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インターネット自動車における インターネット移動体通信技術 慶応大学/WIDE Project インターネット自動車分科会 2003年11月20-21日 私達インターネット自動車プロジェクトは、自動車をインターネットに接続し、情報を交換するためのシステムに関する研究を、 1996年より行ってきました。自動車は、モバイルインターネットのテストベットして適していました。なぜなら、自動車はバッテリ を搭載し、人間の意志に従って人間と共に移動し、グローバルに分散するオブジェクトだからです。自動車のインターネット接 続性は、自動車の持つ情報の利用を促進するのみならず、私達にとっての普遍的なデジタルコミュニケーション環境を実現 すると、私達は考えています。 （提供：InternetITS ホームページより） 私達が携わってきたプロジェクトとしては、プローブ情報サービスを研究開発するIPCarプロジェクトや、インター ネットをITSのインフラとして利用するインターネットITSプロジェクトなどがあります。これらのプロジェクトを通して、 研究成果を実証実験しその有効性を確かめたり、実際のサービスに組み込むことで次の研究課題を洗い出すとこ ができました。 関連URL http://www.sfc.wide.ad.jp/InternetCAR/ http://www.internetits.org/ インターネットを使った自動車情報化実験の推移 年度 特徴 Internet CAR(WIDE) 1996 1997 1998 初めての実 Mobile IPの導 専用機の投入 験 入 台数 地域 1 藤沢 7 藤沢 10 10 藤沢、奈良、石川 港北 車種 •実験車 •一般車 •一般車 •実験車 •PC •Note PC •sic2000 取得情報 •位置 •車速 •ワイパー •ライト •位置 •車速 •ワイパー 通信機器 •DoPa •DoPa •PHS •無線LAN 車載機 IPCar(JSK) 1999 2000 プローブの可能性 社会実験 検証 2001 精度向上 Internet ITS 2001 2002 基盤技術の確立、 ビジネスモデ IPv6 ル模索 270 横浜 270 横浜 1640 川崎、名古屋 1490 名古屋 •タクシー •バス •タクシー •一般車 •タクシー •専用機 •タクシー •バス •営業者 •トラック •塵芥車 •専用機 •専用機 •専用機 •専用機 •位置 •車速 •ワイパー •位置 •車速 •ワイパー •位置 •車速 •ワイパー •位置 •車速 •ウインカー •サイド •位置 •車速 •ワイパー •実車/空車 •DoPa •無線LAN •DoPa •DoPa •DoPa •DoPa, CPA, PHS, AirH”, 無線 LAN, DSRC 2003 ビジネスモデ ル確立、モバ イルネットワー ク 1490+30 名古屋、横浜 •バス •タクシー •専用機 •車載ルータ •センサーノー ド •位置 •位置 •車速 •車速 •車外カメラ •温度 •加速度 •ウインカー •DoPa •DoPa •SWIFTCOM •無線LAN •AirH” デモ展示概要 自動車は移動するため無線通信メディアを利用しますが、無線通信メディアはセル範囲が限られているので、必要に 応じて基地局を切り替える必要があります。一般的に基地局を切り替えることは、インターネット接続ポイントの変更を 意味します。インターネットの接続ポイントを変更するとインターネット上での計算機の識別子であるIPアドレスが変化 するため、接続中のセッションが切断されたり、通信相手の特定ができなくなったりする問題が起こります。これらの問 題を解決するため、Network Mobility(NEMO)という技術が考えられています。当研究グループではこの技術のデモ展 示を行っています。 1. Internet carがどこにいてもIPアドレスが変わら ないのでいつでもwebカメラに着信することがで きる。(着信可能性) 2. Webカメラを見ているときにネットワークが変 わってもIPアドレスは変わらないので、通信は途 切れない。(移動透過性) 家のパソコン HA1 IPセンサのIPアドレスは変わらないので、 center01 webサーバは用意にセンサのデータを 管理できる。IPアドレスは世界でただひとつを認 識できる識別子です。 Center01 Webサーバ Network1 Network2 Network3 Network4 Mobile Network内にいるNodeは不変のIPアドレ スをつかえるので、ネットワークを移動しても、音楽 ストリーミングが途切れることがない。 MR Webカメラ ルータ CN1 IPセンサ 音楽ストリーム サーバ Internet Carは搭載しているMRが作り出すネットワークが 不変なので、そのネットワーク内にいるノードはいつも不変 のIPアドレスを用いて、通信を行える。 