今後のワイヤレスシステムの展望 NTT では地上通信から衛星通信まで幅広くワイヤレスシステムの研究開発を行っているが本日はブロードバンドとユビキタスの 2 つのサービスを提供するワイヤレスシステムを紹介する 1 家庭内をブロードバンドワイヤレスで繋ぐマイクロ波とミリ波を組み合わせた高速ワイヤレス

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ちえこひらみね
6 years ago
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今後のワイヤレスシステムの展望 NTT では地上通信から衛星通信まで幅広くワイヤレスシステムの研究開発を行っているが本日はブロードバンドとユビキタスの 2 つのサービスを提供するワイヤレスシステムを紹介する 1 家庭内をブロードバンドワイヤレスで繋ぐマイクロ波とミリ波を組み合わせた高速ワイヤレスホームネットワーク 2 広域に大量に遍在する ( ユビキタス ) モノ

2 今後のワイヤレスシステムの展望 NTT では地上通信から衛星通信まで幅広くワイヤレスシステムの研究開発を行っているが本日はブロードバンドとユビキタスの 2 つのサービスを提供するワイヤレスシステムを紹介する 1 家庭内をブロードバンドワイヤレスで繋ぐマイクロ波とミリ波を組み合わせた高速ワイヤレスホームネットワーク 2 広域に大量に遍在する ( ユビキタス ) モノと経済的な通信を実現するセンサーネットワーク < 被災地 > SNG/ 災害対策衛星通信システム衛星通信システム新幹線インターネット準ミリ波帯ワイヤレス LTE/WiMAX モバイル Wi-Fi ルータ WT Etherケーブル WT WT マイクロ波帯ワイヤレス 2 光 + 無線による FWA FWA 公衆無線 LAN 23 センサーネットワーク ~ 広域ユビキタスネットワーク ~ 1 高速ワイヤレスホームネットワーク ( マイクロ波 / ミリ波連携 ) ユビキタス通信 Copyright(c) 2010 日本電信電話株式会社 2

3 高速ワイヤレスホームネットワークへの取り組み家庭まで引かれた光ファイバ網を個人 ( ポータブル端末 ) に繋ぐ高速ワイヤレスホームネットワーク ~ マイクロ波 : 光サービスのワイヤレス接続とミリ波 : 超高速メディア転送の連携 ~ マイクロ波無線 LAN: 壁を越えて宅内をカバー可能近隣との干渉問題解決が重要限られた周波数リソースを効率的に利用して家庭内の様々な NW 機器を収容するミリ波通信 : リッチコンテンツの瞬間転送部屋内の通信に限られるマイクロ波との連携機能を実現してネットワークのリッチコンテンツを端末に瞬間転送し屋外で視聴近隣との干渉を回避する分散型セル間干渉制御技術近隣ミリ波マイクロ波メディア変換サーバ見通し通信 IPTV ミリ波マイクロ波ミリ波ミリ波マイクロ波小型高集積ミリ波無線モシュール構成技術干渉複数端末での周波数共用を実現するマルチユーザ MIMO 技術 NGN マイクロ波ミリ波ホーム GW FTTH 見通し通信 1 ミリ波マイクロ波 VoIP ( ヒテオフォン ) マイクロ波 IPTV アトホック通信ミリ波マイクロ波想定するトラヒック例 IEEE ac での評価モデル QoS あり約 300Mbit/s 低圧縮動画 (150Mbit/s) 1 Blu-ray TM TM (50Mbit/s) 2 HD MPEG2(20Mbit/s) 2 他 TV 電話 VoIP MP3 audio QoS なし最大約 1Gbit/s ファイル転送 2 Copyright(c) 2010 日本電信電話株式会社 3

マイクロ波無線 LAN 空間チャネル制御技術家庭内どこでもつながるギガビット級のワイヤレスホーム NW 実現マルチユーザ MIMO によるギガビット化近隣

11ac 標準化システムスルーフット高速化 (1 Gbit/s 超 ) マルチユーザ MIMO 技術で様々な特性の機器を効率良く複数同時接続 : アクセスホイント (

