LED通信事業プロジェクト　エンジニアブログ

【社内雑談】大阪万博で輻輳を考える

記事更新日 2025年5月27日

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はじめに

今日は、大阪万博（EXPO 2025 大阪・関西万博）の話です。といっても、もちろんパビリオンの話ではありません。このブログで取り上げるのですから、通信関係の話です。

一日10万人以上、最大20万人以上集めると言われている大阪万博。日本では15年ぶりの万博になるのですが、その時と大きく変わったのが「スマートフォンの普及」。今は、チケット購入も、チケットの表示も、パビリオンの予約も、すべてスマホを介して行うようになりました。そのため、会場内で「通信ができない」というのは許されません。

じゃあ、基地局が建っていればスマートフォンが使えるのか？といえばそうではありません。様々な制限があって、電波が来ていても通信ができないという状況が起こり得ます。そのことを、通信用語で「輻輳」と呼びます。今回は、大阪万博に触れつつ、輻輳というものを話題にしたいと考えております。

いつものことですが、このブログは個人の見解で、会社としての方針では決してありません。個人が勝手に書いているものだとしてお読みください。尚、各企業・団体の敬称は省略させていただきます。

万博の定義

社員A（以下A）： ゴールデンウィークに、Bさんは万博に行かれてたんですよね？

社員B（以下B）： そうそう。大阪での万博開催が決まったときから、絶対行こうと決めていたよ。娘に見せたかったからね。だってさ、万博が、少なくとも娘が子供のうちに、日本で開催されることはないわけでしょ？貴重な経験になるはずだよ。

A： あれ、そうですか？我が社の最寄りである鴨居駅に、2027年に万博が開催されるという看板が立ててありましたよ？

B： 私も、この大阪万博が決定したときに調べて知ったんだけど、万博には、登録博と認定博という2種類あるようなんだ。かつては一般博と特別博と呼んでいたらしい。一般と特別という名称通り、特定テーマがないのが一般博、今の登録博で、テーマがあるのが特別博、今の認定博とのことだ。そして、今やっている大阪万博は登録博で、1985年のつくば万博は、国際科学技術博覧会ということで、認定博。2005年の愛知の愛・地球博はテーマがないので登録博。2027年横浜で開催予定の万博は、国際園芸博覧会だから認定博になるね。

私が当面無いと言っているのは、やはり規模の大きい登録博のことだ。1985年のつくば万博も、日本が超好景気だったこともあり非常に盛大に行われたと記憶しているけど、それは日本の国内パビリオンが元気だっただけで、参加国数にすると48カ国しかなかったんだ。今の万博が158の国と地域だから、やっぱり登録博は特別な存在なんだよね。

A： なるほど、そんな違いがあったんですね。

B： ちなみに、日本で開催された登録博には、1970年前回の大阪と、2005年愛知の愛・地球博があり、今回で3回目となるよ。

A： なんか、それを聞くと凄いことの様に思えますね。

B： いや、実際凄いんだよ。それだけの国の展示があって、それだけの国の文化を垣間見えるんだから、特別な経験になる。娘にそれを体験してほしいというのは、親としては当然だよ！！

A： わかりました、大阪万博が凄いのはわかりましたから、そんなに興奮しなくても。

B： 実際、いまの日本の状況を鑑みると、残念ながら次に登録博が日本で行われるのはいつになるかわからないからね。私が生きているうちは無いかもしれない。だから、行ける人は行った方が良いと思うよ、ほんと。

通信事情

A： さて、本題ですが、大阪万博の通信状況はいかがでしたか？初日に、万博入場用のバーコードを表示しようにも、携帯電話の通信ができなくて表示に時間がかかり、それが原因で長蛇の列になったというニュースがありましたが？

