研究開発戦略ワーキンググループの...

Copyright © 2009 National Institute of Information and Communications Technology. All Rights Reserved.

Universal Communications

研究開発戦略ワーキンググループの成果報告

（独）情報通信研究機構（独）情報通信研究機構

新世代ネットワーク研究開発戦略本部新世代ネットワーク研究開発戦略本部

http://nwgn.nict.go.jp/http://nwgn.nict.go.jp/

1Copyright © 2009 National Institute of Information and Communications Technology. All Rights Reserved.

資料２

Copyright © 2009 National Institute of Information and Communications Technology. All Rights Reserved.Copyright © 2009 National Institute of Information and Communications Technology. All Rights Reserved.


新世代新世代NWNW研究開発に関する活動研究開発に関する活動

2

2008 2009 2010

学会・学術集会

電子情報通信学会新世代NW研究専門委員会立ち上げ

第1回日EUシンポジウム第２回日EUシンポジウム

第1回日米新世代WS 第２回日米新世代WS

FutureNet IIワークショップ

NICT

新世代NW拡張ビジョン発表

新世代NW戦略パッケージ策定

新世代NW研究開発戦略本部設置

新世代NW研究開発戦略本部戦略WG活動開始

新世代NWビジョン発表

新世代NWプロジェクト始動

新世代NW技術戦略・ロードマップ発表

新世代NW推進フォーラム研究開発戦略WG・

SWG活動開始

研究開発戦略WG・アセスWG合同シンポジウム(11.11)

第2回研究開発戦略WG (10.01)




フォーラム設置



研究開発戦略ワーキンググループの成果報告詳細

～新世代ネットワークの５つのターゲット～



宗宮宗宮利夫利夫

[email protected]@nict.go.jp




目次目次

1. 日本のネットワークを取り巻く状況

2. 新世代ネットワークの５つのターゲット

3. 新世代ネットワーク技術戦略

4. まとめ

4



日本のネットワークを取り巻く状況日本のネットワークを取り巻く状況

5

ブロードバンド世界一

料金、光ファイバー比率、速度

高速大容量化技術は世界トップレベル

25.6Tbit/s(光ファイバー1本)

