操縦電波を使わない「光ファイバードローン」なぜ電波妨害が空振りする!? 数十kmの糸で繋がる仕組みとは

操縦・映像のやり取りを狙う電波妨害（ジャミング）が原理的に成立しないドローンが、実戦で使われていると報告されています。機体から釣り糸より細い光ファイバーを繰り出し、操縦信号とカメラ映像を有線で送る「光ファイバードローン」です。なぜ細い糸1本で数十km先まで操れるのでしょうか。鍵は、ガラスの芯を進む光の性質にあります。

なぜ無線リンクは妨害の対象になるのか

従来のFPVドローンは、操縦者と機体を電波で結んでいます。操縦信号を機体へ送り、映像を手元へ返す。この往復がすべて無線です。

電波は空間に広がって届きます。届くということは、相手にも届くということです。操縦リンクに妨害電波を重ねれば通信断を、偽の信号を送り込めば誤誘導を狙えます（成功するかどうかは、通信方式や認証の仕組みしだいです）。しかも、電波を発すること自体が痕跡になり、防御側はその方向探知で発信源を割り出して接近を察知できます。無線のFPVドローンは「見つかり、妨害される」という宿命を、電波と一緒に背負っているわけです。

電気信号を「光」に変えて、糸の中を走らせる

光ファイバードローンは、この電波リンクを丸ごと有線に置き換えました。機体にスプール（糸巻き）を積み、飛びながら光ファイバーを後方へ繰り出していきます。操縦信号も映像も、この1本の糸の中を光として往復します。といっても、信号がはじめから光なのではありません。両端の装置内では電気信号のままで、送信側で光に変え、受信側で電気に戻します。1本のファイバーに双方向の信号をどう同居させているのか、その多重化方式は製品としては公表されていません。

糸の正体は、二層構造のガラスです。中心に光を運ぶ細い芯（コア）があり、その周囲を、屈折率（光の進み方を決める性質）がわずかに低い層（クラッド）が包みます。この屈折率の差のおかげで、光はコアに閉じ込められたまま進みます。使われているのは、光の伝わり方をひとつのモードに絞る「単一モード」ファイバーで、急に曲げても損失が増えにくいG.657A2という規格が選ばれています。外側の樹脂被覆はガラス表面の保護役で、引っ張りに強い型ではケブラー補強も入ります。

こうして、妨害の対象だった操縦・映像リンクの電波そのものが消えました。狙うべき電波が存在しない以上、そのリンクへのジャミングもスプーフィングも成立せず、電波を手がかりにした探知もできません。米シンクタンクCNASのサミュエル・ベンデット氏は「最大の利点は電子戦とジャミングへの完全な耐性であり、同時に優れた映像品質を提供することだ」と述べています。ただし、この耐性はあくまで通信リンクに限った話です。レーダーや目視、音響といった別の手段で見つかることまでは防げません。

図：光ファイバードローンの通信のしくみ

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<text x="30" y="30" font-size="14" font-weight="700" fill="#16181b">光ファイバードローンの通信のしくみ</text>

<text x="30" y="50" font-size="10.5" fill="#5c5f67">両端で電気↔光を変換し、1本の光ファイバーに双方向の信号を載せる（多重化方式は製品非公表）</text>

<text x="380" y="78" font-size="10.5" font-weight="700" fill="#16181b" text-anchor="middle">操縦信号（操縦者→機体）</text>

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<text x="90" y="122" font-size="11" fill="#16181b" text-anchor="middle">操縦者側</text>

<text x="90" y="138" font-size="10" fill="#5c5f67" text-anchor="middle">電気↔光 変換</text>

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<text x="380" y="121" font-size="10.5" fill="#fff" text-anchor="middle">1本の光ファイバー（単一モード）</text>

<text x="380" y="137" font-size="9.5" fill="#c9c9c2" text-anchor="middle">コア＝屈折率高／クラッド＝低 で光を導く</text>

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<text x="670" y="122" font-size="11" fill="#16181b" text-anchor="middle">機体側</text>

<text x="670" y="138" font-size="10" fill="#5c5f67" text-anchor="middle">電気↔光 変換</text>

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<text x="380" y="186" font-size="10.5" font-weight="700" fill="#1f6f4f" text-anchor="middle">映像（機体→操縦者）</text>

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<text x="45" y="223" font-size="10.5" fill="#16181b">無線リンクがない：妨害（ジャミング）や電波探知の対象となる操縦・映像の電波が存在しない</text>

<text x="45" y="239" font-size="10.5" fill="#5c5f67">＝これらのリンクを狙う電子戦は成立しない（レーダー等ほかの探知手段までは防げない）</text>

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<text x="45" y="276" font-size="10.5" font-weight="700" fill="#16181b">距離と減衰（メーカー公表の上限値 0.25dB/km以下 で計算）</text>

<text x="45" y="292" font-size="10.5" fill="#5c5f67">1550nmでの計算：0.25dB/km × 20km ＝ 5dB以下 → 伝送路のみなら20km後も光は少なくとも約32%が到達</text>

<text x="30" y="320" font-size="9.5" fill="#8a8d94"><tspan x="30" dy="0">数値はZion Communication製品データシート（0.25dB/km以下）と編集部の計算による。コネクター・曲げ・結合や送受信端末の損失は含まない。</tspan><tspan x="30" dy="13">矢印は信号の向きを示す。1本のファイバー上での双方向の多重化方式は製品として非公表。</tspan></text>

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20kmのファイバーを通っても、光は「約3分の1」残る

糸1本で、なぜ数十kmも届くのか。効いているのは、光ファイバーの伝送損失の小ささです。メーカーが公表する上限値は0.25dB/km以下。この値で計算すると、波長1550nmの光は20km走っても、少なくとも約3分の1（約32%）の強さが残ります（伝送路だけの計算で、コネクターや曲げの損失は別に生じます）。この余裕が高精細映像への対応を支えている、というのがメーカーの説明です。速さも問題になりません。光がファイバーを20km進む片道の理論値は約0.1ミリ秒とごく小さく済みます（映像を光へ変換・復元する処理の遅延は、これとは別に生じます）。

ウクライナのメーカー各社は、さらに長い到達距離をうたっています。ただし裏づけは各社の公表値だけです。距離を伸ばせばスプールは重くなり、そのぶんペイロード（搭載できる量）が大きく削られます。長さは、ただでは手に入りません。

「糸」の代償と、物理的な防御層の追加

では、代償はないのでしょうか。あります。まず失われるのは身軽さです。スプールと繰り出し機構を積むぶん機体は重く大きくなり、速度が落ち、搭載量が減り、飛行前の準備にも時間がかかるようになります。遅くなった機体は、小火器のような物理的な手段に対して相対的に脆くなります。糸そのものも弱点です。「ケーブルが車輪に巻き付いて動けなくなることがある」という運用者の証言があり、切断されれば制御を失います。地上に残ったファイバーの筋をたどられて、操縦拠点の位置が暴露された事例も報告されています。妨害できない代わりに、糸は物理の世界に痕跡を残すのです。

防御側の対応も、それに合わせて変わりつつあります。リンクへのジャミングが効かない以上、光ファイバー型には散弾銃やライフル、ネットといった物理的な手段を組み合わせる必要がある、とCSISの公開記録は指摘しています（レーダーによる探知は引き続き有効で、無線型にはジャミングも効きます）。電波の攻防をすり抜けてくる相手を、最後は物理で止める。防御の層が一枚、増えようとしています。