B： その結果が、これだ。

A： よく見ると、ドコモから楽天まで4社全社いますね。各社の移動基地局、勢揃い。

B： これは、入場ゲート付近。入場前に待たされるスペースで撮った写真。あまりに壮観だったから、娘を妻に預けて思わず写真を撮ってしまったよ。

A： 仕事を忘れて、ちゃんと家族サービスしてください。

B： 万博には東ゲートと西ゲートの2つの入り口があって、この写真は東ゲートの写真だ。東ゲートは地下鉄の夢洲（ゆめしま）駅がある方だから、人は圧倒的に東ゲートの方が多い。西ゲートはバスとか自家用車用だね。西ゲートが空いているとはわかっているんだけど、普通は地下鉄で来るはずだから、どうしても東ゲートに人が溜まる。なんといっても、夢洲駅はうちの会社の支店がある本町（ほんまち）駅から一本で来れる、交通の便の良い駅だからね。

A： いやいや、うちの会社から近いのと、利便性は関係無いですよね？　そもそも、我々関東人ですし。

B： ほら、本町は新大阪駅から御堂筋線で一本だし・・・　USJのホテル群からだと、JRの弁天町の方へは回らずに、ユニバーサルシティから下って桜島駅まで行って、そこからのシャトルバスが便利らしいよ。西ゲートの方が空いているというのもあるからね。ただし、シャトルバスは予約制だったりするので注意してね！

A： そんな、関東人による素人の適当な地理情報は要らないです。これを読んでいる皆様は、ちゃんとした情報を参考にして下さいね！

B： とにかく、上の写真の通りだったので、東ゲートで通信できないってことはなかったよ。おそらく、万博内でのイベント用とかに移動基地局自体は事前に準備していたと思うんだけど、残念ながら今は東ゲートに貼り付けだ。

もっとも、我が家は通信できないことを想定して、バーコード画面のキャプチャーも撮ったし、最悪のケースも想定して、紙にも印刷しておいたけどね。報道のおかげで、そうした人が多かったんじゃないかな？

A： じゃあ、会場内の通信状況はどうだったんですか？

B： 会場内は、全く問題なかったよ。だって、会場内にコン柱局や鋼管柱局^※1が立っていたからね。会場の中の方は、最初から無線設計されて基地局が建てられていたみたいだ。そもそも、万博会場って、ディズニーランドやUSJのような統一された夢の世界って訳じゃなくて、変な構造、色の建物が集まる雑多な空間だから、基地局に特別な偽装をする必要も無いし、場所の自由度もテーマパークと比べ高いはず。万博でも、一応照明装置と同じ茶色には塗られていたけど、隠すという感じでも無かったし。

A： なるほど。確かに、ディズニーランドで基地局が見えちゃうと興ざめですが、万博会場に基地局があっても何とも思わないですしね。

輻輳

B： まあ、こういうイベント空間で問題となるのは電波が届かないことじゃなくて、輻輳だからね。東ゲート付近も元々電波は届いていたのだと思うし、普通に列が流れていれば設計上は問題ないはずだったんだと思う。携帯電話事業者が予想するよりも、ゲートに人が滞留してしまって、その結果、輻輳してしまったんじゃないかな？

A： なるほど、って、私はわかりますが、もしかしたら"輻輳"という単語に馴染みがない方もいらっしゃるかもしれないので、輻輳について説明をお願いしても良いですか？

B： 了解。輻輳（ふくそう）は国語辞書だと「物事が一か所に同時に集中してこみあうこと」とある。電話用語であれば、通信が集中して、正常な通信ができなくなることを指す。携帯電話であれば、発着信できない状態になる、と考えてくれれば良いかな。まったく発着信できない状態になることもあるし、発着信できても、通信がめちゃくちゃ遅い、という場合もある。

A： 要するに、通信が渋滞しているっていう状態ですね。

B： 全てパケット通信になった今の携帯電話であれば、そう言っていいかな。けどね、昔の携帯電話の輻輳って、もっと違う意味を持っていたんだよ。

A： そうなんですか？説明して貰えますか？

B： まず、輻輳にも種類、段階がある、ということを説明しておこう。

A： 段階ですか。

B： 輻輳の第一段階は、基地局の同時最大接続数の上限に当たること。文字通り最大接続数だから、これ以上は接続できなくて繋がらないってことね。

A： え、最大同時接続数でひっかかることなんてあるんですか？

B： 5Gの基地局って、CU-DU-RUの3つに分かれているよね。vRANの話でも出てきたと思うけど。

A： はい。CU-DUが汎用コンピューターで、RUが無線機というやつですね。

B： その内のCUというのが、呼処理、つまりは「基地局とUEの無線接続の管理」を担当するんだけど、そこの性能の上限によって、輻輳が発生することがある。

A： なるほど。CUの問題なんですね。

B： その問題も2つのタイプがある。一つはハードウエア的な上限で最大接続数が決まっている場合。ハードウエア的に上限が来ると、繋がらなくなるし、繋がっている通信も自動で切られたりする場合がある。

