Jun Murai Lab.
collaboration with
2004 Nagoya ITS World Congress
IPv6 Mobility Technology for ITS
Port Messe
AONAMI LINE
IPv6 Mobility System for Vehicles
インターネットと自動車
z インターネットの利点
z 共通で安価な通信基盤
z 誰でもどこでも利用可能
z オンデマンド，リアルタイム通信
z 多くの様々な情報
z アプリケーションの例
z WEBブラウジング
z メール
z 音楽及び映像配信
z 家電コントロール
z オンラインゲーム
z 交通情報配信・地図配信
z センサー情報配信
z 自動車の情報化
z カーナビゲーション
z エンターテイメント
z 自動高速料金システム(ETC)
z 渋滞，事故，気象情報 (VICS)
Internet Internet
デモンストレーションシナリオ概要
800MHz EV
800MHz EV--DODOエリアエリア
ポートメッセ（慶応ブース）
IP Camera IP Camera
※ポートメッセ会場は有線回線有り
ＷＬＡＮ
ＷＬＡＮ
遠隔ガイド ＷＬＡＮ
MR（WIDE） MR（KDDI）
800MHz EV-DO 802.11b
WebサイトまたはDB PDA
Pocket MIMAS ＷＬＡＮ
ＷＬＡＮ ＷＬＡＮ
2GHz EV
2GHz EV--DODOエリアエリア
MR（WIDE） MR（KDDI）
2GHz EV-DO 802.11b
カメラ映像
カメラ映像
ツアーバス
カメラカー（3台）
名古屋中心地 名古屋中心地
車に設置したカメラから名古屋中心地の 映像を展示会場およびポートメッセ会場 周辺を回るツアーバスに対して送る。
カメラカーからの映像を800MHz EV-DOとWLANで切り替える。
シームレス通信とメディアによる 情報量の変化をアピール
Pocket MIMASを用いた モバイルネットワーク通信 の体験
無線ネットワーク
ITS backbone Wireless LAN
1x EV-DO PHS
DSRC CDMA2000 1x Internet
z インターネットに接続するには？
z 家：ADSL, 光，有線
z 車：無線ネットワーク
z 多様な無線ネットワーク技術
z 無線LAN
z 携帯網システム (CDMA 2000 1x)
z 様々な通信特徴
z 無線通信範囲
z 通信帯域
z 課金
z 自動車のための無線ネット ワーク
z 移動範囲をカバーするために 複数の無線を利用
z 最適な無線メディアの選択
Servers
Home Office
Internet Internet ポリシーに応じた通信メディア選択
802.11 ＭＲ
sensor
PDA navigation
laptop
1x EV-DO
(800MHz、2GHz)
MR
HA policy
policy
policy
z メディアの通信特性や通信状況に応じた最適な通信メディアの選択
z 例：プローブ情報は， CDMA 2000 1x EV-DO ，メールや音楽は無線LANを利用
z ポリシーに応じた選択判断
z 利用者の好み （オンラインゲームは高速通信でプレイしたい）
z 通信環境における利用可能な通信メディア（無線LANが利用可能）
z 通信中のデータフローの特性
メール，音楽
プローブ情報（気温，
位置情報）
アプリケーションの動的適応
z 利用可能な通信に応じてアプリケーションが動的に対応する技術
z 無線LANが利用出来ない場合でも，通信品質を下げても通信を継続など
z ビデオアプリケーションではフレームレートや解像度を変える
z CDMA2000 1x EV-DO:･64kbps (4~5fps) for upstream, 98kbps (15fps) for downstream.