80/160MHz 幅へ拡張非連続チャネル利用を検討中関連規則の変更が必要マルチユーザ MIMO 技術の適用 : 空間多元接続による周波数リソース利用の高効率化

4 マイクロ波無線 LAN 空間チャネル制御技術家庭内どこでもつながるギガビット級のワイヤレスホーム NW 実現マルチユーザ MIMO によるギガビット化近隣との電波干渉回避技術 IEEE ac 標準化システムスルーフット高速化 (1 Gbit/s 超 ) マルチユーザ MIMO 技術で様々な特性の機器を効率良く複数同時接続 : アクセスホイント ( 無線親局 ) 壁 A 宅近隣との干渉回避近隣との干渉を自動的に回避 A 宅渉分散型セル間干渉制御技術により連携B 宅干渉 B 宅チャネル幅の拡張 : 80/160MHz 幅へ拡張非連続チャネル利用を検討中関連規則の変更が必要マルチユーザ MIMO 技術の適用 : 空間多元接続による周波数リソース利用の高効率化最大バースト時間 (4ms) の見直しを要する可能性分散型セル間干渉制御技術 : acが備えるビームフォーミング機能を活用した近隣との干渉を回避する分散型セル間干渉制御技術をNTTより提案中 ( チャネル幅拡張でチャネル数減少に伴い干渉増大する問題を解決する ) Copyright(c) 2010 日本電信電話株式会社 4

5 ミリ波帯小型高集積無線モジュール技術ネットワークのリッチコンテンツを端末に瞬間転送して屋外で視聴するためにいろいろな物に組込み可能な小型高集積ミリ波無線モジュールの研究開発に取り組み中特徴 1. 4チャネル並列伝送により10Gbit/sクラスの高速データ伝送 (2.5Gbit/s 4ch = 10Gbit/s) 2. 広帯域 / 高利得 / 小型擬似反射鏡アンテナによりミリ波帯 (60GHz 帯 ) の全帯域 (9GHz) をカバー 3. 小型高集積ミリ波無線モジュールによりポータブル端末においてもミリ波通信が可能裏表小型ミリ波無線端末 ( 実現イメージ ) 一体型広帯域アンテナ高集積 MMIC 擬似反射鏡アンテナ DVD も数秒でダウンロード動作原理と構造 ( 断面図 ) 小型高集積ミリ波無線モジュール応用イメージ Copyright(c) 2010 日本電信電話株式会社 5

現在協力企業とサービス実証実験を推進中広域ユビキタスネットワーク概要センサ情報収集

お客様サーバ名刺箱サイズ概観 D/A Flash RF RTC ROM ASIC

6 広域ユビキタスネットワーク広域に大量に遍在する ( ユビキタス ) モノと経済的な通信を実現するセンサーネットワークユビキタス特区事業を通じて技術検証を実施現在協力企業とサービス実証実験を推進中広域ユビキタスネットワーク概要センサ情報収集ユビキタス特区事業でのサービス実証実験 (H20~H22 年度 ) お客様端末 IP 網お客様サーバ名刺箱サイズ概観 D/A Flash RF RTC ROM ASIC A/D A/D 回路基板遠隔制御お客様端末主な特長簡易な無線端末 ( 送信出力 10mW 以下 ) でありながら広大な利用環境 ( セル ) を実現設置場所の制約を緩和する小型でメンテナンスフリーの無線端末 ( 電池寿命は数年程度 ) 暗号化や端末認証などのセキュリティを確保 280MHz 帯を利用して半径 3.5km のセルを実現名刺サイズの小型端末を実現ガス検針遠隔監視制御等の実証実験を推進 Copyright(c) 2010 日本電信電話株式会社 6