そして、もう一つは、CUに対するライセンスで制限がかかっている場合。ハードウエア的には余裕があっても、ライセンスの制限で繋がらなくなる。

A： ライセンスですか？

B： 最大接続数がライセンスで決まっているって、一般のアプリでもよくあるでしょ？最大ユーザー数みたいなやつ。アレの基地局版だ。この考え方はかなり昔からあったけど、特に現在は、基地局自体がソフトウエア化したので、接続数とか最大速度とかをライセンスで縛らないと、一つのソフトウエアで無限に使えちゃうからね。

A： 確かに。vRANになれば、ハードがただのサーバーになって、本体はソフトウエアになるのだから、メーカーとしてはライセンス形式みたいのでで縛らないと、稼ぐ手段が減りますね。

B： ただ、この状態の輻輳なら、まだ基地局のコントロールが効いているって事だから、救いがある状態なんだよ。

A： そうなんですか？繋がらないってことは、すでに大ダメージのような気がします。

B： さらに悪くなると、ランダムアクセスが集中して衝突を繰り返し、無線的に接続が難しくなる。こうなると、基地局側で受信出来たときだけ、運良くたまに繋がるという状況になるかな。

ランダムアクセスいうのは、端末が接続を試みるときに出す電波のことだ。接続した後は、基地局が細かく各端末の送信の時間を決めるから全く問題はない。だけど、端末と基地局が繋がっていない状態からの最初の接続時は、基地局ではコントロールできない。だから、ランダムアクセスという手順を使って送信を試みるんだけど、これが他の端末とタイミングが合って同時になってしまうと、「衝突（collision）」となって、基地局まで届かないんだよね。結果、アクセス失敗となる。

この衝突、通常はあまり発生しない様に設定がしてあるんだけど、一度に多くの端末が接続を試みると、確率的に衝突が発生するのは防げない。しかも、一度衝突し出すと、繋がるまで何度も何度も接続を試みるようになるから、倍々でランダムアクセスが増えて、衝突の数が増えていくっていう負のスパイラルに陥る。飲み屋とかで、客が少ないうちは小声でも会話できるけど、人が増えて周囲が騒がしくなってくると、それに釣られてみんな話し声がどんどん大きくなるのに似ている、といえばわかりやすいかな？

A： それは、マズい状況ですね。何とかならないんですか？

B： 携帯電話の仕組みとしては、衝突したら一定時間ランダムアクセスしないという仕組みがあるにはあるんだけど、一定以上端末数が増えてしまうと、そういう仕掛けも、もはや関係無くなってしまうんだよね。もっとも、最近は周波数が上がってセル面積が小さくなったために、1セルあたりの端末数が減り、この手の輻輳は発生しにくくはなった。

それでも、大きなセルではまだこの輻輳が発生する可能性がある。というのも、この現象は「普段人がいないから大きなセルでカバーしている場所に、急激に人が集まるとき」に起きやすいんだよね。これにバッチリ該当するのが、花火大会。花火大会が、一番携帯電話の不得手とする状況と言っていい。もしかしたら、万博の東ゲートでは、事業者によってはこの花火レベルまで達していた可能性があるね。

イベントだけじゃなく、都心部とかの人が多い場所で時間によって接続しにくくなったりとかもある。日本では各事業者がすぐに対処するんで、そこまでひどい場所は多くないけど、携帯後進国だと「特定地域は夕方に毎日繋がらなくなる」という状況が放置されている、というケースを聞くよね。

A： そうですか。都市部とかじゃ無くて、花火大会のように本当に一時的な問題の時は、どうやって対応するんですか？あらかじめ予定は決まっているから、事前に対処はできると思うんですけど。やっぱり、冒頭の写真のような移動基地局を使うんですか？

