありません。

Thuraya、Iridium、Globalstarネットワークの中古端末は約200ドルで入手可能だが、最新の端末はかなり高価だ。2001年に発売されたIridium 9505Aは、2010年3月に1,000ドル以上で販売された。^[14]衛星電話は特定のネットワーク専用に作られており、他のネットワークに切り替えることはできない。端末の価格はネットワークのパフォーマンスによって異なる。衛星電話プロバイダーがネットワークに問題を抱えると端末の価格は下がり、新しい衛星が打ち上げられると価格が上がる。同様に、通話料金が下がると端末の価格は上がる。

最も高価な衛星電話はBGAN端末で、数千ドルかかるものも多い。^{[15] [16]}これらの電話は約0.5Mbit/sのインターネットと音声通信を提供する。衛星電話は、後払い契約を結ぶとプロバイダーから補助金が出ることもあるが、補助金は通常数百ドル以下である。

ほとんどの衛星電話はライセンスに基づいて製造されるか、端末の製造がOEMに委託されているため、通信事業者は販売価格に大きな影響力を持っています。衛星ネットワークは独自のプロトコルに基づいて動作するため、メーカーが独自に端末を製造することは困難です。

あるスタートアップ企業は、衛星に標準的な携帯電話技術を採用し、安価な携帯電話から衛星に低帯域幅のテキストメッセージを送信できるようにすることを提案している。^[17]

衛星電話からの音声通話料金は1分あたり約0.15ドルから2ドルですが、固定電話や通常の携帯電話からの通話はより高額です。データ通信（特にブロードバンドデータ）の料金ははるかに高くなります。固定電話や携帯電話からの料金は1分あたり3ドルから14ドルで、イリジウム、スラーヤ^[18]、インマルサットは通話料金が最も高いネットワークです。特別なリバースチャージサービス経由で呼び出されない限り、通話の受信者は料金を支払う必要はありません。

異なる衛星電話ネットワーク間の通話は、通話料金が 1 分あたり最大 15 ドルと、非常に高額になることがよくあります。

衛星電話から固定電話への通話は、特別オファーを利用しない限り、通常 1 分あたり 0.80 ドルから 1.50 ドル程度です。このようなプロモーションは通常、トラフィックが少ない特定の地域に限定されています。

ほとんどの衛星電話ネットワークにはプリペイドプランがあり、バウチャーの金額は 100 ドルから 5,000 ドルの範囲です。

一部の衛星電話ネットワークでは、屋内などの電波の届かないエリアにいるユーザーに着信を知らせる一方向のページング チャネルを提供しています。衛星電話で通知を受信した場合、通話を受け入れるには、電波の届きやすいエリアに移動する必要があります。

Globalstar は、通常、資産追跡に使用される一方向データ アップリンク サービスを提供します。

Iridium は、通話アラート機能に加え、 片方向ポケベルサービスも運営しています。

一部の国では、衛星電話の所持は違法です。^[19]衛星電話の信号は通常、現地の通信システムを迂回し、検閲や盗聴を阻止します。そのため、一部の諜報機関は衛星電話がテロ活動を助けていると考えています。^[20]また、抑圧的な政権を持つ国では、国内の破壊工作員を摘発し、国境を越える情報を最大限に制御する手段として、規制が敷かれることもよくあります。^[21]

• 中国 – インマルサットは2016年に衛星電話の販売を許可された最初の企業となった。^[22] 中国電信は2018年に衛星電話の販売を開始し^[23]、その後まもなく他の6つの衛星電話会社も中国市場参入に関心を示した。^[24]
• キューバ^{[25] [26]}
• インド – インドの管轄下にある領土および地域では、インマルサットベースの衛星サービスのみが許可されています。ThurayaやIridiumを含む他のすべての衛星サービスの輸入と運用は違法です。^[27]国際海運は、Thuraya、Iridium、およびその他の同様の衛星電話のインド領海への無許可の輸入と運用を禁止するインド海運総局（DGS）命令第02号2012年に従う義務があります。この趣旨の法律は、インド無線法第6条およびインド電信法第20条です。インド領土での衛星通信サービスには、インド電気通信省（DOT）が発行する国際長距離（ILD）ライセンスと無異議証明書（NOC）が必須です。^{[28] [29] [30] [31]}
• モーリシャス – 2022年に情報通信庁が衛星電話の所有と使用の規制を開始しました。^[32]
• ミャンマー^[33]
• 北朝鮮^[34] - 米国外交保安局は、訪問者に対し「北朝鮮ではプライバシーの権利はなく、通信は監視されていると想定すべき」と勧告しており^[35]、衛星電話技術の可能性は排除されている。
• ロシア – 2012年に、ロシア政府が通話を傍受できるようにすることでテロと戦うという明確な目的を掲げ、ロシア国内またはその領土内での衛星電話の使用を規制する新しい規制が策定されました。^[36]これらの規制により、ロシア国外の訪問者は、SIMカードを登録して最大6か月間ロシア領土内で使用できるようになりました。

