R1/2019年 電気電子・情報通信 U−1−1

問題文  U-1-3 (1枚以内にまとめよ)

 ISM(Industrial,Scientific and Medical)周波数帯について説明し、その周波数帯を使った通信の利点と欠点について述べよ。さらに我が国で使われているISM周波数帯を2つ挙げて、その用途について説明せよ。


模範解答1  (答案形式)  添削履歴 2回 2019.8.3 専門事項 無線通信


1.ISM周波数帯

ISM周波数帯は、無線エネルギーを通信以外に使用する目的で産業、化学、医療の分野用に準備された。国際電気通信連合(ITU)で国際的に確保された周波数帯。

2.ISM周波数帯の利点と欠点

a)ISM周波数帯の利点

@ISM周波数帯は、本来の使用目的のため空間への放射電波が10mW以下であれば申請無く自由に使用できる。

A逆に電波が10mW以下であれば、通信使用する場合で無線局申請は不要である。

b)ISM周波数帯の欠点

@使用できる電波の電力は非常に小さいが、通信目的でないため雑音の多い帯域である。

A誰でも自由に使用できることから、様々な機器に使用され、通信で使用すると電波干渉が生じやすい。

3.ISM周波数帯での通信の例

@920MHz帯

LPWAで使用されIoTシステムに利用されている。準マイクロ波帯であり、電波の回析と物体を透過しやすいため通達性が比較的良い。

A2.4GHz帯

無線LAN、ブルーツース等で使用され、最もよく利用される電波周波数帯である。無線LANは小電力であり、普及率が高い。ブルーツースは干渉回避のため周波数ホッピッグを採用している。


R1/2019年 電気電子・情報通信 U−1−3

問題文  U-1-3 (1枚以内にまとめよ)

 OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing)変調信号の生成方法について説明せよ。さらにOFDM変調信号の持つ利点と欠点をそれぞれ説明し、どのような通信システムへの適用がふさわしいか述べよ。


模範解答1  (答案形式)  添削履歴 2回 2019.7.25 専門事項 通信運用管理


(1)OFDM変調信号の生成方法

以下1)3)の手順で生成する。

1)チャネルの生成

 周波数キャリアへの配置を行う、チャネルを生成する。

2)チャネルの配置

 キャリア幅において、基本的に重なりなくチャネルを配置する。

3)チャネルの重ね合わせ

 配置したチャネル列に新たにチャネルを重ね合わせる。その際、チャネルの信号強度ピークを他チャネルの最低信号強度に合わせて重ねる。

(2)OFDM変調信号の持つ利点と欠点

1)利点

 チャネルを重ね合わせることにより、周波数利用効率を高めることができる。

2)欠点

 キャリアを密に配置しているため、フェージングの影響を受けやすい。

(3)適用にふさわしい通信システム

 周波数帯域に制約がある中で高速大容量・多接続収容を低コストに実現する課題を持つ、公共無線通信システムへの適用がふさわしい。例として、LTE・5Gといった携帯電話網、IEEE802.11.aを除くWi-Fi規格で採用されている。


R1/2019年 電気電子・情報通信 U−2−1

問題文 2枚以内にまとめよ)

 自宅で自由に好きな映画を楽しめることでVOD(Video on Demand)が普及してきている。あなたは通信事業者網あるいはCATV網を通して映画をVODサービスとして新たに提供するプロジェクト担当責任者として技術検討している。配信方法、視聴条件、視聴方法などを整理して、サービスの実現を業務として進めていく予定である。このプロジェクトを進めるにあたり、下記の内容について記述せよ。

