知っておきたいキーワード
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第53回

DTN（Delay- Disruption- Disconnect- Tolerant Networking）
巳 波 弘 佳††関西学院大学 理工学部 情報科学科"DTN (Delay- Disruption- Disconnect- Tolerant Networking)" by Hiroyoshi MIWA (Department of Informatics, School of Science andTechnology, Kwansei Gakuin University, Hyogo)
キーワード：DTN，劣通信環境，ストアアンドフォワード方式，マルチパスデータ転送，ネットワークコーディング

DTNとは何か？

山間部には，携帯電話の通信エリアでにおいても通信しなければならないすらカバーされていないところも少な（図1）．

DTNの概念を提案したのは，TCP/IP

くはない．また，たとえ平常時には通また，地球上においても，自然環境の開発者としても知られるビントン・信インフラが整備されていたとしてを観測するセンサネットワークは，通サーフ氏である．彼と，DTNの標準化も，地震などの災害時には崩壊してし信インフラが整っていない場所に置か団体であるDTN RG（Delay Tolerantまう．

れることが多いため，情報収集は容易

Networking Research Group）のメン

宇宙空間における通信では，深宇ではない（図2）．高度道路交通システム

バが執筆したRFC4838に，DTNアー

宙の探査機群と通信することが必要（ITS）においては，車同士が直接情報をキテクチャの概要が記されている．

不可欠であるが，光や電波の伝搬遅やり取りする車車間通信も必要である

近年，ユビキタス社会の実現が目指

延は大きく，微弱な電波強度・大きが，他の車による遮蔽も多く，常に良されているが，すべての場所に高速通なノイズによってエラーレートも高好な通信ができるとは期待できない．

信インフラを整備することは容易ではいため，常時接続は不可能である．

ない．発展途上地域や過疎地・離島・しかし，そのような劣悪な通信環境

さらに，災害時は通信インフラが崩壊するため，災害時こそ通信に光の速度の限界による大きな遅延

高いエラー率と大きなノイズ

図1 宇宙空間における通信映像情報メディア学会誌 Vol. 64, No. 6, pp. 807〜809（2010）（45） 807

知っておきたいキーワード

よる情報収集・共有が不可欠にもかかわらず，逆に困難になってしま費用対効果のすぐれた通信技術が切望されていた．とも言われる劣悪な通信環境，つまり，遅延が大きく（Delay），通信途絶が起DTN（Delay- Disruption- Disconnect-こったり（Disruption），つながっていこのように，いざユビキタス社会をTolerant Networking）とは，まさにこない状態の方が多い（Disconnect）環境実現しようとすると一筋縄ではいかず，のような劣通信環境に対応するためのにおいても，適切な情報通信を現実的遅延（Delay），不通（Disconnect），通通信ネットワークとして注目されていなコストで実現できる技術なのである．

信途絶（Disruption）に対応するために，る技術である．Challenged Networksう（図3）．

水中では通信困難．
海上で衛星と通信しても通信速度は低い

海洋探査生態系観測

農作物生育観測自然環境調査（気象観測・地震観測・農作物生育状況調査・動植物生態系調査・水質調査など）のセンサは，通信インフラが存在しない場所や通信困難な場所に配置されることが多い．センサノード自体が移動することもある．

センサ

図2 センサネットワーク

地震などの災害時には，通信インフラが壊滅

無線LAN・携帯電話なども利用不可

崩壊建物内では通信困難

図3 災害時通信が短時間でも切断すると通信に失敗

フォワード方式でデータを転送する．

し，遅延があると通信品質が劣化する．

これは，送信元から送信先までデータDTNを実現するための主要な要素技

TCPによる通信では，エンドツーエを送る際，通信不可能な時はデータを術は，バンドルプロトコルとストアアンドのリンクが安定していることが前蓄積しておき，通信可能になった時点ンドフォワード方式である．これらと提となっているが，DTNは，リンクでデータを転送するというものである

その関連技術について以下に紹介する．

が不安定なものにも対応しなければな（図4）．

一般的な通信技術においては，安定らない．このため，トランスポート層

このプロトコルが通信環境の劣悪さした通信経路が存在すること・即時的の上に「バンドル」と呼ぶプロトコルを補うように働くため，利用者はそれなフィードバックに基づく再送や誤りを乗せることで劣通信環境に対応すを意識することなく通信できるという訂正ができることなどを，暗黙の前提る．このバンドルプロトコルには，劣融通性の高い枠組みとなっている．としている．例えば，インターネット通信環境を克服するためのさまざまなストアアンドフォワード方式以外にでデータ転送を行う場合には，トラン通信方式が導入されている．データ転も，さまざまな方式が考えられている．

スポート層のTCPを使うが，リンク送については，基本的にストアアンド例えば，マルチパスデータDTNを実現するための要素技術

808 （46）

映像情報メディア学会誌 Vol. 64, No. 6（2010）

DTN（Delay- Disruption- Disconnect- Tolerant Networking）

転送は，劣通信環境において一つの通信経路だけを使うのではなく，通信品質特性の異なる複数の経路をうまく組合せて使うことにより，データ転送性能を高めるものである（図5）．
他にも，ネットワークコーディングという方式もある．複数のパケットのデータを「混ぜ合わせて」新たなパケットを作り，それを利用することで，伝送効率を高めたり，パケットが欠落しても推定して情報を取出せるというものである．劣通信環境においても効果が期待できる．

図4 ストアアンドフォワード方式による通信の例

ただし，劣通信環境と言えど，対象によって性質はかなり異なる．今後はこれらの方法をさらに高度化したり，組合せたりすることによって，それぞれに対する具体的な制御法を確立することが必要となる．

図5 マルチパスデータ転送の例

むす参び

これまで述べたように，通信が必要な領域は今後さらに広がっていくであろう．その際，DTNが宇宙開発考文献1）Delay Tolerant Networking Research Group（DTN RG），
http://www.dtnrg.org/
2）S. Farrell, V. Cahill, Delay- and Disruption- Tolerant Networking,
Artech House（2006）

のみならず，多くの領域で重要になっていくのは確実である．DTN技術

みわ

ひろよし

巳波 弘佳 1992年，東京大学理学部数学科卒の研究開発はまだ始まったばかりで業．同年，NTT入社．2002年，関西学院大学理工学部情報科学科，現在同大学准教授．通信ネットワーク設計・制御・性能評価技術の研究開発の他，離散数学・最適化理論およびその応用に関する研究に従事．京都大学博士（情報学）．

あるが，その必要性から，具体的なアプリケーションの実用化が進むと期待されている． （2010年3月31日受付）

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（編集委員会）（47） 809