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IoT 向け国際無線標準規格Wi-SUNを用いた有無線統合ネットワーク仮想化システムを開発
—多種多様な無線センサー・メーターをネットワーク仮想化技術により安全に個別分離—

[2016年4月7日]

京都大学大学院情報学研究科の原田博司教授の研究グループは、株式会社ACCESS（本社：東京都千代田区）と共同で”モノ”のインターネット（Internet of Things、以下IoT）向け国際無線標準規格Wi-SUNを利用した有無線統合ネットワーク仮想化システムを世界初で開発しました。このシステムは、WI-SUN機能を用いた共通の無線、有線統合IoTネットワーク基盤の上でネットワーク仮想化技術を用いて複数の利用者がそれぞれ独立にセキュリティを保ちつつ情報収集、機器の制御管理を行うものです。本開発により電気・ガス、通信などインフラを有する事業者は、自社の同一インフラ上に、高いセキュリティ・運用性を担保しつつ、他の複数の IoTサービスを柔軟に追加で収容することが期待でき、設備投資、運用コストの大幅な低減が期待できることとなります。

背　景

現在、あらゆるモノが有無線を駆使し相互通信することによりインターネットに繋がり、自動制御・検針等の従来にないサービスが可能になるIoTに関する、研究・開発・導入が進められつつあります。これに伴い、

（１）多様化し、次々と新規開発される各種サービス用通信システムに迅速に対応できない、
（２）サービス毎に IoT ネットワークを構築するため、回線の工事や敷設等の設備投資が増大、
（３）IoTデバイスの種類やサービスの多様化に伴う、IoTネットワークの設定、変更等の管理が複雑化、エンドユーザサポートの増加による運用コストが増大、
（４）各 IoTネットワークのセキュリティモデルが異なるため、複雑さが増し、IoT セキュリティ設計が困難、

という課題がありました。この解決策として有線ネットワークでは、ネットワーク仮想化技術もしくはソフトウェア定義型ネットワークSDN（Software Defined Networking）が検討されています。しかし、Wi-SUNに代表されるIoT用の世界標準無線通信と有線通信の統合システムに対応した・ネットワーク仮想化技術はありませんでした。

今回の成果

今回、WI-SUN機能を用いた無線、有線を統合した共通のIoTネットワーク基盤の上でネットワーク仮想化技術を用いて複数の利用者がそれぞれ独立にセキュリティを保ちつつ情報収集、機器の制御管理を行うIoT 向け有無線統合ネットワーク仮想化SDNシステムの開発を行いました。 このシステムは、主に有無線ネットワーク仮想化を実現するSDNコントローラー搭載したWoT(Web of Things)サーバー、各種IoTデバイスとWi-SUN無線通信システムを用いて接続する有無線ネットワーク仮想化対応SDNクライアントを搭載したWi-SUN-SDNルータ、およびこのルータにつながるWi-SUN機能を搭載したセンサー、メーター用IoTデバイスからなります。

このIoTデバイスを用いて、新しい独立したネットワークを構成したい場合、WoTサーバーは、必要な仮想ネットワークの追加、構成設定、構成変更等の設定を行います。それに呼応してWi-SUN-SDNルータは必要となるデバイスから必要な情報を収集し、WoTサーバーまで伝送します。そして、WoTサーバーは、その収集したデータをそれぞれの利用者が構築したクラウド、サーバーまで安全に伝送します。

今回はIoTデバイスとして、Wi-SUN通信機能が搭載された温湿度センサー、消費電力センサーを複数利用し、Wi-SUN-SDNルータに１対Nで接続させ、さらにWoTサーバーが複数の独立するネットワークを遠隔で構築し、情報収集できるネットワークを構築しました。

» 図1：開発したシステム図

今後の展望

京都大学は、今後、今回開発したシステムの大規模実証、標準化を行うことを検討しています。また、株式会社ACCESSは、この評価用プロトタイプの適用先として、既に広域にインフラを有し、各種 IoT サービストラフィックを収容したい事業者、既存通信インフラを IoTサービスに向けて利活用したい IoT サービス事業者に提供する予定です。

なお、本研究は総務省戦略的情報通信研究開発推進事業（SCOPE）の委託により実施いたしました。

[本件に関する問い合わせ先] 京都大学 大学院情報学研究科 通信情報システム専攻 ディジタル通信分野 原田　博司 Tel: 075-753-5317, Fax: 075-753-4982 E-mail: contact ＠ dco.cce.i.kyoto-u.ac.jp 株式会社ACCESS 広報担当 半澤 美雪 Tel: 03-6853-9087,　Fax: 03-6853-9089 E-mail: miyuki.hanzawa@access-company.com