(1)調査、検討すべき事項とその内容について説明せよ。

(2)業務を進める手順について、留意すべき点、工夫を要する点を含めて述べよ。

(3)業務を効率的、効果的に進めるための関係者との調整方策について述べよ。


模範解答1  (簡易答案1)  添削履歴 1回 2019.9.2 専門事項 通信運用管理


1)調査・検討すべき事項

1)コンテンツ配信を行うネットワークのアーキテクチャ

 通信事業者網・CATV網を組合せ効率的に運用するため、コンテンツ配信を行うネットワークのアーキテクチャを検討する。

2)視聴条件フィルタリング

 視聴者がどのコンテンツをどういった権利で視聴するかを判断するため、BMLやHTTPを用いて、ユーザ情報による視聴条件のフィルタリングを検討する。

3)動画プロトコル

 HDコンテンツ伝送をネットワークに負担を掛けず実現するため、MPEG2の2倍の圧縮率のH264/AVCを用いた高効率な映像配信を検討する。

(2)業務を進める手順

1)コスト・セキュリティバランスの取れたコンテンツサーバ構築

 大容量のコンテンツをパブリッククラウド、秘匿性の高い個人情報をプライベートクラウドとするハイブリッドクラウドで構築する。

2)異なるアーキテクチャ網を一体運用する配信ネットワーク構築

 通信事業者網・CATV網をSDN・NFVで仮想化し、効率的に運用する。

3)多様な端末・ネットワーク環境に対応するメディアトランスポート方式の選定

 IPと親和性の高いMMTを利用し、映像・音等をカプセル化して柔軟に伝送する。

(3)関係者との調整方策

1)CATV網光回線化によるネットワーク伝送速度向上

 メタルCATV網の光回線化によるランニングを含めたトータルコスト削減を提案し、CATV業者に網を光回線化させる。

2)ISP接続のネイティブ化推進による伝送速度ボトルネック解消

 今後の通信容量増大に伴うISP接続の改修は、トンネリングよりネイティブ方式の方が安価であることを提案し、通信事業者にネイティブ化させる。


模範解答1  (簡易答案2)  添削履歴 1回 2019.9.8 専門事項 通信運用管理


1)調査・検討すべき事項

1)コンテンツ配信を行うネットワークのアーキテクチャ

 通信事業者網・CATV網といった多様なネットワークを介したヘテロジニアス環境におけるハイブリッド配信を目標とする。そのため、コンテンツ配信を行うネットワークのアーキテクチャを検討する。

2)視聴条件フィルタリング

 VODにはSVODやTVODといった契約形態があるため、視聴者がどのコンテンツをどういった権利で視聴するかの効率的な判断を目標とする。BMLやHTTPを用いて、ユーザ情報による視聴条件のフィルタリングを検討する。

3)動画プロトコル

 4K・8Kコンテンツを最大1Gbps程度の既存ネットワークによる伝送を目標とする。そのため、MPEG2の4倍の圧縮率のH265/HAVCを用いた高効率な映像配信を検討する。

(2)業務を進める手順

1)ハイブリッドクラウドによるコンテンツサーバ構築

 大容量のコンテンツは低コストのパブリッククラウドに保存し、秘匿性の高い個人情報はセキュリティ性の高いプライベートクラウドに保存する。このように、バブリック・プライベートを組み合わせたハイブリッドクラウドで構築する。

2)ネットワーク仮想化

 光回線が主の通信事業者網、メタル回線が主のCATV網をSDN・NFVで仮想化する。こうすることで、汎用ハードウェア基盤上にソフトウェア制御でネットワークを動的に展開し動作させる環境を構築し、アーキテクチャの違いを意識することなく効率的に運用する。

3)MMT(MPEG Media Transport)の利用

 映像・音等をカプセル化して多様なネットワークを利用したハイブリッド配信が可能なMMTを利用する。こうすることで、インターネットを利用し、低コストで場所を問わない配信を可能とする。

(3)関係者との調整方策

1)CATV網光回線化によるネットワーク伝送速度向上

 メタル回線が主のCATV網は、長距離敷設には付加設備が必要で、故障率も高く、帯域も限られる。このCATV網において、長距離敷設が可能で故障率も低く、かつ広帯域が可能な光回線化によるランニングを含めたトータルコスト削減を提案し、CATV業者にメタル回線を光回線化させる。

2)ISP接続のネイティブ化推進による伝送速度ボトルネック解消

 今後、通信容量が増大した際、ISP・NGN間の接続点改修が必要になる。現状のトンネリング方式では高価なNTE増設が必要となる一方、ネイティブ方式では安価なGWR増設で対応可能なことを提案し、通信事業者にネイティブ化させる。


模範解答1  (答案形式)  添削履歴 1回 2019.9.14 専門事項 通信運用管理


(1)調査・検討すべき事項

1)コンテンツ配信ネットワークのアーキテクチャ

 通信事業者網・CATV網といったヘテロジニアス環境におけるハイブリッド配信を目標とする。よって、コンテンツ配信ネットワークのアーキテクチャについて、オペレーションがシンプルになるよう検討する。

2)視聴条件フィルタリング

 VODにはSVODやTVODといった視聴者の契約形態があり、契約形態に基づく提供サービスの効率的な判断を目標とする。BMLやHTTPを用いて、ユーザ情報による視聴条件のフィルタリングを行い、視聴者の契約形態に基づく提供サービスの効率的な判断を検討する。

3)動画プロトコル

 4K・8Kコンテンツを最大1Gbps程度の既存ネットワークによる伝送を目標とする。そのため、高効率な映像配信について、MPEG2の4倍の圧縮率のH265/HAVC等の導入を検討する。

(2)業務を進める手順

1)ハイブリッドクラウドによるサーバ構築

 大容量のコンテンツは低コストのパブリッククラウドに保存し、秘匿性の高い個人情報はセキュリティ性の高いプライベートクラウドに保存する。このように、バブリック・プライベートを組み合わせたハイブリッドクラウドでコンテンツサーバを構築する。

