920MHz帯におけるOKIの取り組み紹介
920MHz帯におけるOKIの取り組み紹介
920MHz帯におけるOKIの取り組み紹介
You also want an ePaper? Increase the reach of your titles
YUMPU automatically turns print PDFs into web optimized ePapers that Google loves.
920/950MHz 帯 における<br />
OKIの の 取 り 組 み<br />
© Copyright 2011 Oki Electric Industry Co., Ltd.
アジェンダ<br />
スマートグリッドとスマートメータ<br />
OKIのマルチホップネットワーク 技 術<br />
大 規 模 ・ 高 信 頼 マルチホップネットワーク<br />
省 電 力 ホームエリアネットワーク<br />
( 参 考 出 展 ) 920MHz 試 作 機<br />
© Copyright 2011 Oki Electric Industry Co., Ltd. 2
スマートグリッドとスマートメータ<br />
© Copyright 2011 Oki Electric Industry Co., Ltd. 3
各 国 のスマートグリッド<br />
「スマートグリッド」に 対 する 期 待<br />
米 国 : グリーンニューディール 政 策 として、 電 力 インフラの 安 定 化 と 新 サービス 創 出 に<br />
向 けて、45 億 ドル 投 資<br />
欧 州 : 電 力 の 不 正 利 用 防 止 と 再 生 可 能 エネルギーの 拡 張 に 向 けて、スマートメータ<br />
導 入 加 速<br />
日 本 : 安 定 した 電 力 網 を 維 持 しながら、 地 域 で 再 生 可 能 エネルギーの 地 産 地 消 を 目<br />
指 す「スマートコミュニティ」<br />
経 済 産 業 省 資 料 より<br />
© Copyright 2011 Oki Electric Industry Co., Ltd. 4
経 済 産 業 省 のスマートメータに 関 する 政 策 1<br />
電 力 使 用 量 、 発 電 状 況 (ピーク 電 力 )、 価 格 情 報 等 を 家 庭 にフィードバックするこ<br />
とで、 家 庭 内 電 力 機 器 を 効 率 よく 制 御 できる。<br />
⇒スマートメータの 普 及 が、HEMS 普 及 のカギ<br />
資 源 エネルギー 政 策 の 見 直 しの 基 本 方 針<br />
出 典 : 経 済 産 業 省 資 料<br />
© Copyright 2011 Oki Electric Industry Co., Ltd. 5
経 済 産 業 省 のスマートメータに 関 する 政 策 2<br />
スマートメータ 制 度 検 討 会<br />
出 典 : 経 済 産 業 省 資 料<br />
© Copyright 2011 Oki Electric Industry Co., Ltd. 6
OKIのマルチホップNW 技 術<br />
© Copyright 2011 Oki Electric Industry Co., Ltd. 7
マルチホップネットワークの 適 用 領 域<br />
920/950MHzでマルチホップ 通 信 を 行 なうことで 高 い 到 達 性 を 実 現<br />
屋 外 環 境 に 適 した した 大 規 模 ・ 高 信 頼 マルチホップNW<br />
マルチホップNW<br />
HEMS HEMS 及 びホームICTサービスの 基 盤 となる となる 省 電 力 ホームエリアNW<br />
ホームエリアNW<br />
1 大 規 模 ・ 高 信 頼 マルチホップNW<br />
2 省 電 力 ホームエリアNW<br />
ヘルスケア<br />
ホームICT<br />
環 境<br />
見 える 化<br />
防 犯 / 見 守 り<br />
電 力 消 費<br />
見 える 化<br />
ホームコントロール<br />
HEMS<br />
IP<br />
網<br />
光 アクセス 回 線<br />
ホームゲートウェイ<br />
スマートメーター<br />
パワコン 制 御<br />
( 逆 潮 流 対 策 )<br />
EV 充 放 電 管 理<br />
© Copyright 2011 Oki Electric Industry Co., Ltd. 8
1 大 規 模 ・ 高 信 頼 マルチホップNW<br />
ヘルスケア<br />
ホームICT<br />
環 境<br />
見 える 化<br />
防 犯 / 見 守 り<br />
電 力 消 費<br />
見 える 化<br />
