高 速 赤 外 線 通 信 Giga-IRへの 取 り 組 み ~1Gbit/ 1Gbit/s 高 速 赤 外 線 通 信 が 世 界 標 準 に~ 株 式 会 社 KDDI 研 究 所 開 発 センター サービス 開 発 グループ 1
アウトライン Giga-IR 技 術 の 背 景 Giga-IR 規 格 概 要 まとめ 2
Giga-IR 技 術 の 背 景 Giga-IR 規 格 概 要 まとめ 3
携 帯 電 話 の 高 機 能 高 性 能 化 ワンセグ 電 子 マネー デジカメ 動 画 音 楽 プレーヤー インターネットアクセス ゲーム GPS& 地 図 大 容 量 のデータ コンテンツが 携 帯 電 話 に 保 存 されている 4
ストレージ 容 量 の 推 移 1000 ストレージ 容 量 [GB] 100 10 1 ipod SD card 5GB 160 GB 32 GB 0.1 64MB 0.01 00 01 02 03 04 05 06 07 08 09 ストレージ 容 量 は 指 数 関 数 的 に 増 加 携 帯 機 器 用 の 高 速 なインターフェースが 必 要!!! [ 年 ] 5
携 帯 電 話 のインターフェース ( 現 状 ) 3G network Wi-Fi (IEEE 802.11.X) Bluetooth NFC ワイヤレス インターフェース IrDA インターフェース ( 赤 外 線 通 信 ) USB インターフェース SD-Card インターフェース 有 線 インターフェース 携 帯 機 器 にはワイヤレスインターフェースが 最 適 6
携 帯 機 器 用 のワイヤレスインターフェース 規 格 実 装 済 み 通 信 距 離 1km 10m 10cm WiMAX 3G 802.11a/ b/ g Bluetooth SIR/ FIR / VFIR NFC IrDA 通 信 規 格 1Mbit/s 3.9G 4G 802.11n UWB UFIR Transfer Jet 100Mbit/s 通 信 速 度 無 線 ( 電 波 ) 規 格 IrDA 通 信 規 格 802.15.3c 802.11vht WiGig Giga-IR 1Gbit/s 7
光 無 線 ( 赤 外 線 ) 通 信 の 特 長 特 長 高 速 通 信 : 1 Gbit/s 通 信 範 囲 セキュア : 見 通 し 通 信 可 視 光 を 使 えば 通 信 範 囲 を 視 認 できる 非 干 渉 性 : 他 の 電 子 機 器 へ 影 響 を 与 えない 小 型 : 光 学 素 子 サイズは1 mm 2 以 下 8
赤 外 線 通 信 の 利 用 シーン ( 現 状 ) ~ 4Mbit/s アドレス 帳 写 真 動 画 データ 交 換 ~ 4Mbit/s 写 真 プリンター TV データ 転 送 PC アドレス 帳 写 真 動 画 音 楽 高 速 赤 外 線 通 信 はこれらのアプリケーションの 利 便 性 向 上 につながる 9
Giga-IR 技 術 の 背 景 Giga-IR 規 格 概 要 まとめ 10
IrDA: 赤 外 線 データ 協 会 IrDA: Infrared Data Association 赤 外 線 データ 協 会 赤 外 線 通 信 の 国 際 規 格 を 策 定 する 業 界 団 体 本 部 は 米 国 カリフォルニア 州 1993 年 設 立 組 織 図 IrDA Officers IrDA Board IrDA Staff IrDA Committees IrDA Members Technical Committee IrDA SIGs Test and Inter-op Committee Marketing Committee Architecture Council IrSimple Giga-IR IrUSB 1Gbit/s 通 信 規 格 検 討 グループ 11
プロトコルスタック OSI 7 Infrared Ubiquitous Multimedia Applications OSI 6 IrTranP IrBurst IrMC IrWW IrFM IrSimple IrUSB OSI 5 bftp SCEP IrLAN IrBurst Channel IrCOMM OBEX Client / Server IrUSB(U) OSI 4 OSI 3 IAS Database TinyTP LSAP TinyTP LSAP TinyTP LSAP TinyTP LSAP IrLMP(IrMUX) TinyTP LSAP TinyTP LSAP IrSMP IrUSB(L) OSI 2 IrLAP OSI 1 SIR 115k MIR 1M FIR 4M VFIR 16M UFIR 100M Giga-IR 1G Giga-IR:1Gbit/sの 赤 外 線 通 信 の 物 理 層 規 格 12