当研究グループではInternet Carにたくさんの計算機、セン サを搭載する研究を行っているので、この技術はInternet Carにとって必須の技術です。 MNN Internet Car ルータ Network1 2001:1::/64 Network2 Network3 2001:2::/64 2001:3::/64 Network4 2001:4::/64 2001:1::2 家のパソコン HA MRはどのネットワークに接続 しても、HAの移動体支援に よって下流のネットワークプレ フィクスを変更する必要はない。 CoA（上流のネットワークからも らうアドレス） MR Mobile Router Address 2001:1:0:1::1 2001:2::2 CN１ Center01 webサーバ 音楽ストリーミングサーバ Internet Carはどのネット ワークに接続してもMRが 作り出すネットワークプレ フィクスは変わらない。 IPセンサ Webカメラ 2001:1:0:1::/64 Mobile Network （Internet Car） MNN Network Mobilityの概要 Binding Cache 1. まず、自動車に搭載したMRは移動先 Binding Update MRがHAに現在の CoAを知らせること。 BC MRのHoAとMRのCoAと対応 付けを管理するデータベース のネットワークからCoAを取得する。MRは そのCoAを自らのMobile Router Addressと 一緒にHAへ教える。（Binding Update) 2. HAはMRから教えてもらったCoAをMR Home Agent Binding Cacheを 管理し、Mobile Network宛のパ ケットの転送を行 うルータ Interne t HA MNN ネットワーク カメラ CN 3. MRとCNとの通信はいったんHAが受け Correspondent Node 取り、HAはそのパケットをBinding Cache 通信相手の計算機 に入っているデータをもとにMRに転送し てやる。 Network1 Mobile Router ネットワークを移 動するルータ MNN のMobile Router Addressと対応付けた データをBinding Cacheに格納する。 ワイパー センサ 4. MRのCoAが変化してもCNにはその変 Care of Address CoA MNが実際に接続 しているアドレス MR MNN MNN 加速度 センサ 気温 センサ … 自動車はたくさんのノードの集合体 化を意識させることがない。CNは変わら ずにMNのMobile Router Addressに通信 を送ることができる。 Mobile Network Node Mobile IP を使用し て移動する計算機 MRは常に同じprefixを広告することができ るので、MRからRouter Advertisementを受 け取るノードは全て、上の利点を享受でき る。 Network Mobilityがなかったら IPv6のIPアドレス Interne t 通信相手 2001:1::ABCD?? 2001:2::ABCD?? Network prefix ネットワークが変 化すると変化する 2001:1:1:: Network1 Network2 2001:1::/64 2001:2::/64 ルータ 2001:1::A:B:C:D Interface ID ルータ 2001:2::A:B:C:D Interface固有のID A:B:C:D IPv6のアドレスは「Network prefix + Interface ID」からなっている ため、ネットワークが変わると自動車に搭載しているルータのIPア ドレスは変化してしまう。 1. そのため、通信相手は変化したIPアドレスと、もとのIPアドレス を同一の計算機のIPアドレスであることを認識できない。 2. また、通信相手は自動車に搭載したルータのIPアドレスが 次々変わるため、着信することができない。 IPセンサの概要 ネットワーク（TCP/IP）接続され、IP Sensor BoardにOS（μITRON）にIPv6とSNMPクライアントを搭載し た超小型IPセンサーボードです。 IPセンサ ■特徴 •OSにμITRON（NORTi）を使用 •組み込み機器に良く使われるH8マイコン (H8/3069F)を使用 •ROMは、マイコン内蔵を使用 •IPv6通信機能 •イーサネット経由での電源供給 Power on Ethernet(IEEE802.3af)に対応 •基板サイズが名刺サイズと小さくすむため、取付 け場所が柔軟 サーバに 情報収集 internet ルータ Network(TCP/IP) サーバ SNMP ・・・・・ ﾌﾞﾚｰｷ IPv6 SNMP 温度 ﾜｲﾊﾟｰ ｼｰﾄﾍﾞﾙﾄ IP Sensor Board