B： 花火は短時間だから、大曲^※2とか、隅田川とかの規模の大きい花火大会以外、移動基地局までは使わない。じゃあどうするかっていうと、普通の花火大会で輻輳を防ぐために使われる方法は、通信規制を掛けるってこと。その地域にいる端末によるランダムアクセスを制御して、自由に電波を出せないようにする。具体的には、端末のアクセス許可の確率を下げたり、そもそも禁止したり、そんな感じのことを行う。

A： 確かに、アクセスされなければ輻輳もしないですね。

B： この規制は、端末、正確に言うとSIMの種別^※3毎に掛けることができるから、警察、消防関係者用SIMのような、一般とは異なるSIMだと規制に引っかからずに通常に使えたりとか、110や119の緊急通話は規制無視で優先されるとか、そういったことができる。全く使えなくなるわけじゃ無いから、システムとして健全な方法だよね。対策無く輻輳しちゃうと、そういった大事な通話すら使えなくなるから。

A： 確かに、必要な通信は維持できるのは良いですね。

B： 最後に、これが一番悪い状況だけど、基地局ではなくその上位のコアネットワークの呼処理が間に合わなくなるという状況も考えられる。コアネットワークの呼処理と言えばLTEだとMME、5GだとAMFと呼ばれる装置と、そこに繋がる加入者のデータベース類が関係するけど、それらのいずれかが輻輳すると、携帯電話としてかなりマズい状況だ。

広域を見ているコアネットワークの装置だから、花火大会程度の範囲で通信が増えようがどうってことないが、都道府県単位とか、そういった広範囲で通信量が激増すると、もはやコアネットワークすら輻輳する状態になる。

A： コアネットワークの輻輳がマズいのは理解できますが、そんな広範囲で、一気に通信が増えるなんて状況起きますかね。

B： それが、日本だと発生しちゃうケースがあるのよ。それが巨大地震。2011年の東日本大震災の時は、現地東北では、基地局が被災して物理的に携帯電話が使えなくなったりしたんだけど、それとは別に物理的損傷のなかった関東の携帯電話も、当日深夜まで使えなくなった。地震後に家族、友人へ連絡出来なくなったっていう、当時のことを覚えている人も多いんじゃないかな。

A： 私も、携帯が使えなくなったのを覚えています。

B： 総務省の資料（下図）によると、NTTドコモでは地震発生時に、通常の50～60倍の通信量になったらしい。こういった場合は、さっき言ったような通信規制を、かなり広域に掛ける必要があるし、実際に掛けたようだ。

A： たしかに、資料を見る限りそのようですね。音声通話なんか80～90％の規制を掛けたと書いてありますね。つまり、10分の1の通信量にしたわけですね。

B： 私の記憶の限り、地震発生後は、10分の1どころか、深夜まで音声通話とSMSは全く使えない状況だった。パケット通信もまともに出来ない状況だったから、自宅にいた妻と連絡を取るのに、会社のネットを使って「普通のEメール」を送ったよ。非携帯のインターネット通信は（関東地方においては）ほとんど影響なかった。私の会社も自宅も、インターネット回線には問題なかったよ。

で、実はこの輻輳が怖いところは、輻輳して一時的に繋がらなくなる、ということ”だけ”じゃないんだよね。

A： そうなんですか？

B： コアネットワークの機器に、あまりに高負荷がかかると止まってしまったりする。一旦止まったコアネットワークの機器は再起動にかなり時間がかかる。また、昔の電話交換機と呼ばれていたような音声電話を処理する機器だと、輻輳によって故障してしまうことさえもあったようだ。携帯電話事業者が一番恐れているのは、そこだね。コアネットワークが止まる、故障するというのは、影響がそれはそれは甚大だから。

