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

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1 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 インターネットを使った自動車情報化実験の推移 Internet CAR(WIDE) IPCar(JSK) Internet ITS 年度 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 特徴 初めての実験 Mobile IPの導入 専用機の投入 プローブの可能性検証 社会実験 精度向上 基盤技術の確立、IPv6 ビジネスモデル模索 ビジネスモデル確立、モバイルネットワーク 台数 1 7 10 270 1640 1490 地域 藤沢 藤沢、奈良、石川 港北 横浜 川崎、名古屋 名古屋 名古屋、横浜 車種 実験車 一般車 タクシー バス 営業者 トラック 塵芥車 車載機 PC Note PC sic2000 専用機 車載ルータ センサーノード 取得情報 位置 車速 ワイパー ライト ウインカー サイド 実車/空車 車外カメラ 温度 加速度 通信機器 DoPa PHS 無線LAN DoPa, CPA, PHS, AirH”, 無線LAN, DSRC SWIFTCOM AirH”

2 デモ展示概要 HA1 CN1 ルータ Center01 Webサーバ MR 音楽ストリーム サーバ MNN IPセンサ Webカメラ
　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 CN1 ルータ 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。 Network1 Network2 Center01 Webサーバ 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 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 IPセンサ Webカメラ Internet Car ルータ Network3 Network1 Network2 Network4 2001:1::/64 2001:3::/64 2001:2::/64 2001:4::/64 2001:1::2 CoA（上流のネットワークからもらうアドレス） HA 家のパソコン 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。 Mobile Router Address 2001:1:0:1::1 MR 2001:2::2 IPセンサ Webカメラ MNN Center01 webサーバ CN１ 2001:1:0:1::/64 音楽ストリーミングサーバ Mobile Network 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。 （Internet Car）

3 Network Mobilityがなかったら
1. まず、自動車に搭載したMRは移動先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のMobile Router Addressと対応付けたデータをBinding Cacheに格納する。 3. MRとCNとの通信はいったんHAが受け取り、HAはそのパケットをBinding Cacheに入っているデータをもとにMRに転送してやる。 4. MRのCoAが変化してもCNにはその変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。 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。 Binding Update MRがHAに現在の CoAを知らせること。 Binding Cache MRのHoAとMRのCoAと対応付けを管理するデータベース BC Internet HA 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 CN Correspondent Node 通信相手の計算機 Network1 MR Care of Address MNが実際に接続 しているアドレス CoA Mobile Router ネットワークを移動するルータ Mobile Network Node Mobile IP を使用し て移動する計算機 MNN MNN MNN MNN ネットワーク カメラ ワイパー センサ 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 Network Mobilityがなかったら IPv6のIPアドレス Internet 2001:1::ABCD?? 2001:2::ABCD?? Network prefix Interface ID 通信相手 ネットワークが変化すると変化する Interface固有のID 2001:1:1:: A:B:C:D Network1 Network2 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。 2001:1::/64 2001:2::/64 ルータ ルータ 2001:1::A:B:C:D 2001:2::A:B:C:D 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 サーバに情報収集 internet ■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 ルータ Network(TCP/IP) サーバ ・・・・・ SNMP IPv6 SNMP IP Sensor Board ﾜｲﾊﾟｰ ｼｰﾄﾍﾞﾙﾄ ﾌﾞﾚｰｷ 温度