IrDA 物 理 層 規 格 の 高 速 化 1G Giga-IR 1Gbit/s 速 度 [bit/s] 100M 10M 1M 100k FIR 4Mbit/s SIR 115kbit/s VFIR 16Mbit/s UFIR 100Mbit/s SIR: Serial Infrared VFIR: Very Fast Infrared UFIR: Ultra Fast Infrared 1990 1995 2000 2005 2010 [ 年 ] 13
Giga-IR SIGの 活 動 2007 年 12 月 SIG (Special Interest Group) 設 立 現 在 のSIGメンバー: ローム イーグローバレッジ パナソニック CEC 早 稲 田 大 学 ACTiSYS University of Peloponnese KDDI スケジュール 2008 年 3 月 2008 年 10 月 2009 年 4 月 2009 年 7 月 末 Directional 承 認 済 Draft 規 格 承 認 済 Final 規 格 承 認 一 般 公 開 2009 年 4 月 規 格 化 完 了 14
Giga-IR 規 格 のコンセプト 1. 携 帯 機 器 同 士 の 通 信 短 時 間 の 接 続 & 通 信 2. 携 帯 機 器 と 固 定 機 器 間 の 通 信 ドッキングステーション( 固 定 台 )の 利 用 で 高 速 安 定 した 通 信 15
100MBデータ 転 送 時 間 の 比 較 Giga-IR 1Gbit/s 0.8 Sec 赤 外 線 通 信 4Mbit/s 3 min 20 sec Bluetooth 3Mbit/s 4 min 27 sec 16
Giga-IRの 主 な 特 徴 (1) 1. LEDとレーザー(LD)の 二 種 類 の 光 源 を 利 用 LED 性 能 を 十 分 に 活 かして 高 速 化 を 実 現 出 力 パワーの 制 限 が 比 較 的 少 ないため 長 距 離 通 信 用 途 への 適 用 可 能 LD 簡 易 な 方 式 により 高 速 化 を 実 現 将 来 のさらなる 高 速 化 に 対 応 可 能 17
Giga-IRの 主 な 特 徴 (2) 2. 1Gbit/sと500Mbit/sのレートを 選 択 可 能 パフォーマンスが 求 められる 用 途 1Gbit/s 簡 易 で 低 コストな 方 式 or 広 い 通 信 範 囲 が 求 められる 用 途 500Mbit/s 18
携 帯 電 話 を 中 心 としたアプリケーション 携 帯 電 話 TV 写 真 アドレス 帳 写 真 動 画 BDレコーダー 動 画 写 真 写 真 動 画 写 真 PC データ 音 楽 動 画 写 真 プリンター デジタル フォトフレーム 19
アプリケーション(1) ~ファイル 転 送 通 信 距 離 は1cm 以 下 を 想 定 マルチメディアファイル Giga-IR 近 接 通 信 PC ドッキングステーション 携 帯 機 器 とPC(ドッキングステーション) 間 のデータ 転 送 20
アプリケーション(2) ~ファイル 転 送 通 信 距 離 は5cm 程 度 を 想 定 マルチメディアファイル 携 帯 機 器 間 のデータ 転 送 BD/DVD/HDD レコーダー 携 帯 機 器 と 固 定 機 器 間 のデータ 転 送 21
アプリケーション(3) ~ 情 報 配 信 広 告 案 内 プロモーションビデオなどコンテンツを 配 信 放 送 タイプのGiga-IR I/F コンテンツサーバ 複 数 の 端 末 で 同 時 に 受 信 大 容 量 のデータでも 瞬 時 に 取 得 レンタルショップでの 動 画 音 楽 データの 瞬 時 ダウンロード 22
アプリケーション(4) ~ストリーミング デジタルビデオ 機 器 1Gbit/s TV HD 映 像 のストリーミング 23
規 格 概 要 実 効 レート 通 信 距 離 ( 参 考 値 ) 変 調 方 式 互 換 性 プロトコル 1.024 Gbit/s, 512 Mbit/s ドッキングステーション 用 途 :1cm 程 度 携 帯 端 末 間 通 信 用 途 :5cm 程 度 Bit Error Rate <=10-10 2-ASK, 4-ASK FIR (4Mbit/s) 互 換 IrSimple TM IrBurstなど 信 号 レート 変 調 方 式 符 号 化 方 式 1.280 Gbit/s 2-ASK, 4-ASK 640 Mbit/s 2-ASK 8B10B 24