現代の衛星電話ネットワークはすべて、盗聴を防ぐために音声トラフィックを暗号化しています。2012年に、セキュリティ研究者 のチームが、使用されている2つの主要な独自の暗号化アルゴリズムをリバースエンジニアリングしました。 ^[37] 1つのアルゴリズム（GMR-1電話で使用）は、 GSM （一般的な携帯電話で使用）で使用されるA5/2アルゴリズムのバリエーションであり、どちらも暗号文のみの攻撃に対して脆弱です。GMR-2標準では、同じ研究チームが暗号解読にも成功した新しい暗号化アルゴリズムが導入されました。したがって、衛星電話を高セキュリティアプリケーションで使用する場合は、追加の暗号化が必要です。

携帯電話ネットワークのほとんどは、平常時にはほぼ満杯の状態だが、広範囲にわたる緊急事態によって通話量が急増すると、最も必要な時にシステムが過負荷になることが多い。メディアで報じられたこのような事例には、1999年のイズミット地震、9月11日の同時多発テロ、2006年のキホロ湾地震、2003年の北東部停電、ハリケーン・カトリーナ、^[38] 2007年のミネソタ州の橋の崩落、2010年のチリ地震、2010年のハイチ地震などがある。記者やジャーナリストは、イラクなどの戦場での出来事について通信や報道を行うために衛星電話を使用している。

地上の携帯電話のアンテナとネットワークは、自然災害によって損傷を受ける可能性があります。衛星電話はこの問題を回避でき、自然災害時に役立ちます。衛星電話ネットワーク自体は、衛星とスポット ビームが比較的少ない音声チャネルで広いエリアをカバーするため、混雑しがちです。

2020年代初頭、メーカーは携帯電話ネットワークの範囲外の遠隔地での使用のために、スマートフォンデバイスに衛星接続を統合し始めました。^{[39] [40]}衛星から電話へのサービスは、ほとんどの最新の携帯電話と互換性のあるLバンド周波数を使用します。 ^{[41] [42]}ただし、従来の携帯電話のアンテナの制限により、実装の初期段階では、衛星接続は衛星メッセージングと衛星緊急サービスに限定されています。^{[43] [44]}

2022年、Apple iPhone 14は、 Globalstar衛星経由での緊急テキストメッセージの送信のサポートを開始しました。^[45] 2023年、Apple iPhone 15は、米国での路上サービスとの衛星通信を追加しました。^{[46] 2022年、T-Mobileは、既存の}LTEスペクトル経由でStarlinkサービスを利用するためのパートナーシップを結び、2024年後半に予定されています。^{[47] [48] [49] [50]} 2022年、AST SpaceMobileは、3GPP標準ベースのセルラー宇宙ネットワークの構築を開始し、既存の改造されていないスマートフォンがカバレッジギャップのあるエリアの衛星に接続できるようにしました。 ^{[51] [52]} 2023年、Qualcommは、 Snapdragon 8 Gen 2チップセットから始まるサポートされている携帯電話が5G 非地上ネットワーク（NTN）経由でテキストメッセージを送受信できるようにするサービスであるSnapdragon Satelliteを発表しました。^[53] 2024年にイリジウムは、イリジウムの既存の低軌道衛星で利用される5G非地上ネットワーク向けのNB-IoTを介してサポートされる標準ベースの衛星から携帯電話へのサービスであるプロジェクトスターダストを導入しました。2026年に開始予定のこのサービスは、車、スマートフォン、タブレットなどのデバイスや関連する消費者向けアプリケーションにメッセージング、緊急通信、IoTを提供します。^{[54] [55]}

• ブロードバンド グローバル エリア ネットワーク(BGAN)
• 移動衛星サービス
• 衛星インターネット
• 通信

ウィキメディア・コモンズには、衛星電話に関連するメディアがあります。

• サリー大学 2007年7月10日アーカイブ、Wayback Machineページ、現在計画中のものや廃止された提案（Teledesic（非商用）など）を含むいくつかの衛星システムに関する情報
• 衛星電話に関する FAQ (衛星電話サービスと機器のレビュー、非営利)
• 衛星移動システムアーキテクチャ（技術）
• GlobalCom のハンドヘルド衛星電話の歴史 (2018)