All Photonics Network

IOWN構想実現に向けた取り組み

Digital Twin Computing

Cognitive Foundation

IOWN（Innovative Optical and WirelessNetwork）構想実現に向けた取り組み
NTTは，革新的な技術によってスマートな世界を実現するIOWN（アイオン：Innovative Optical and Wireless Network）構想を提唱しました．これは，スマートな世界を実現する，最先端の光関連技術，および情報処理技術を活用した未来のコミュニケーション基盤であり，これまでのインフラの限界を超え，多様性を受容できる豊かな社会の実現をめざすものです．
また，さまざまな業界から広範な知識・見識を有する参加パートナーを募り，協力してIOWN構想の実現・普及をめざすIOWN Global Forumを，インテル，ソニーとともに設立しました．NTTは，多様なパートナーと連携してIOWN構想実現に向けて研究開発を推進していきます．

新たな世界の実現に向けて学技術のみならず，人文科学，社会科

いわしな岩科しげる† 1

みなみはた く に ひ こ † 1

南端 邦彦
ふじわらあらがねようすけ † 1

しんどう

か つ し†1

滋 /荒金 陽助
/進藤 勝志まさかつ † 2藤原 正勝

NTT研究企画部門†2
NTTネットワーク基盤技術研究所†1■消費電力の増加の克服

学の知見をも取り入れる必要がありま

IoTの進展によるネットワーク接続

インターネットやスマートフォンとす．このような技術によって実現したデバイスの爆発的増加は，ネットワー

いった近年の重要なイノベーションに

結果を人間がストレスを感じることなクの負荷を高めるだけでなく，エネル

より社会のあり方は大きく変わってきく自然に享受し，その結果として得らギー消費の面でも大きな懸念になってました．
それに伴い，「所有から利用へ」れる心地良い状態を「ナチュラル」，います（図 ２ ）．また，クラウドサーなどの人々の価値観の変化も現れてき人と環境が調和した世界を「ナチュラビスなどの提供に欠かせないデータセています．さらに今後は社会の情報化

ルハーモニック」と名づけ，これを追ンタの電力消費量の増加も世界的な問がますます加速し，ICTの活用による求していきます．

題となっています．

新たな金融サービスやAI（人工知能）■インターネットの限界の超越

さらに，集積回路の集積度の限界がによる自動運転など，AIやIoT（Inter­

このような世界では，膨大な量の見え始めています．nm（ナノメート

net of Things）技術が生活シーンに情報処理が必要で，既存の情報通信ル）単位という物理的限界に近いレベ取り入れられていくことで，私たちのシステムでは，伝送能力と処理能力ルまで小さくなってきた集積度は，消暮らしは大きく変わるとともに，多種の双方に限界が訪れると考えていま

費電力の増加とともに発熱量が増加す

多様な価値観が出てくることが考えらす．日本国内のインターネット内のることによる集積回路の温度上昇が顕れます ．

1 秒当りの通信量が2006年から約20年著になり，動作周波数の限界も見え始■多様性への対応間で190倍（637 Gbit/sから121 Tbit/s

めています．

（1）

このような多様性に満ちた新たな世へ）になるという推計や，世界全体界を可能とするのは，他者への理解でのデータ量が2010年から15年間で90あり，理解を深めるためには，自分と倍（ 2 ZBから175 ZBへ）に増加す

は違う他者の立場に立った情報や感るという推計があります（図 １ ）．

IOWN（Innovative Opticaland Wireless Network）構想
そこでNTTでは，革新的な技術に覚，他者の目線を通した情報を得るこ

このような状況を既存の情報通信シ

よりこれまでのインフラの限界を超とが大きな助けになるでしょう．このステムのみで解決しようとしたならえ，あらゆる情報を基に個と全体との世界を技術で実現するためには，よりば，通信量のさらなる増加，ネットワー最適化を図り，多様性を受容できる豊高精細で高感度なセンサを開発してよ

