市民マラソンの中継現場だった。コース脇に立てたIP無線のバックホールは、朝のリハーサルで良好な受信レベルを示していた。ところが競技開始から40分が過ぎたころ、空模様が急変し、まとまった雨が降り始めた。映像は途切れ途切れになり、実況の音声はところどころロボットのように歪んだ。原因を突き止めたのは、放送が終わってログを見返した後だった。
雨が電波を弱める量は、周波数と降雨強度によって大きく変わる。ITU-R P.838-3の回帰係数から算出すると、10GHz帯で降雨強度100mm/hのとき、水平偏波の減衰量は1kmあたり3.56dB。電力に換算すると、1km通過するごとに55.9%が失われる計算になる（10^(-3.56/10)=0.441より算出）。18GHz帯の50mm/hでは4.64dB/km、電力損失は65.6%に達する。周波数が上がるほど、雨粒一つひとつが電波にとって「大きな壁」に変わっていく。
この現象に気づかなかったからといって、担当者の技術力が足りなかったわけではない。傘を地面と水平に寝かせて持てば雨をたっぷり受け止め、垂直に立てて持てば雨はほとんど当たらない。雨粒は落下中に空気抵抗を受けて下面が潰れ、皿のような扁平な形に変わる。電波の電界が水平に振動する水平偏波は、この扁平になった雨粒の広い面とまともにぶつかるため、吸収も散乱も強く受ける。垂直偏波は薄い側面を通り抜けるため、影響は小さく済む。同じ雨、同じ周波数でも、アンテナの向き一つで結果が変わる——これは経験不足の問題ではなく、電波と水滴の物理的な相性の問題だ。
実はこの減衰は、発生を前提に設計すれば制御できる現象である。変調方式を降雨の進行に合わせて自動的に切り替える技術、送信電力を瞬時に引き上げる技術、周波数帯の異なる回線を束ねて弱った側を逃がす技術——これらを組み合わせれば、豪雨の最中でも回線を落とさずに運用を続けられる。ただし、どの技術をどの順番で、どの閾値で組み合わせるかを知らなければ、機材を導入しただけでは効果は出ない。
この記事の有料部では、次の内容を用意している。
- 周波数帯別の減衰量と稼働率設計の早見表（ITU-R準拠）
- ACM／ATPC／マルチバンド／空間ダイバーシティの実務的な使い分け基準
- 現場でありがちな設計ミスと、稀に発生する特殊なトラブル事例への対処法
- QoS優先制御とBFD自動迂回を組み合わせた、降雨に強いネットワーク設計の考え方
80GHz帯のE-Band回線は、100mm/hの猛烈な雨の中で1kmあたり33.41dBもの減衰を受ける（ITU-R P.838-3回帰係数より算出）。電力にして99.95%以上が1kmで消える計算だ（10^(-33.41/10)=0.000456より算出）。この事実を知らずに長距離のミリ波回線だけで設計を組むと、次の豪雨で同じ現場に立つことになる。有料部には、この数値をもとにした回線設計の考え方と、今日から見直せるチェックポイントを用意した。
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