ホームコントロール<br />
HEMS<br />
IP<br />
網<br />
光 アクセス 回 線<br />
ホームゲートウェイ<br />
スマートメーター<br />
パワコン 制 御<br />
( 逆 潮 流 対 策 )<br />
EV 充 放 電 管 理<br />
© Copyright 2011 Oki Electric Industry Co., Ltd. 9
大 規 模 ・ 高 信 頼 マルチホップ 技 術<br />
ZigBeeのManytoOne 方 式 を 改 良 することで、 大 規 模 かつ 高 信 頼 のNWを 実 現<br />
特 徴<br />
制 御 トラフィック 量 の 削 減 により,ノード 数 増 加 に 対 する 大 規 模 化 に 対 応<br />
再 送 機 能 や 経 路 切 替 機 能 により, 屋 外 環 境 でのリンク 品 質 の 変 動 に 対 応<br />
BSの 障 害 を 自 律 的 に 検 出 し, 動 的 に 隣 接 BSに 切 替 えることで 耐 障 害 性 に<br />
対 応<br />
BS<br />
1) 大 規 模 化 :ブロードキャストの 廃 止<br />
×<br />
3) 耐 障 害 性 :BSの 動 的 切 替<br />
×<br />
×<br />
BS<br />
2) 屋 外 環 境 : 障 害 物 によるリンク 品 質 変 動<br />
© Copyright 2011 Oki Electric Industry Co., Ltd. 10
大 規 模 NW 実 証 実 験 例<br />
屋 内 外 で100 台 規 模 の 動 作 実 験 を 実 施<br />
住 宅 街 、 集 合 住 宅 (パイプシャフト 間 )<br />
郊 外<br />
オフィス 内<br />
オフィス 内 での 動 作 例<br />
© Copyright 2011 Oki Electric Industry Co., Ltd. 11
920/950MHz 帯 無 線 国 内 法 令 化 の 動 向<br />
2.4G 帯 より 到 達 性 が 良 く、430MHzより 高 速 伝 送 が 可 能 なバランスの 良 い 周 波 数 帯<br />
2012 年 7 月 の920MHzへの 周 波 数 移 行 により、さらに 性 能 が 向 上 するため、スマート<br />
メータやセンサNW 用 の 通 信 方 式 として 期 待 が 高 まっている<br />
920/950MHz 無 線 の 特 徴<br />
国 内 法 令 改 正 の 動 向<br />
• 干 渉 が 少 ない<br />
• 到 達 性 が 良 い<br />
• 低 消 費 電 力<br />
• 低 コスト<br />
• 大 規 模 マルチホップ<br />
920/950MHz<br />
無 線<br />
改 善<br />
2008.5 950MHzアクティブ 無 線 の 制 度 化<br />
2010.5 周 波 数 拡 張 , 条 件 緩 和<br />
干 渉 回 避 、 省 電 力 化 、 高 速 化 、 低 コスト 化<br />
が 可 能 になり、 注 目 度 向 上<br />
PHS<br />
(1.9GHz)<br />
• 接 続 遅 延<br />
• 市 場 縮 小 方 向<br />
430M<br />
特 小<br />
• 低 スループット<br />
•マルチホップ 不 可<br />
無 線 LAN<br />
(2.4G)<br />
• 距 離 がでない<br />
• 干 渉 問 題<br />
• 消 費 電 力 が 高 い<br />
2012.7 周 波 数 拡 張 , 送 信 出 力 UP<br />
920MHz 帯 への 周 波 数 移 行 による 国 際 協 調<br />
スマートメータ 向 けに 帯 域 幅 を5MHz 拡 張<br />
送 信 出 力 上 限 が 大 幅 にUP<br />
パケット 通 信 に 適 した 条 件 変 更<br />
OKIは 総 務 省 の920/950MHz 制 度 化 におい<br />
て 中 心 的 に 活 動<br />
© Copyright 2011 Oki Electric Industry Co., Ltd. 12
( 参 考 ) 800/900MHz 帯 の 周 波 数 割 当 ての 国 際 動 向<br />
860 870 880 890 900 910 920 930 940 950 960<br />
日 本<br />
915~928MHz<br />
単 位 MHz<br />
950~958MHz<br />
欧 州<br />
米 国<br />
中 国<br />
韓 国<br />
865~868MHz<br />
915~921MHz( 検 討 中 )<br />
