Microsoft PowerPoint - 資料３－３　浜松ホトニクス

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たかとしみつだ
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1 第 3 回次世代ブロードバンド技術の利用環境整備に関する研究会資料 3-3 光無線の実用性と課題平成 19 年 2 月 23 日浜松ホトニクス株式会社 HAMAMATSU

2 発表概要光無線の実用性運用実績とそこから示される課題について光無線の課題とその克服のため要求される技術稼働率の改善期待される技術 1

家家家光無線の利用分野ラストマイル無線インターネット宇宙通信コミュニティホームユース

MAN/WAN 屋内光無線 LAN CATV アクセス地域防犯ネット携帯電話基地局エントランス回線

地域ネットワーク屋内ブロードバンド企業ネットワーク LAN インターネット臨時回線 FA 関連ユース

3 家家家光無線の利用分野ラストマイル無線インターネット宇宙通信コミュニティホームユース加入者アクセス回線移動体通信 (ITS, 交通管制等 ) HDTV 等超高速伝送 PSTN 集合住宅 MAN/WAN 屋内光無線 LAN CATV アクセス地域防犯ネット携帯電話基地局エントランス回線 IrDA 超高速 DL 電子決済パーソナルユース Blind Area ホットスホット地域ネットワーク屋内ブロードバンド企業ネットワーク LAN インターネット臨時回線 FA 関連ユース原典 : 光産業技術振興協会, 光技術応用システムのフィージビリティ調査報告書 XXⅡ --- 光ワイヤレス通信技術 --- 2

4 運用実績地域的規模のネットワークとして光無線はどの程度使えているのかプライベートユース ( 企業ネット ) の実績 1km 以下の距離での利用ではトラブル報告はほとんど無い携帯電話のエントランス回線 500m 程度までは問題ない地域イントラネット : 地域性, 長距離運用も考慮する必要がある地域的規模でのネットワークの運用実績学校インターネット PJ の実績が参考になる 3

5 高知県における光無線ネットワーク稼働率 :99.5% 稼働率 :99.9% 稼働率 :99.75% 稼働率 :99.74% 稼働率 :99.3% 稼働率 :99.97% 4

6 80 降雨の影響 July/18~19/2003 Kochi Kochi precipitation Aki precipitation Tosa-L5 1.6km Aki-L3 2.1km Aki-L2 800m T-L5 Trap A-L3 Trap A-L2 Trap 480 Precipitation [mm/h] Received power level ( relative value ) 0 0 7/18 12:00 18:00 22:00 7/19 0:00 4:00 8:00 Aug./08/ :00~24:00 the Typhoon pass over Kochi Time [hour] Kochi precipitation Aki precipitation Tosa-L5 1.6km Aki-L3 2.1km Aki-L2 800m T-L1 Trap T-L5 Trap A-L3 Trap A-L2 Trap 長時間連続して不稼動となることは少ない Precipitation [mm/h] Received power level ( relative value ) :00 13:00 15:00 17:00 19:00 21:00 23:00 Time [hour] 5

7 浜松市学校 IN 光無線ネットワーク School Facilities in the City Fast-Ethernet Environment Opt. wireless link (11 links about 12km) Fiber 遠隔授業 F G 稼働率 99.5% E A H D C B IC J I CO RC EC 稼働率 99.97% 浜松測候所 6

8 霧の影響 120 fog ~ 1:00 V=1km ~ 1:25 V=2km July/11/2003 Hamamatsu heavy fogy condition Link 400m Link 700m Link 1km Link 2km fog 3:45 V=1km 4:25 V=100m ~ 5:15 V=500m ~ 7:25 V=1km ~ 7:40 V=2km V: visibility Monitoring packet receive [%] :00 2:00 4:00 6:00 8:00 10:00 12:00 Time [hour] 7

9 太田市学校 IN ネットワーク N 稼働率 :98% 3.4km 稼働率 :99% 1.7km 稼働率 :99.7% 1.3km 1.6km 伊勢崎 NWC 2.5km 2.2km 99.6% 0.5km 1.7km 1.8km 大田市役所 3.4km 1.7km 0.3km 0.9km 稼働率 :98.6% 稼働率 :99% FWA(22GHz) 光無線 2.4GHz 8

9 年間視程分布 ( 前橋 ) 年間視程分布 ( 前橋 ) 2001 2002 2003 2km 12/26 12/6 11/16 10/27 10/7 9/17 8/28 8/8 7/19 6/29

10 9 年間視程分布 ( 前橋 ) 年間視程分布 ( 前橋 ) km 12/26 12/6 11/16 10/27 10/7 9/17 8/28 8/8 7/19 6/29 6/9 5/20 4/30 観測日 4/10 3/21 3/1 群馬県太田市視程 [km] /10 1/21 1/1 雪の影響太田市役所屋上の光無線装置と 2.4GHz アンテナ