160x120 resolution
z 無線LAN（802.11b）: 192kbps (15fps) for upstream and downstream, 320x240 resolution
802.11 ＭＲ
sensor
PDA navigation
laptop
1x EV-DO
(800MHz、2GHz)
Internet Internet
MR
HA
320x240 320x240 320x240
160x120 160x120 160x120
相互接続試験
Internet
z 慶應大学 とKDDIのIPv6ネッ トワーク網を用いたオペレー ション
z 利用可能技術
z 移動体ネットワーク
z マルチホーミング技術
MR HA
MR HA
慶應MR KDDI MR
システム構成
カメラカー（3台同一構成）
ノートPC（保守用）
SD
? 1 2 3 45 6 7 8 FDX 100M LINK/ACT
PWRCentreCOM FS708E 8MDI-X8MDI
OR
1X2X3X4X5X6X7X
10BASE-T/100BASE-TX8PORTFASTETHERNETSWITCH
L2スイッチ
USB DO-BOX
IEEE 802.11b
KDDI IPv6
・
・
R R
R
R
HA
R R
WIDE IPv6
AP
大手町 800MHz EV-DO網
WLAN網（IPv6）
R R
R
2GHz EV-DO網 R
PCサーバ MR
（WinXP）
IEEE 802.11b
800MHｚ EV-DO
IPv6 over IPv4トンネル
ツアーバス（1台）
MR PCサーバ
（WinXP）
カメラ
カメラ FDX100M1 2 3 45 6 7 8? SD
LINK/ACT
PWRCentreCOM FS708E 8MDI-X8MDI
OR
1X2X3X4X5X6X7X
10BASE-T/100BASE-TX8PORTFASTETHERNETSWITCH
L2スイッチ
IEEE 802.11b PDA
マイク
ITS世界会議 展示ブース
PCサーバ
（WinXP）
カメラ
マイク
IPv6 over IPv4トンネル
ADSL網
R
コンテンツ サーバ WIDEとKDDIのMRを
両方設置し適宜切替え
カメラカー用にはWIDE MR 2台とKDDI MR 2台を準備
ノートPC（保守用）
WIDE HA 2台、KDDI HA 2台 いずれのHAも全MRを収容可能
Mobile Ad-hoc Network
名刺の紙は無くしたい
z 1万km離れたコンピュータ同士でも、
インターネットで楽々通信
z インターネットは世界的情報基盤
z 互いのEndは、IPアドレスあるいは FQDNが固定
z 信頼ある、バックボーン経路制御
z なぜ、1m離れたPCへの通信が面倒 なの？
→ アドレスやプロトコルの問題もある が、End同士での経路制御が無い 為、インターネットに接続してイン ターネットの経路制御をはさむ必 要があるため
z 赤外線、Bluetoothがあるけど全 然使われてない
z 名刺は今でも殆ど紙だ
z 飛行場でファイルを隣の人に送 りたい!!!
z インターネット繋がってる？
z 携帯電話でつなげる
z アドレス取得できた？
z アドレスの値は何？
z じゃー送るよ
ネットワークの更なる応用
z 直したい現実
z 会議室内で、全員がダイアル アップしてファイルを交換
z 災害時、公衆電話に殺到する
z ネットワークの構築は大変
z アドレスの割当
z ルーターの設定
z 経路の設定
z DNSの設定
z 無線の場合
z 基地局の設置
z チャネルの割当
z セキュリティー
z 無線インタフェースがあるのだから、即座 にネットワーク構築
z 周りに計算機があれば何となく繋がる
z インターネットステーションとなる災害自 動車が乗り入れる
z 被災地でネットワークが構成されイン ターネットに接続される
z 災害ロボットは、動的にネットワーク通信 して災害活動
z 災害報告は、ネットワーク経由
z リモートコントロールもネットワーク越し
Mobile Ad-hoc Network
（
MANET)とは
z Mobile: 動的なトポロジー変化
z ノードは移動する
z Ad-hoc: 自立的トポロジー生成
z インフラ設備に依存せず
z No server, No Access Point, etc
z NETwork: 全てのノードはルータ機能をもつ
z 中間ノードはルータとして動作する、マルチホップ通信
Source
Destination
Source
Destination
AP/AR
Internet
既存のインターネット MANET