902~928MHz<br />
920~925MHz<br />
917~924MHz<br />
豪 州<br />
918~926MHz<br />
© Copyright 2011 Oki Electric Industry Co., Ltd. 13
国 際 標 準 化 の 活 動 1 - IEEE802.15.4d -<br />
PAN 無 線 方 式 であるIEEE802.15.4を 日 本 の950MHz 向 けに 拡 張 した<br />
2009 年 4 月 に 標 準 化 が 完 了 した<br />
変 調 方 式 としてOKI 提 案 のGFSKを 採 用 した<br />
目 的<br />
日 本 で 新 しく 割 り 当 てられた950MHzを 利 用 できるように,IEEE802.15.4の<br />
PHYを 修 正<br />
概 要<br />
周 波 数 :950MHz( 日 本 )<br />
データレート:100Kbps<br />
変 調 方 式 : GFSK(OKI 提 案 ), BPSK<br />
OKIがVice Chair, Secretary, Main Technical Editorを 務 めた<br />
スケジュール<br />
2006 年 7 月 ~2009 年 4 月<br />
© Copyright 2011 Oki Electric Industry Co., Ltd. 14
国 際 標 準 化 の 活 動 2 - IEEE802.15.4g -<br />
スマートメータ 向 けとして、IEEE802.15.4を 拡 張<br />
2011 年 12 月 に 標 準 化 が 完 了 する 予 定<br />
目 的<br />
低 速 無 線 をスマートユーティリティネットワーク(SUN)へ 適 用 するため, 既 存 の<br />
IEEE802.15.4のPHYを 修 正 (スマートメータ 間 通 信 の 無 線 方 式 の 実 現 )<br />
概 要<br />
周 波 数 :950MHz, 2.4GHz 帯 ( 日 本 の 場 合 )<br />
データレート:50kbps、100kbps, 200kbps, 400kbps ( 日 本 -GFSKの 場 合 )<br />
変 調 方 式 : GFSK(15.4dとほぼ 同 等 ), OFDM, DSSS<br />
PHYフレームサイズの 拡 張 :2048オクテット<br />
⇒ Etherフレーム / IPパケットを 考 慮<br />
屋 外 スマートメータ 環 境 下 でのリンクマージンの 最 適 化<br />
⇒ 1ホップで 数 kmの 到 達 距 離 を 目 指 した 変 調 方 式 の 採 用<br />
スケジュール<br />
2008 2009<br />
2010 2011<br />
9 月<br />
SGとして 活 動 開 始<br />
・スコープ, 要 求 条 件<br />
・ターゲット 市 場<br />
1 月<br />
TGに 昇 格<br />
・ 最 終 提 案<br />
・ドラフト 作 成<br />
3 月<br />
ドラフト 完 成<br />
・ 電 子 投 票<br />
・コメント 解 決<br />
SG: Study Group<br />
TG: Task Group<br />
12 月<br />
標 準 化 完<br />
© Copyright 2011 Oki Electric Industry Co., Ltd. 15
国 際 標 準 化 の 活 動 3 - IEEE802.15.4e -<br />
産 業 用 途 向 けに、IEEE802.15.4のMACを 拡 張<br />
2011 年 12 月 に 標 準 化 完 了 の 予 定<br />
目 的<br />
産 業 用 途 のセンサネットワーク 向 けにIEEE802.15.4のMAC 機 能 を 拡 張<br />
TG4g(SUN)で 必 要 な 機 能 も 規 定<br />
スコープ<br />
TDMA、チャネルホッピング、GTS 拡 張 による 高 信 頼 化<br />
アクセス 制 御 の 高 度 化 、 省 電 力 化<br />
エンド 端 末 間 通 信 の 低 遅 延 化<br />
スケジュール<br />
1 月<br />
TGに 昇 格<br />
2008 2009<br />
2010 2011<br />
9 月<br />
最 終 提 案<br />
・ 提 案 マージ<br />
・ドラフト 作 成<br />
3 月<br />
ドラフト 完 成<br />
・ 電 子 投 票<br />
・コメント 解 決<br />
12 月<br />
標 準 化 完<br />
SG: Study Group<br />
TG: Task Group<br />