Giga-IRモジュール 搭 載 携 帯 端 末 Developed by Rohm Corp. 4.45 10.6 3.15 Unit:mm 通 信 距 離 : 最 大 10cm ( 現 状 ) 25
USB 2.0 赤 外 線 ワイヤレス 通 信 26
技 術 開 発 の 背 景 携 帯 電 話 携 帯 音 楽 プレーヤーなどのモバイル 機 器 は USBイン ターフェースを 通 じてPCとコンテンツのやり 取 りを 行 っている USBをワイヤレス 化 すればモバイル 機 器 の 利 便 性 がさらに 向 上 Giga-IRのメインの 用 途 の 一 つはモバイル 機 器 とPC (ドッキングステーション) 間 の 通 信 USBをGiga-IRを 用 いてワイヤレス 化! 27
USBのワイヤレス 化 による 効 果 メリット 機 器 を 向 かい 合 わせるだけで 通 信 可 能 ケーブル 不 要 の 簡 単 操 作 認 証 不 要 の 高 い 接 続 性 1Gbit/s 赤 外 線 通 信 を 用 いた 高 スループット デメリット USBケーブルからの 電 源 供 給 不 可 遮 蔽 物 による 通 信 途 絶 全 てのUSB 機 器 がワイヤレス 化 に 適 しているわけではない! ワイヤレス 化 に 適 したUSB 機 器 頻 繁 にUSBケーブルを 抜 き 差 しする バッテリ 駆 動 携 帯 音 楽 プレーヤー 携 帯 電 話 デジカメ 28
USB 赤 外 線 ワイヤレス 通 信 の 応 用 イメージ1 デジカメ 携 帯 電 話 携 帯 音 楽 プレーヤー USB- 赤 外 線 通 信 USB 接 続 ドッキングステーション ドッキングステーションとの1 対 1の 通 信 でスループットを 高 める 将 来 USB 機 器 への 非 接 触 電 力 供 給 29
USB 赤 外 線 ワイヤレス 通 信 の 応 用 イメージ2 コンテンツサーバ 高 速 有 線 ネットワーク USBディスプレイ 赤 外 線 通 信 ドッキングステーション+ USBハブ スマートフォン ウルトラモバイルPC 家 の 中 では 高 速 有 線 ネットワーク 接 続 ワイヤレス 入 力 デバイス スマートフォンのFMBC 30
USB 赤 外 線 ワイヤレス 通 信 システム システム 構 成 仮 想 USBデバイス 仮 想 USBホスト USBホスト USBパケット 赤 外 線 -USBパケット USBデバイス 問 い 合 わせ 問 い 合 わせ 応 答 実 際 の 応 答 を 含 むパケット 到 着 1.5μs 以 内 に 応 答 受 信 USBデバイスが 準 備 中 であることを 表 す パケットを 返 すことでリンクを 維 持 する 1Gbit/s 赤 外 線 通 信 応 答 USB- 赤 外 線 変 換 装 置 USB- 赤 外 線 変 換 装 置 間 は1 対 1の1Gbit/s 通 信 31
システムスループットの 測 定 実 験 実 験 システム 構 成 パソコン USB- 赤 外 線 変 換 装 置 USBフラッシュメモリ 変 換 装 置 あり 書 き 込 み 変 換 装 置 なし 変 換 装 置 あり スループットは 変 化 しない! 読 み 出 し 変 換 装 置 なし 0 20 40 60 80 100 USBフラッシュメモリの 読 み 書 き 速 度 [Mbit/s] 32
応 用 例 (1) UMPCとドッキングステーション 間 の USB 赤 外 線 ワイヤレス 接 続 ワイヤレス 映 像 伝 送 のデモ(UMPCの 画 面 をミラー 表 示 ) 24インチディスプレイ ウルトラモバイルPC ドッキングステーション+ USBハブ USBワイヤレス 通 信 USBディスプレイアダプター 33
応 用 例 (2) 携 帯 電 話 とPC 間 の USB 赤 外 線 ワイヤレス 接 続 ( 展 示 中 ) LISMOのアプリケーションをUSBワイヤレス 接 続 で 利 用 PC(LISMOアプリ 起 動 中 ) 携 帯 電 話 ドッキングステーション (PCとUSBケーブルで 接 続 ) USBワイヤレス 通 信 携 帯 電 話 を 置 くだけで USB 通 信 開 始 34
Giga-IR 技 術 の 背 景 Giga-IR 規 格 概 要 まとめ 35
まとめ 高 速 赤 外 線 通 信 Giga-IRへの 取 り 組 み IrDAにて 標 準 化 活 動 を 実 施 規 格 化 完 了 世 界 標 準 へ Giga-IR 実 効 レート: 1.024 Gbit/s, 512 Mbit/s 互 換 性 : FIR (4 Mbit/s ) 互 換 Giga-IRによりUSB 2.0 のワイヤレス 化 を 実 現 可 能 36