7 広域ユビキタスネットワークの主な技術送受信サイトダイバーシチ技術により半径 3.5~5km の広いセルと高い到達度を実現端末省電力化技術により小型端末での 5 年以上の電池動作を実現 1 サイトダイバーシチ : 特定小電力並みの電波で数 km セルを実現セル端に複数の基地局を設置し電波遮蔽による受信電力低下を回避 2 端末省電力化 : 従来無線モジュールと同等規模でありながら電池駆動で数年間動作を実現端末スリープ時の消費電流をリーク電流削減化により 5μA 以下を実現 3 サイトセル構成入力 2 主電源 nmos 1. ゲートソース間に逆バイアスがかかる nmos pmos を用いたオフ状態により, 通常のゼロバイアスより 2~3 桁低いリーク電力を実現 F 3 F 2 F 1 F 2 F 1 F 3 F 1 F 3 F 2 分配合成 / 変復調 ( 基地局 ) 送信 / 受信ダイバーシチ技術信号最大比合成を実現するデジタルファイバ無線技術 : 基地局 : 端末局入力 1 参照電圧 pmos 待機電力 FOMA DoPa 1mA 100μA 10μA 1μA 電源出力アース腕時計 ASIC スリープ時オフ領域 ZigBee 自己宛検出回路 PHS 広域ユビキタス 2. 回路規模 1/10 以下 Flash ROM A/D & D/A 同等規模モジュールに比べて 2-3 桁削減 <5μA RF 回路規模機能 Copyright(c) 2010 日本電信電話株式会社 7

8 広域ユビキタスネットワークの標準化への取り組みこれまでのサービス実証実験を踏まえ研究開発を推進中センサーネットワークでは長期の安定した運用と普及に向け装置や通信方式の規格化が重要であり各種団体と連携し必要な標準化を推進中標準化への取り組み活動スケジュール MMAC フォーラム (ARIB) 目的 : 技術基準策定審議中広域センサ NW のシステム要求条件技術仕様 ITU-R 勧告案レポート案の精査広域ユビキタスネットワーク ITU-R SG5/WP5A 目的 : 技術勧告策定審議中広域センサ NW のシステム要求条件 ( 勧告作業文書 ) 技術的条件 ( 例 ) ( ドラフトレポート ) NTT 開発 MMAC (ARIB) 2010 年度 2011 年度 2012 年度 ~ ユビキタス特区事業 ( 技術検証 ) 総務省事業による検証方式仕様検討方式案 (vol.1.0) 方式仕様検討 ( 継続 ) 開発 ( 情通審 / 電監審 ) 方式案 (Vol.2.0) ARIB 規格策定テレメータリンク推進協議会目的 : ユビキタスメータとのコンパチビリティ確保 ( プロトコル端末 IF) 多段中継方式の提案 IEEE (Smart Utility Network) ITU-R WP5A 勧告案とレポート案作成 WP5A/SG5 勧告案とレポート案に反映 WP5A 勧告とレポート最終案入力ネットワーク統合制御システム標準化等推進事業 Copyright(c) 2010 日本電信電話株式会社 8