© Copyright 2011 Oki Electric Industry Co., Ltd. 16
IEEE802.15.4と 周 波 数 ・ 用 途 の 関 係<br />
IEEE802.15.4dとして、 日 本 の950MHzに 対 応 したPHYを 追 加 (2008)<br />
IEEE802.15.4gとして、スマートメータ 向 けPHYを 追 加 (2011)<br />
IEEE802.15.4eとして、 産 業 用 にMAC 拡 張 (2011)<br />
NWレイヤ ZigBeeなど 各 種 方 式<br />
MACレイヤ<br />
IEEE802.15.4e<br />
IEEE802.15.4 MACIEEE802.15.4e IEEE802.15.4 MAC<br />
PHYレイヤ<br />
IEEE802.15.4 PHY<br />
IEEE802.15.4d<br />
IEEE802.15.4g<br />
周 波 数<br />
2.4GHz 920/950MHz 2.4GHz<br />
センサネットワーク 等<br />
スマートメータ<br />
© Copyright 2011 Oki Electric Industry Co., Ltd. 17
2 省 電 力 ホームエリアNW<br />
IP<br />
網<br />
光 アクセス 回 線<br />
ホームゲートウェイ<br />
ヘルスケア<br />
スマートメーター<br />
ホームICT<br />
環 境<br />
見 える 化<br />
防 犯 / 見 守 り<br />
パワコン 制 御<br />
( 逆 潮 流 対 策 )<br />
電 力 消 費<br />
見 える 化<br />
ホームコントロール<br />
HEMS<br />
EV 充 放 電 管 理<br />
図 :スマートグリッド 関 連 サービスの 拡 大<br />
© Copyright 2011 Oki Electric Industry Co., Ltd. 18
低 消 費 電 力 技 術<br />
省 電 力 ルータ 技 術 (IEEE802.15.4eに 採 用 )<br />
エンドデバイスだけでなくルータもスリープできる 技 術<br />
伝 送 遅 延 が 大 きくなる 課 題 あり<br />
トラフィック 発 生<br />
送 信 ノード<br />
DAT<br />
A<br />
起 動 要 求<br />
間 欠 受 信<br />
起 動 応 答<br />
受 信 ノード<br />
R<br />
R<br />
Ack<br />
OKI TURTLE 方 式<br />
周 期 T[s]<br />
経 路 に 合 わせてタイミングを 制 御 することで、 低 遅 延 かつ 低 消 費 電 力 を 実 現<br />
ノード4<br />
トラフィック 発 生<br />
R<br />
起 動 要 求 パケット<br />
データパケット<br />
ノード3<br />
R<br />
起 動 応 答 パケット<br />
ノード2<br />
R<br />
ノード1<br />
© Copyright 2011 Oki Electric Industry Co., Ltd. 19<br />
R
ホームICT<br />
総 務 省 「ネットワーク 「ネットワーク 統 合 制 御 システム システム 標 準 化 推 進 事 業 」(2010 」(2010 年 度 )にて、ホームICTにかか<br />
るインタフェースの るインタフェースの 標 準 化 を 検 討<br />
本 PJではマルチプロトコル、マルチベンダの 多 様 なサービスを なサービスを 低 価 格 で 利 用 可 能 とするために<br />
とするために<br />
各 インターフェース インターフェース 要 件 を 規 定<br />
OKIはホームエリアネットワーク(IF-1)の 通 信 インターフェースの インターフェースの 要 件 策 定 、 標 準 化 を 担 当<br />
図 :インターフェース 構 成<br />
© Copyright 2011 Oki Electric Industry Co., Ltd. 20
システム 構 成<br />
環 境 センサ、Androidタブレット、 映 像 センサ センサ 等 のNWをホームGWで 統 合<br />
OSGiのバンドルを 開 発 し、NTT 等 の 見 える える 化 サービスと 結 合 したテストベットを 構 築<br />
アプリケーション<br />
バンドル<br />
無 線 LAN<br />
モニタ<br />
・タブレット<br />
・スマートフォン<br />
・フォトフレーム<br />
Androidアプリで<br />
見 える 化<br />
API<br />
モニタ<br />