インターネット経路制御の新たなる一歩
z
次世代インターネットではあらゆるものがインター ネットに直接接続される
z 携帯電話､乗り物（自動車、飛行機、バス、自転車）、
センサー、ロボット、時計等
z IP
アドレスとトポロジーの階層構造を用いた
ISPベー スの経路制御の限界
z トポロジーは刻々と変わる
z 電話番号のように、物は唯一のアドレスを持って常に 通信
z MIP,NEMO
の技術により実現可能
z ISPベースのIPアドレス体系から、ユーザベースのIP アドレス割り当て体系の復活
インターネット階層構造の新たな概念
z リーフ間の接続 （階層構造のスキップ）
z 動的な、ツリーの継ぎ足し
リーフ
＋
ツリーの継ぎ足し
アドホックネットワークの必要性
z
小型化計算機の発展
z PC,PDA,センサー
z
移動体通信
z
無線技術の発展
z
利用シナリオ
z センサーネットワーク、車車間や路車間ネットワーク、ミリ タリーネットワーク、ロボットネットワーク
アドホックネットワークの活用
z 災害時ネットワーク
z ロボットネットワーク
z AIBO, SDR3X, ASIMO
z パーソナルエリアネットワーク(PAN)
z 自動車間ネットワーク
z 路車間ネットワーク
z 軍事への応用
z 歩兵間ネットワーク、戦車間ネットワーク
z センサーネットワーク
z 中央サーバにデータを収集
アドホックネットワークの特徴
z
計算機の多様性
z 演算能力、バッテリー、通信性能の多様性
z PDA、ラップトップ、携帯電話、センサー、自動車等
z
動的なトポロジー変化に対する対応
z 固定ルータなどは存在せず、各ノードの移動に応じて経 路情報を伝播
z
自立的ネットワーク編成の実現
z 経路情報の伝播
z アドレス情報などの取得
アドホックネットワークの歴史
z 1970年代
z DARPAにおいて、ALOHAプロジェクトやPacket Radio Network (PRNET) の活動
z 無線ブロードキャスト特性を生かした、シングル/マルチホップ通信の可 能性
z 1990年代
z IETF MANET Working Groupで、経路制御のプロトコル標準化スタート
z IEEEで802.11委員会で無線LANのプロトコル標準化スタート
z Ericsson、IBM、Intel、東芝、Nokiaで、Bluetoothの開発および標準化活動 スタート
z 2000年代
z IEEE 802.11a,b,gなど、無線LAN技術の急速なデプロイ化
z IETFで経路制御プロトコルの標準化終了
z AODV,DSR,OLSR,TBRPF
経路制御の区分
z Reactive Protocol
z On-demand型
z 経路が必要なときのみ経路探索および管理
z 通信開始時に経路探索が開始
z 通信期間中のみ経路を管理保持
z シグナルメッセージを減らす
z Proactive Protocol
z Table駆動型
z 既存のRIPやOSPFのように常に経路を管理
z 通信時に即座に経路利用可能
z Hybrid Protocol
z ReactiveとProactive両方を用いた経路制御
Flooding の必要性
z Internet
z 経路情報は、インターネットの階層構造に応じてaggregationが行われて共有. IPアドレスの割当てに応じてトポロジーが決定され、何処にパケットを配送すれば 良いか検討が付く
z アドホックネットワーク
z IPアドレスはノードの識別子でしかなく、移動によりトポロジーも変更
z あるノードを探したいとき
z インターネット: IPアドレスを元に経路検索
z アドホックネットワーク：
z ネットワーク全体に問い合わせが必要(proactive)
z ネットワーク全体での経路交換が必要(reactive)
A B C D
AはDに配送するためには、
Bに配送すれば良いと分かる
A B
C
D
AはDに配送するためには、Dが何処 にいるかネットワーク全体で検索する
インターネット：秩序 MANET：無秩序
Flooding 方式
X
Y
z 送信ノードXはY発見のため経路 探索要求をネットワーク全体に Flooding
z 近隣ノードにブロードキャスト
z 近隣ノードはパケット受け取り後、
z 宛先が自分(Y)だったら処理し て返答
z ID*が同一のパケットは、複数 回処理しないで破棄
z 宛先が違う場合はさらに近隣 ノードにブロードキャスト
z * 同一パケットの配送を避けるた
め、送信パケットにIDを割当てる
•無駄なパケットの送受信
•帯域やバッテリーの消費
•無線の輻輳によるデータ損失
•伝播遅延の増大 問題点