しかしながら一方で、今日および将来のイノベーションを誘発し、情報の共有と創造を加速するために必要なICTに関する資本は低レベル

その原因としては、

ICTへの投資減少: 1996年：米国と同等→2006年：日本=22%、米国=34%

特に日本はICTを利用する側の産業における投資が低迷し、それに伴い生産性も増えていない

利用者側のニーズと提供される情報通信システム・サービスにミスマッチが存在

言語の壁、日本独特のビジネス環境、等



ICTICT利用活用の課題利用活用の課題

日本ではICT利活用の認知度は高いが、利用率は低い

ユーザニーズに合ったサービスの提供と、セキュリティ等が課題

6



テクノロジドリブンからコンセプトドリブンへテクノロジドリブンからコンセプトドリブンへ

世界一のブロードバンドインフラを最大限活用し、利用者ニーズを満たすICTシステムを提供することが必要

新しい産業イノベーションを起こし、日本の生産性を向上させる

新しい産業イノベーションはコンセプトドリブンの研究開発投資から生まれるコンセプトありきで将来像を描き、それを実現するために必要な技術

を集める

シーズとニーズを融合・凝縮し、コンセプトを形成

7



新世代ネットワークの５つのターゲット新世代ネットワークの５つのターゲット

光/無線通信技術、タグ・センサー技術、知識処理技術、ディペンダブル技術、低消費電力技術等

技術チャレンジ～革新的研究の方向性～

新世代ネットワークビジョンと技術要件

ニーズ

ウォンツ

シーズ

価値観Value

人モノ

地球

社会

生活

革新的ネットワークターゲット

利用者視点・新世代の効果をソリューションとしてパッケージ化利用者視点・新世代の効果をソリューションとしてパッケージ化

価値を創造するNW

地球にやさしいNW

生活環境を支えるNW

トラスタブルNW 制約を意識しないNW

8



技術要件から５つのネットワークターゲットへ技術要件から５つのネットワークターゲットへ

9

NWGNファンダメンタルズ

機能要件から挑戦的技術課題（NWターゲット）を抽出




トラスタブルNW

制約を意識しないNW

エネルギー

文化生活多様化

災害医療

食糧防犯

事故国内地域格差

少子・高齢化国際経済格差

教育サイバーセキュリ

ティ

メディア融合知識社会

生産性向上

新価値流通ｅデモクラシー

エンターテイメント

フロンティア

地球

社会

生活Five Future Network Targets

多様性の許容新しい価値観の創造

顕在化する社会問題の解決

• 既存ネットワークで解決できない技術要件• 新世代ネットワークが具備すべき技術要件を100以上抽出してパッケージ化




日米欧の新世代ＮＷ研究に関する取り組み日米欧の新世代ＮＷ研究に関する取り組み

10

・将来のインターネットのアーキテクチャの確立を目指すNSFの野心的研究ファンドプログラム

・Clean Slateアプローチ

・最終的に残ったアーキテクチャをGENIで実証する

GENIイニシアチブ

・欧州域内の大学や企業の技術力や競争力確保を目的とした研究開発への助成プログラム・Future Internetとして、新しい世代を担うNWおよびサービスに関する研究を推進

欧州米国

（独）情報通信研究機構(NICT)の研究者グループが中心となり、新たなネットワークアーキテクチャの確立と、それに基づいたネットワーク設計図の作成を目的としたプロジェクト「AKARI」が立ち上げられた。AKARIプロジェクトでは、議論を重ね、2007年4月に、新ネットワークアーキテクチャの原理と手法、基本構成、その検証のためのテストベッドに対する要求条件等からなる「新世代ネットワークアーキテクチャAKARI概念設計書」を取りまとめ、公表。

AKARIプロジェクトのURL： http://akari-project.nict.go.jp/

日本

AKARI ＆委託研究

・欧州全域をカバーする研究ネットワーク・欧州の3,000を超える学術研究機関が研究活動に関する最新の重要情報等を共有可能

GÉANT

・NICTが運営する研究開発テストベットNW。全国にアクセスポイントを設置し、産学官連携によるNW研究やその実証実験、応用研究等に活用。新世代NWのテストベッドとなることを目指す

JGN2plus

FIND

• 多種のアーキテクチャを実証するためにプログラマブルで、テストベッドを連携(Federate)するグローバルな実験設備構築を目指す

FP7

・NICTが推進している新世代NWに関する研究活動であり、新しいNWアーキテクチャの確立と、それに基づくNW設計、実証実験の実施等を通じて新世代NWの実現を目指すイニシアティブ



欧州欧州Future InternetFuture Internetの４つの柱の４つの柱

11http://www.future-internet.eu/news/view/article/the-cross-etp-vision-document.html

Internet by and for People：毎日の人びとの生活のサポート、様々なビジネスの生成、障壁の除去

Internet of Contents and Knowledge：次世代のWebサービスの提供

Internet of Things：センサーネットワーク、ユビキタスネットワークの提供

Internet of Services：インターネットスケールのサービスコンピューティングの提供。クラウドコンピューティングへの取り組み



研究開発戦略ワーキンググループの成果報告詳細

～新世代ネットワーク技術戦略～



中内中内清秀清秀

[email protected]@nict.go.jp




目次目次

1. 日本のネットワークを取り巻く状況

2. 新世代ネットワークの５つのターゲット

3. 新世代ネットワーク技術戦略

4. まとめ

13



技術要件から５つのネットワークターゲットへ技術要件から５つのネットワークターゲットへ

14


機能要件から挑戦的技術課題（NWターゲット）を抽出






エネルギー

文化生活多様化

災害医療

食糧防犯

事故国内地域格差

少子・高齢化国際経済格差

教育サイバーセキュリ

ティ

メディア融合知識社会

生産性向上

新価値流通ｅデモクラシー

エンターテイメント

フロンティア

地球

社会

生活Five Future Network Targets

多様性の許容新しい価値観の創造

顕在化する社会問題の解決





価値を創造するネットワーク価値を創造するネットワーク

15


サービス創造およびメディア創造を誘発し、新たな価値を創出するネットワーク・情報社会から知識社会への変革による価値を創造するネットワーク・アイデアを形にする新産業の創出、およびそれを支えるネットワーク



トラスタブルネットワークトラスタブルネットワーク

16


高信頼性ネットワーク・さまざまな脅威や障害

を前提としつつも、持続可能で安定したネットワークの実現

・プライバシー保護などの安全性と利便性の高さを両立したネットワーク利用環境の提供



生活環境を支えるネットワーク生活環境を支えるネットワーク

17


あらゆるシーンにおいて生活者を支援するセンサー・アクチュエータネットワーク生活環境に存在する膨大な量のセンサー・アクチュエータを地球規模であまねく接続、統合管理、リアルタイムセンサーデータ処理が可能な大規模センサー・アクチュエータインフラ