クのさらなる複雑化，輻輳などによるかな社会を創るため，光を中心としたり多くの情報を得ることはもちろん，遅延の増加などの重大な課題に直面す

革新的技術を活用した高速大容量通他者の感覚，さらには主観にまでも踏ることになるでしょう．

信，膨大な計算リソース等を提供可能み込んだ情報処理が要求されます．科34

NTT技術ジャーナル 2020.1

な，端末を含むネットワーク ・ 情報処

特 集175 ZB（ZB）
180

理基盤であるIOWN（Innovative Op­ti­cal and Wireless Network）構想を打ち出し，その実現に向けて研究開発を始めています．IOWNでは，「オー160

ルフォトニクス ・ ネットワーク」「デ140

ジタルツインコンピューティング」「コ約 90 倍

120
100

グニティブ ・ ファウンデーション」の３ つの要素によって，以下のようなスマートな世界を実現していきます80（図 3 ）．

60

・ 消費電力の大幅な削減，通信の広40帯域化によって，爆発的に増大す

2 ZB

20

る計算量にも対応した莫大な処理能力を提供可能
2025

2024

2023

2022

2021

2020

2019

2018

2017

2016

2015

2014

2013

2012

2011

2010

0

出典：IDC「November 2018 The Digitization of the World From Edge to Core」より作成

図1

データ量の増加の推計

・ 通信の大容量化 ・ 低遅延化によって，さまざまなセンサが収集した五感を超える膨大な情報をリアルタイムに共有可能
・ 光波長専有によって機密性や安定性を高度なレベルで提供可能になり，ミッションクリティカルサー

（億 kWh）

5500

・ さまざまなリソースを一元管理するマルチオーケストレーション機

約12倍

5000

ビスでも利用可能能によって，業界や地域ドメインを超えたリソース活用が可能

4000

・ さまざまなデジタルツインやヒト
3000のモデルを組み合わせて実世界を2400再現し拡張するサイバー空間の創

2000
1000
0

造が可能

約5倍

470

■オールフォトニクス ・ ネットワーク
ネットワークにつながるヒトやモノ

2006年

2025年

2050年

出典：経済産業省「グリーンITイニシアティブ」（2007.12）より作成

図2

IT機器の消費電力量の推計の増加に伴うAI等の高度かつ複雑，大量な情報処理に必要な電力消費の抑制とミッションクリティカルなサービス要件を達成するために，フォトニク

NTT技術ジャーナル 2020.1

35

IOWN構想実現に向けた取り組み

ス技術をエンド＝エンドに適用して従サイバー空間内で対象物に関する現となります．コグニティブ ・ ファウン

来技術の限界を超え，超低消費電力，状分析，将来予測，可能性のシミュ

デーションは，さまざまな拠点に散在大容量，低遅延なネットワークの実現レーションなどを行うことが可能とするデータを収集，処理，記憶，通信をめざします．例えば，波長を制御すなります．

する手段を連携させて，サービスの構る伝送装置や光電融合素子の開発など

デジタルツインコンピューティング

により，100倍の電力効率をめざすとは，実世界を表す多くのデジタルツイともに，光ファイバにおけるより多くンに対して交換 ・ 融合 ・ 複製 ・ 合成等の多重化およびマルチコアファイバのの演算を行うことにより，モノ ・ ヒト拡充により125倍の伝送容量の拡張をのインタラクションをサイバー空間上IOWN構想を実現するためには，数めざします（図 ₄ ）．

で自由自在に再現 ・ 試行可能とする新

多くの革新的な技術を創造し，組み合■デジタルツインコンピューティ

（2）

ング

築や運用に必要な機能群を提供する基盤です．

IOWN Global Forum設立

たな計算パラダイムです ．

わせることが必要となります．
さらに，■コグニティブ ・ ファウンデー

それを広く使ってもらうための活動もション必要となります．これは情報処理，コおける生産機械，航空機のエンジン，このような，低消費電力 ・ 大容量 ・ミュニケーション，ネットワーク基盤