映 像<br />
センサ<br />
4 種<br />
センサ<br />
OSGiPlatform<br />
他 の<br />
NW<br />
有 線 LAN<br />
映 像 センサ<br />
画 像 認 識<br />
画 像 認 識 で<br />
状 況 分 析<br />
•エコーネ<br />
•Remoni<br />
NTT 等 事 業 者 のサービス<br />
I<br />
P<br />
ネ<br />
ッ<br />
ト<br />
ワ<br />
ー<br />
ク<br />
ホームゲートウェイ<br />
センサ<br />
950MHz<br />
省 電 力<br />
マルチホップ<br />
照 度<br />
センサ<br />
温 度<br />
センサ<br />
湿 度<br />
センサ<br />
電 力 量<br />
センサ<br />
センサの<br />
省 電 力 化<br />
設 置 容 易 化<br />
: 開 発 中 / 開 発 済<br />
環 境 / 省 エネASP<br />
© Copyright 2011 Oki Electric Industry Co., Ltd. 21
950MHz 省 電 力 ノード<br />
省 電 力 ノード<br />
接 続 形 態<br />
名 刺 サイズ<br />
機 能<br />
無 線 部<br />
PHY/MAC 層<br />
NW 層<br />
アンテナ<br />
サイズ<br />
センサ<br />
電 源<br />
IF<br />
仕 様<br />
950MHz (ARIB STD-T96 1.1 版 )<br />
IEEE.802.15.4d/15.4e( 省 電 力 対 応 )<br />
マルチホップルーティング 対 応<br />
モノポール(λ/4、-1.1dBi)<br />
W99 x L68.5 x H30<br />
温 度 / 湿 度 / 照 度 センサを 内 蔵<br />
外 部 電 源 (USB)または 単 3 電 池 ×2<br />
RS485( 電 力 計 等 )、232C(PC/センサ 等 )と 接 続 可 能<br />
ホームゲートウェイ<br />
センサIF-BOX<br />
© Copyright 2011 Oki Electric Industry Co., Ltd. 22<br />
・・・<br />
電 力 量 センサ
テストベッドの 様 子 (ホームエリア)<br />
電 力 用 無 線 センサ 温 ・ 湿 ・ 照 度 用 無 線 センサ フォトフレーム<br />
温 ・ 湿 ・ 照 度 用 無 線 センサ<br />
無 線 センサ 基 地 局 (HGWに 接 続 )<br />
電 力 センサ( 裏 の 壁 に 設 置 )<br />
リモコン 赤 外 線 発 行 部<br />
Webカメラ<br />
ラック 内 に 映 像<br />
センサ(PC)<br />
© Copyright 2011 Oki Electric Industry Co., Ltd. 23
( 参 考 出 展 )<br />
920MHz 試 作 機<br />
© Copyright 2011 Oki Electric Industry Co., Ltd. 24
( 参 考 出 展 )920M)<br />
0MHz<br />
無 線 通 信 ユニット<br />
総 務 省 で 審 議 中 の 新 しい 法 令 に 合 わせた920MHz 帯 の 評 価 装<br />
置 を 試 作<br />
IEEE802.15.4dに 準 拠<br />
920MHz 無 線 ユニット<br />
無 線 部<br />
PHY/MAC 層<br />
NW 層<br />
アンテナ<br />
制 御 部<br />
入 出 力 IF<br />
センサIF<br />
電 源<br />
消 費 電 力<br />
サイズ<br />
920MHz<br />
IEEE.802.15.4d<br />
マルチホップルーティング 対 応<br />
<br />
外 付 けロッドアンテナ<br />
CPU:OKI ML67Q4051 (ARM7)<br />
RS232C (Dsub:9pin)<br />
デジタル( 入 力 ×2, 出 力 ×1)<br />
アナログ( 入 力 ×3)<br />
DC 給 電 :5V<br />
約 0.5W<br />
148(W) x 77(D) x 28(H) mm<br />
© Copyright 2011 Oki Electric Industry Co., Ltd. 25
ありがとうございました<br />
© Copyright 2011 Oki Electric Industry Co., Ltd. 26
Change language