制約を意識しないネットワーク制約を意識しないネットワーク

18


ネットワークの制約を意識せずに使える快適なネットワーク・要求条件に合わせて

異なるネットワークを同時運用可能な多様性を収容するネットワーク

・ヘテロなネットワークにおいても首尾一貫としたサービスが可能なユニファイドネットワーク

・ユーザのリテラシーに応じたサービス提供が可能な“OMOTENASHI”ネットワーク



地球にやさしいネットワーク地球にやさしいネットワーク

19


持続発展可能型ネットワーク・情報を超低エネルギーで流通可能な「グリーンネットワーク」・限られた周波数を多数の利用者、多様なアプライアンスで共用する「周波数高効率型ワイヤレスネットワーク」



新世代ネットワークファンダメンタルズ新世代ネットワークファンダメンタルズ

20


量的にも質的にも、超巨大なシステムの持続的運用が可能なネットワーク基盤･超大規模化、複雑化、多様化などに代表される新世代ネットワークの属性や状況に対応･多様な価値基準・機能性能指標に対応した基盤ネットワーク



生活環境生活環境NWNW -- 目標と効果目標と効果

21

技術目標

目標ネットワーク

効果

あらゆるシーンにおいて生活者を支援するセンサー・アクチュエータネットワーク・生活環境に存在する膨大な量のセンサー・アクチュエータを地球規模であまねく接続、統合管理する大規模センサー・アクチュエータインフラと、その上で適応的かつリアルタイムにセンサーデータを処理することが可能なミドルウェアから構成される地球規模環境感知ネットワーク

グローバルセンサー･アクチュエータクラウド･生活環境に存在する膨大なセンサー・アクチュエータのクラウド化による統合管理制御技術・ 10兆個/年の物流追跡、1000万ユーザのライブ生体モニタリングといったセンシングサービスにおいて流

通する膨大な量のセンサーデータに対するリアルタイム処理と実世界とのインタラクション技術

あらゆる生活シーンでのICT支援を実現・大規模で高精度な流通管理により，食の安全を実現・高精度な生体モニタリングにより，高度ヘルスケアを実現・低遅延で高精度な異常・障害検知により，交通事故防止や防災減災を実現・広域環境モニタリングにより，自然環境保全を実現




生活環境生活環境NWNW -- 重点技術重点技術

22

重点技術２

重点技術１

① センサー･アクチュエータノード技術(省エネ、実装)・超省電力、超高精度、超軽量等、極限的な状況に置かれるセンサー・アクチュエータのノードハードウェア・ミドルウェア設計技術

② センサー・アクチュエータクラウド構成・制御技術・体内マイクロマシンレベルから地球、宇宙といった広大な空間に散在する超分散ノードに至る多様なノードによるセンサー・クラウド構成技術

③ クラウド自己組織化技術・接続可能なネットワークや隣接センサー・アクチュエータを自律検出・接続するクラウド自己組織化技術

量的爆発を支えるネットワーク

見守ってくれるネットワーク① 環境適応センシング技術

・収集した1次センサーデータの分析結果から、環境やユーザ個人のプロファイルやコンテキストを自動学習し、それに基づくセンサー・アクチュエータ自動設定技術

② インネットワークプロセッシング技術・データオリエンテッドネットワーク技術を活用した、リアルタイムで柔軟性の高い可逆集約型インネットワークプロセッシング技術

③ ワイヤレスネットワーク仮想化技術・目的や用途、個人のコンテキストに応じて動的に構築可能なオンデマンドセキュア仮想ネットワーク技術




海外における関連研究海外における関連研究 -- SENSEISENSEI

23

http://www.sensei-project.eu/

SENSEIプロジェクト（欧州 FP7）NWGNアーキテクチャをセンサー・アクチュエータNW，コンテキストアウェアの視点から検討．大規模センサーテストベッド構築．

SENSEI Vision

Scenario: Smart City



非制約非制約NWNW -- 目標と効果目標と効果

24

技術目標

目標ネットワーク

効果

ネットワークの制約を意識せずに使える快適なネットワーク・要求条件に合わせて異なるネットワークを同時運用可能な多様性を収容するネットワーク・ヘテロなネットワークにおいても首尾一貫としたサービスが可能なユニファイドネットワーク・ユーザのリテラシーに応じたサービス提供が可能な“OMOTENASHI”ネットワーク