自動車などの実世界の対象について，高品質のコミュニケーションや，大規の大きな転換が求められることであ

形状，状態，機能などをサイバー空間模なモノ ・ ヒトのインタラクションをり，広範にわたる知識 ・ 見識が必要と上へ写像し，正確に表現したもので実現するためには，さまざまなリソーなります．NTTグループのみで実現す．デジタルツインを用いることで，スを適切に選択 ・ 利用することが必要できることではありません．

デジタルツインとは，例えば工場にCTL

CTL

クラウド

API

CTL

デジタルツインコンピューティング

エッジ

オーバーレイソリューション

API

ネットワークサービス

事業者A

事業者B

CTL

事業者C

API

DeviceAgent

オールフォトニクス・ネットワーク

CTL

トランスポート公衆網

光プロセッサ（光電融合型）
端末

図336

CTL

API

マルチオーケストレータ

コグニティブ・ファウンデーション

API

NTT技術ジャーナル 2020.1

IOWNの機能構成イメージ

プライベート特 集

低消費電力

大容量 ・ 高品質

低遅延

電力効率100倍※1

伝送容量125倍※2

エンドエンド遅延
1/200※3

伝送媒体・波長単位で伝送・波長（光信号）

光ファイバケーブル

光独立伝送装置
光（波長）スルー波長

情報処理基盤・待ち合わせ処理不要

光

光
光/光A
B
CⅮ

※1 フォトニクス技術適用部分の電力効率の目標値

図4

波長 A

大容量動画（非圧縮）光ファイバ1000 [Tbit/s/ファイバ]

光電融合素子・データの圧縮不要※2 光ファイバ1本当りの通信容量の目標値

処理遅延なし音声

波長 B※3 同一県内で圧縮処理が不要となる映像トラフィックでの遅延の目標値

低消費電力，高品質，低遅延のオールフォトニクス・ネットワーク

そこで，NTT，インテル，ソニーて幅広いパートナーと連携し，IOWNの 3 社は，さまざまな業界から広範な構想実現に向けて活動を進めていき知識 ・ 見識を有する参加パートナーをます．

募り，協力してIOWN構想の実現 ・ 普及をめざすIOWN Global Forumの設立について発表しました（3）．本フォー
ラムは以下に示すような分野等において，新しい技術の仕様やフレームワー■参考文献（1） 澤 田 ・ 井 伊 ・ 川 添：“IOWN構 想 ― イ ン タ ーネットの先へ，” NTT出版，2019．
（2） h t t p s : / / w w w . n t t . c o . j p / s v l a b / D T C /whitepaper.html（3） https://www.ntt.co.jp/news2019/1910/191031a.
html

ク，リファレンスデザインなどの検討を通じて，IOWN構想の実現 ・ 普及を促進することを目的とします．
・ 先進的な光電融合技術を活用した
フォトニクス関連研究開発
・ 分散コンピューティング関連研究開発
・ スマートな世界をつくるユース
ケース ・ ベストプラクティスとそれを実現する研究開発
今後，NTT，インテル，ソニーの3 社は，本フォーラムを共同で運営する設立時のボードメンバーを選定するとともに，Working Groupを設置し（左から） 南端 邦彦/ 進藤 勝志
岩科滋/ 藤原 正勝

荒金 陽助
NTT研究所のIOWN構想実現に向けての取り組みと，パートナーと連携して推進するIOWN Global Forumの取り組みについて紹介しました．NTT研究所が培ってきた革新的な技術とさまざまなパートナーの技術 ・ 知見を融合することで，新しいスマートな世界を創っていきます．

◆問い合わせ先NTT研究企画部門
R&Dビジョン担当
E-mail iown-pr hco.ntt.co.jp

NTT技術ジャーナル 2020.137