11 光無線の稼働率 ICSA で実施した屋外光無線伝搬特性に関する調査研究 ~02.09 港区 1.2km 区間稼働率 :99.97% 早稲田大学 :H16-17 年度委託研究 ~06.03 新宿区 1.0km 区間伝搬減衰 20dB 以上 :0.1% 光無線の稼働率推定視程の累積分布と光波減衰式 (σ=13/v) からマクロレベル ( 小数点 1 桁 %) までは精度良い推定可能 ( 過去の計測データもよく一致している ) 広域での多数リンク運用の稼働率 ( 多段接続 ) 最長区間での稼働率に依存 10

12 光無線の課題その克服のため要求される技術 11

13 光無線の稼働率における課題 10 東京札幌高知視程の累積分布札幌東京 1992~2006 横軸以下になる確率 [%] ? 雪や霧の多い地域はここにフロアが生じる視程 [km] 視程 : 観測密度荒いため精度が出ない ( 特に地方の測候所データの場合 ) 12

14 稼働率確保の手法ネットワークの冗長構成 : メッシュ, ループ,2 重化バックアップ回線コストパフォーマンスは? 光無線 & ミリ波 : 高い能力, 適用距離とコストに課題光無線 &FWA: 安定性に優れる能力的には中庸光無線 & 無線 LAN: 低コスト, 導入が容易 2.4GHz 無線 LAN が多く使われている確かに切れることはないが... 回線速度の差による AP 運用に注意効果的な制御を行うためのパス制御, リンク断 / 復帰判断の検討要 13

15 稼働率確保の手法 -2 光無線装置のマージンを増加させる Power up 安全性から難誤り訂正 :LDPC - 10dB 改善高精度追尾 :- 10dB 近い改善余地 but. 非常に大きい減衰発生の確率は避けがたいシステムマージンによる回線維持率の推移東京 : 気象観測データより 10dB 20dB 23dB 30dB 回線維持率 [%] 距離 [km] 14

16 運用手法の検討確率的にゼロにはならない. コンマ数 % 以下の改善のためのコストをかける意義はあるのか? All or Nothing では条件不利地域の解消は難しい可能性のある選択肢の提供例えば ) 1. 年間数時間 - 数日は通信速度低下の確率があるが後は光ファイバーと同じサービスが提供される 2. リーチ DSL で 512k サービスの常時提供 3. コストを添えて比較検討光無線 : 光ファイバに近い環境を提供するツール光無線と FWA ハイブリッドシステムどのレベルならば実用上問題ないか構成手法と運用手法を具体的に検証する必要がある基本は距離と稼働率 ( 確率 ) をどのように捉えるかの問題であるがユーザの選択が見えない 15

17 運用の改善ファイバネットワーク光無線 fine connectivity フル光接続の研究開発 (H16-17) Full compatibility 能力も飛躍的に向上物理層レベルにおける能力は実証された統合型光接続の研究開発 (H18-20) サービスの互換性検証コスト, 要求されるサービスからどのような使い方が最適か検討要 16

18 P-MP 接続光無線できない? 光は拡散しない電波との検波方式の違い基本は P-P マルチスタック構造で P-MP と謳うシステムもある追尾の高速高精度化 Fine pointing による光学系の小型化マルチスタック化の可能性 AirFiber 社 : OptiMesh 時分割多元接続の研究非線形光学結晶, 高速制御ミラーによる通信方向制御 17

19 おわりに利用者のための BB 化とは FTTHをベースに利用者の要求レベルコスト, 開通時間等でメニューを提示無線システムの組合せと運用手法を具体的なフィールドで試験することが重要なのでは? 気象条件と無線システム ( 全体, 個別 ) の稼働率実効的にユーザが利用できる速度提供可能なサービスの実効品質とユーザの満足度コスト FTTH 無線 BB-2 無線 BB-1 サービス要求無線 BB システム構築のパラメータを抽出フィードバック時間無線 BB システム : 運用手法ないし適用に関する研究が重要最初の 1 歩 --- 利用者が使えると思える BB ネットワークを把握するための試みが必要 18

20 jp.hamamatsu.com 19

スライド 1

スライド 1 本資料について本資料は下記論文を基にして作成されたものです. 文書の内容の正確さは保障できないため, 正確な知識を求める方は原文を参照してください. 著者 : 伊藤誠吾吉田廣志河口信夫論文名 : 無線 LANを用いた広域位置情報システム構築に関する検討出展 : 情報処理学会論文誌 Vol.47 No.42 発表日 :2005 年 12 月著者 : 伊藤誠悟河口信夫論文名 : アクセスポイントの選択を考慮したベイズ推定による無線

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