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2013年6月11日

独立行政法人 情報通信研究機構
http://www.nict.go.jp/

仮想化対応WiFiネットワークを開発
〜無線LAN基地局仮想化によって混雑時でもつながるWiFi通信を実現〜

　独立行政法人 情報通信研究機構（以下「NICT」、理事長：坂内 正夫）は、重要性や緊急性が高いなど特定のWiFi通信について、そのつながりやすさを優先的に向上させることができる「仮想化対応WiFiネットワーク」の開発に成功しました。本成果によって、利用者が密集して無線LANが混雑している場合でも、低遅延が要求されるVoIP通信などを優先的につながりやすくするWiFiネットワークの構築が可能になります。本成果は、今後普及が進む大規模センサーネットワークにおいて、低遅延が要求されるサービス等へのWiFiネットワークの利用促進にもつながるものと期待されます。
　なお、本成果は、6月12日（水）〜14日（金）に幕張メッセで開催される「Interop Tokyo 2013」で展示します。

【背景】
　スマートフォンの普及が進み、急増するモバイルトラフィックの収容先として、WiFiホットスポット等のWiFiネットワークの重要性が高まっています。しかし、WiFiネットワークは、接続端末数が増加すると、それに応じて利用者全体の通信品質が均一的に低下するような通信プロトコルを採用しているため、特定の通信の品質を優先的に改善することができず、低遅延が要求されるVoIP等のアプリケーションをWiFiネットワークで安定的に利用することは困難でした。
　NICTは、2020年頃の実用化を目指した新世代ネットワークの研究開発を推進しており、その一環として、ネットワーク仮想化技術の研究開発に取り組んでいます。有線ネットワークにおいては、特定の通信の品質を優先的に確保する専用ネットワークの提供手段として期待されますが、無線LAN等においては通信プロトコル上の制約や端末の移動等を考慮する必要があり、有線ネットワークと同様の方法で専用ネットワークを提供することはできませんでした。

【今回の成果】
　このたびNICTは、WiFiネットワークが混雑している環境下において、重要性や緊急性が高いなど特定のWiFi通信について、以下の2つの技術を開発することにより、他のWiFi通信よりも優先的につながりやすくなる「仮想化対応WiFiネットワーク」を開発しました。これらの技術は、既存のWiFi通信と同じ通信プロトコルを利用し、また、すべての制御をネットワーク側で行うため、端末に新たに専用ソフトウェアなどをインストールする必要はありません。

（1）「仮想基地局構成技術」
　物理的なWiFiネットワーク上に、通信の重要性等に応じて柔軟にネットワーク資源（無線周波数）を配分することが可能な仮想基地局をソフトウェアとして実現しました。仮想基地局は、“共用”と“専用”の仮想基地局に区分可能で、重要性の高い通信などは優先的に無線周波数が確保される専用仮想基地局に接続されます。WiFi通信の重要性やアプリケーション種別等は、通信パケットのあて先や送信元のアドレス情報等を基にパケット毎にオープンフローによって識別されます。

（2）「仮想基地局間ハンドオーバ技術」
　共用の仮想基地局にアクセスが集中し、利用者全体の通信品質が低下した場合、特定のWiFi通信を専用の仮想基地局にハンドオーバさせることで、通信品質を改善する技術です。事前にハンドオーバ元の仮想基地局の接続情報等をハンドオーバ先となる仮想基地局に通知することで、データ損失やサービスの中断のないスムーズなハンドオーバを実現します。端末が移動する場合にも、通信品質が確保されたまま、専用仮想基地局が切り替わります。

　実証実験では、開発した仮想化対応WiFiネットワークに、VoIP、映像ストリーミング、Web、オンラインストレージ等を利用するWiFi端末が密集する環境を構築し、WiFiネットワークが混雑状態でもVoIPサービスにおける呼の確立時間と音声の遅延時間の増加を抑制できることを確認しました。

【今後の展望】
　本成果により、今後普及が進むセンサーネットワークにおいて、低遅延が要求されるサービス等へのWiFiネットワーク利用促進等が期待されます。今後NICTでは、仮想化対応WiFiネットワークを広域展開したテストベッドを構築し、大規模センサーネットワークのための無線インフラとしての実用性を検証する予定です。
　なお、6月12日（水）〜14日（金）に幕張メッセで開催される「Interop Tokyo 2013」において本成果を展示します。