多種多様な要求に対応できるネットワーク技術

・サービス単位等に合わせた異なる仕様のネットワークを複数運用可能な技術

・ユニファイドネットワークにおけるエンド・ツー・エンドでの最適伝送を可能とする技術・複雑な設定を必要とせず、ストレス無くネットワークサービスを利用可能な技術

個人やサービスにカスタマイズされたネットワークを提供・遅延や揺らぎの少ないカスタマイズネットワークにより、高度遠隔医療の実現・超高精細かつ同期・安定した通信により、臨場感の高いテレワークや遠隔教育の実現・統合管理ネットワークにより、大災害時でも機能するネットワーク社会基盤の実現・ネットワークサービス利用容易化により、格差是正や誰もが使える電子政府の実現




非制約非制約NWNW -- 重点技術重点技術(1/2)(1/2)

25

重点技術２

重点技術１

① 仮想ネットワーク実現のためのノードおよびネットワークリソース仮想化技術

・マルチレイヤーでの仮想ネットワークを提供するため、複数レイヤーにおけるプロセッシング機能等を含めたノードおよびネットワークリソースの仮想化技術

② 物理ネットワーク上での仮想ネットワーク構築技術

・ヘテロな物理ネットワークリソース上へ仮想ネットワークリソースをマッピングし、複数の仮想ネットワークを構築するためのネットワーク構築・運用・管理技術

③ 適切なリソースを利用した新規/一時的機能の動的起動（アダプティブ・カスタムネットワーク）技術・ネットワーク構成やトラヒックの動的変化等への対応、および新規機能の動的追加等へ対応可能とするための適切なリソースを活用した動的機能の起動技術

多様性を収容するネットワーク

ネットワークユニフィケーション① パス/パケット統合ネットワークにおけるデータ伝送技術

・パス/パケット伝送を統合するネットワークアーキテクチャ、およびフローの特性に応じたルートや伝送方式でのデータ伝送を実現する技術

② 無線/有線統合ネットワークにおけるデータ伝送技術

・粗密な無線ネットワークや光有線ネットワーク伝送を統合するネットワークアーキテクチャ、およびフローの特性に応じたルートや伝送方式でのデータ伝送を実現する技術

③ 光/電気/無線＆パス/パケットのマルチ統合ネットワーク構築・運用技術・無線/有線、光/電気、パス/パケット伝送を統合したユニファイドネットワークでのデータ伝送、および運用・管理技術




非制約非制約NWNW -- 重点技術重点技術(2/2)(2/2)

26

重点技術３

① 自動ネットワークコンフィギュレーション技術・無線/有線、光/電気、パス/パケットを統合したユニファイドネットワークを負荷なくユーザが利用可能とするためのネットワーク容易利用技術

② ネットワーク状況可視化と自律型ネットワーク技術

・ネットワーク状況や様々なネットワーク問題を可視化し、またユーザの意図に応じた問題解決対応をしつつネットワークを最適に保つ自律ネットワーク技術

③ ユーザデータ制御ネットワーク技術

・ネットワーク利用者のデータを発見且つ管理するアーキテクチャ、およびユーザ希望に従ったネットワーク上のユーザデータ制御を可能とする技術

“OMOTENASHI”ネットワーク




海外における関連研究海外における関連研究 -- GENIGENI

27

http://www.geni.net/

GENIプロジェクト（米国NSF）様々なNWGNアーキテクチャを検証するための大規模テストベッド

Mobile Wireless Network Edge Site

Sensor Network

Federated International Infrastructure

Federated

Deeply programmableVirtualized

Programmable & federated, with end-to-end virtualized “slices”



海外における関連研究海外における関連研究 -- GENIGENI

28

DRAGON core nodes,MAX WAIL, U. Wisconsin-Madison DieselNet, U. Mass Amherst

ViSE, U. Mass Amherst SPPs, Wash U. ORBIT, Rutgers WINLAB



まとめまとめ

ビジョン・技術要件からの「ニーズ」、技術チャレンジという「バリュー」、先端ネットワーク技術という「シーズ」を、利用者・社会的効果の視点から、五つの挑戦的ネットワークターゲットに再構成

今後、本フォーラム研究開発戦略WGでは、五つのネットワークターゲットとNWGNファンダメンタルズに対応したSWGにおいて技術戦略を深耕していく予定

29

研究開発戦略ワーキンググループの...

Documents

Transcript of 研究開発戦略ワーキンググループの...