9 ( 参考 ) 高速無線 LAN/PAN の標準化動向無線 LAN 周波数 5GHz 帯 60GHz 帯無線 PAN 団体名 IEEE ac IEEE ad WiGig IEEE c ECMA TC48 WirelessHD 団体概要 IEEE 802 傘下のワイヤレスローカルネットワーク (WLAN) の 5GHz 帯を用いた高速化を検討 IEEE 802 傘下のワイヤレスローカルエリアネットワーク (WLAN) のミリ波を用いた高速化を検討コンピュータ業界を中心としたアライアンス IEEE 802 傘下のワイヤレスパーソナルネットワーク (WPAN) の高速化を検討 EU の国際標準化団体傘下の高速無線を検討家電業界のコンソーシアムターゲットアプリケーション主要メンバー進展状況特徴最大伝送レートチャネルプラン等 HD 動画像等の高速配信を含む家庭やオフィスでの様々な機器のワイヤレス接続 Broadcom Intel Marvell Atheros Samsung Qualcomm NTT ETRI LG など要求条件仕様構成をほぼ制定 2012 年 12 月完了を目途マルチユーザ MIMO 技術によるシステムスループット向上 1 Gbit/s 以上 ( 複数端末合算 ) 高速ファイル転送ワイヤレスディスプレイ PC と周辺機器との接続 HD 動画像の非圧縮ストリーミング Intel( 主導 ) WiGig 企業 NICT NTT FT Sony ETRI など 2010 年 5 月に WiGig 仕様をメインとしたものをドラフト 0.1 として採択 Intel( 主導 ) Atheros Broadcom Cisco Dell Marvell MediaTek Microsoft NEC Nokia NVIDIA Panasonic Samsung Toshiba Wilocity など 2009 年 12 月に仕様書 (1.0) を作成従来のとの互換性を確保低消費電力機器と高性能機器の両方に対応 PC データバスディスプレイなどのインタフェースをサポートビームフォーミングにより伝送距離 10m 以上端末への高速データダウンロード HD 動画像の非圧縮ストリーミング日本企業連合 (NICT NTT Panasonic OKI Sonyなど ) SIBEAMなど Intel( 主導 ) Philips Panasonic Samsung など技術検討が最も詳細 2008 年 3 月にドラフト製品化に遅れ作成 2009 年 9 月に完了し 10 月に標準化文書 (IEEE Std c -2009) 発行 4 つのモード ( シングルキャリア OFDM) をサポートビームステアリングはオプションアプリケーションに応じて 3 つのデバイスカテゴリーを設定 ( 上位互換 ) シングルキャリア 7 Gbit/s 6 Gbit/s 6.4 Gbit/s 4 Gbit/s 同じチャネルプランを使用 HDMI ケーブルのワイヤレス化 HD 動画像の非圧縮ストリーミング SiBEAM( 主導 ) Panasonic Samsung Toshiba Sony など 2008 年 1 月に仕様書 (1.0) を作成し CES2008 でデモ製品化 (LSI 化 ) が進んでいる 2010 年 Q1 に仕様書 (1.1) リリース OFDM ビームステアリング機能映像信号のみ伝送可能 Copyright(c) 2010 日本電信電話株式会社 9

10 ( 参考 )IEEE ac 標準化の取り組み IEEE ac 標準の概要目標システムスループット :1Gbit/s( 複数端末のスループットの合算値 ) 検討されているスループット向上技術チャネル幅の拡張 20/40MHz 幅 (11a/n) に 80MHz 幅を新設 160MHz 幅も検討中チャネル幅拡張には関連規則の変更が必要 80MHz 幅チャネル /160MHz 幅チャネル非連続チャネル利用への対応空間多重数の増加 ( 例 :8x8 MIMO) マルチユーザ MIMO 高効率な端末多重化に向けて最大バースト時間 (4ms) の見直しを要する可能性ありその他 256QAM 符号化率の変更標準化完了 ( 現時点の予定 ):2012 年末頃 5GHz 帯無線 LAN 周波数チャネル配置 20MHz 帯域 (19 チャネル ) [MHz] [MHz] MHz 帯域 (9 チャネル ) 80MHz 帯域 (4 チャネル ) 160MHz 帯域 (2 チャネル ) チャネル数減少が干渉増大を招く近隣との干渉を回避する干渉制御技術を NTT より提案中 Copyright(c) 2010 日本電信電話株式会社 10

PowerPoint プレゼンテーション

PowerPoint プレゼンテーション HEMS- 重点機器通信方式検討結果平成 25 年 5 月 15 日 JSCA スマートハウスビル標準事業促進検討会 0 概要 1. 本報告は JSCAスマートハウスビル標準事業促進検討会 ( 平成 24 年 9 月開催 ) において各重点機器とHEMSとの間の通信に関してはアプリケーション層のECHONET Liteに加えて下位層に位置する物理メディアに関しても公知な標準メディアを通信方式に採用することが決定されたことに基づき