A： たしかに、コアネットワークがダメージを受けると、地域全域がダメになってしまいますもんね。

B： ただね、一言でコアネットワークといっても、パケット通信は良いのよ。やはり危険なのは音声の方なんだ。かつて輻輳というのは、電話交換機へアクセスが集中することを指していた。携帯電話でも固定電話でもね。最近でも、数年前にKDDIがVoLTE交換機で輻輳を起こして、大変な目に遭っていたよね。遅れても消し飛んでも許されちゃうパケット通信と異なり、音声通話は圧倒的に輻輳に弱い。そして、輻輳すると影響が甚大だ。

A： だから、東日本大震災の時も、音声通話にきつい規制を掛けていたんですね。

B： その通り。とにかく、コアネットワークの輻輳というのは絶対に起こしてはいけなし、そのためにはどんなきつい規制でも掛けるってことだ。

ところで、長々輻輳について話しましたけど、言いたかったのは、携帯電話事業者の運用上の最大の敵は輻輳なので、皆さん輻輳が起きないように常に見張ってますし、その対策を日々頑張っているですよってことです。事業者の皆さんに感謝ですね。

A： なるほど、携帯電話はそうやって維持されているんですね・・・　じゃないですよ、なんか唐突に偽善者的なまとめをするのはやめてください！

まとめの代わりに万博の感想とか

A： さて、時間も来ましたので、最後まとめをお願いします。

B： まとめの代わりに、通信と関係無い万博の感想を話そうかなと思うんだけど。

A： そちらでもいいでので、締めをお願いします。

B： 万博は今日本に住んでいるなら、必ず行った方が良いです。テーマパークとも違う、あの独特の空間は是非味わうべきです。興味がない人でも、取りあえず行っておけば、何らかの満足感は得られると思います。

また、普通のテーマパーク、例えばお隣のUSJと比べても、休憩用椅子が多いです。休むところが無い、座る場所が見つからない、ということがあまりありません。ご存じですか？大外を囲っている「大屋根リング」の下って、椅子だらけなんですよ。しかも、仮に椅子が埋まっていても、大屋根リングの下で敷物引いて座ることができるし、実際そうしている人は沢山いました。柱の間は邪魔にならず滞留しやすいんですよ。敷物以外にもリュックに入る折りたたみ椅子なんかも便利でしょう。イベント会場というと、列に並ぶし立ちっぱなしというイメージの方も多いでしょうが、大丈夫ですよ、万博は座れます。

A： それは、知らなかったです。良い情報ですね。

B： それにしても、それ単体で目を見張る建造物でありながら、日よけにも雨よけにもなり、それでいてメインの動線であり、休憩スペースにもなって、展望台にもなるって、大屋根リングを設計された方のセンスは凄いと思います。その建築費用の高さから非難する方が少なくないですが、非難している方はおそらく大屋根リングを体験していない方ですよ。

A： べた褒めですね。なんだか、私も行きたくなってきました。

B： ただ、公式サイトやチケット購入や、パビリオンの予約方法などなど、IT周りはダメダメです。わかりにくいことこの上ない。ITリテラシーがかなり高い方であろう私でも、かなり手こずった。あれは、何とかしないとマズい。

そして、どこが何分待ちかとか、予約が必要なのか、必要ない（並べば良い）のか、現地に行ってみないと分からない、というのも最悪に近いです。せめて何分待ちか、予約なしで入れるか入れないか、さえ公式アプリ上でわかればね。この辺は、お隣（USJ）のシステムを真似るだけでよかったのに。

そして、もしこれから万博へ行こうと考えている方へ。公式の情報は当てにならないので、情報収集にはX（Twitter）を使うべきです。特にいつき（@n_itsuki）さんをフォローしておくと、最新の情報が収集できますのでお勧めです。

A： 会場は素晴らしいけど、システム周りは良くないってことですね。公式より個人のXの方が役に立つとは・・・　これは、集客にも影響しそうですね。

B： ただね、そのダメダメチケット関連を乗り越えてでも行く価値があるというだけは、改めて強調しておきます。私も、また行こうと思ってます。今度こそ住友館を当てたい。前回は予約全外しだったんですよ・・・

まあ、人気パビリオンが当たらなくとも、あの空間へ行くだけで楽しいですから。とにかく、是非行ってください。特に、子供のいる人は必ず行ってください。

A： そこまで言うなら、私も夏休みに計画してみようかな？

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