2)ネットワーク仮想化

 光回線が主の通信事業者網、メタル回線が主のCATV網をSDN・NFVで仮想化する。こうすることで、汎用ハードウェア基盤上にソフトウェア制御でネットワークを動的に展開し動作させる環境を構築し、アーキテクチャの違いを意識することなく効率的に運用する。

3)MMT(MPEG Media Transport)の利用

 映像・音等をカプセル化して多様なネットワークを利用したハイブリッド配信が可能なMMTを利用する。こうすることで、インターネットを利用し、低コストで場所を問わない配信を可能とする。

(3)関係者との調整方策

1)CATV網光回線化によるネットワーク伝送速度向上

 メタル回線が主のCATV網は、長距離敷設には付加設備が必要で、故障率も高く、帯域も限られる。このCATV網において、長距離敷設可能で故障率も低く、広帯域化が可能な光回線化を提案し、ランニングを含めたトータルコスト削減というCATV業者の有益性を説明する。こうして、CATV業者による光回線化を調整する。

2)ISP接続ネイティブ化によるボトルネック解消

 今後、通信容量が増大した際、伝送帯域のボトルネックであるISP・NGN間の接続点改修が必要になる。現状のトンネリング方式では高価なNTE増設が必要な一方、ネイティブ方式では安価なGWR増設で対応可能なことを提案し、将来的なコスト有利性を説明する。こうして、通信事業者によるネイティブ化を調整する。



模範解答2   (簡易答案1)    添削履歴6    作成日2020/5/18    電気電子部門  情報通信    専門事項 無線通信

1.VODサービス実現の調査、検討事項 

a)視聴機材ごとの伝送速度:VOD情報を無線LAN信号に変換した後の実効伝送速度を調査し、低遅延の視聴のため動画データ伝送処理を検討する。

b)同時視聴時の情報処理量:同時視聴時の輻輳情報量を調査し、同時視聴に途切れ、や障害がないように伝達方法を検討する。

c)コンテンツ検索の処理速度:コンテンツをキーワード検索する際の判定速度を調査し、検索サーバにて情報検索に即時応答できるよう通信プロトコルを検討する。

2.VODサービス業務遂行の手順

a)VOD機器と端末との通信確立:VOD情報を送受信するVOD機器に無線LAN機能搭載。無線LAN信号変換をS/Wで伝送速度10Mbps以上。多様な端末利用確保。

b)コンテンツサーバとの通信冗長性:サーバ側にバッファを設け、コンテンツの多数同時を可能とする配信開始ヘッダをランダム対応設定。配信開始に冗長性確保。

c)クラウド経路短縮での情報通信:コンテンツ検索に検索AI判定サーバまでのクラウド伝送経路を予め決め最短とし、検索時間の十数m秒以下を確保。

3.業務効率的・効果的のための関係者との調整

通信事業者は、固定運用概念から移動運用をコスト高の理由で拒否する。一方、コンテンツ制作者は、サービス向上のため移動運用を主張する。私は新サービス導入のため他社に無い機能搭載を求める。そこで私は、インフラ使用料がローコストである無線LAN技術導入案を提案する。これにより3者の問題が解決し効率化を図る。


模範解答2   (簡易答案2)    添削履歴3    作成日2020/6/22    電気電子部門  情報通信    専門事項 無線通信

1. VODサービス実現の調査、検討事項 

a)視聴機材ごとの伝送速度:VOD情報に関して無線LAN信号に変換した後の実効伝送速度を調査する。その結果を基に低遅延伝送で視聴するため音声・動画データ伝送処理手段を検討する。

b)同時視聴時の情報処理量:複数場所、複数機材での同時視聴時の輻輳情報量を調査する。その結果で、同時視聴時に音声・動画の途切れや障害が発生しないように伝達方法と事前対策を検討する。

c)コンテンツ検索の処理速度:要望するVODコンテンツのキーワード検索をする際の判定速度を調査する。その結果で、検索サーバでの情報検索に即時応答を可能とする通信プロトコルを検討する。

2.VODサービス業務遂行の手順

a)VOD機器と端末との通信確立:VOD情報を送受信するVOD機器に無線LAN機能を搭載する。無線LAN信号を変換するS/W処理の高速化で伝送速度10Mbps以上とする。高速化した伝送速度によって多様な端末の利用を確保する。

b)コンテンツサーバとの通信冗長性:VOD配信サーバ側に配信分配に余裕を持たせるためのバッファを設ける。VODコンテンツの多数同時配信を可能とするため、配信開始ヘッダ配列をランダムに対応できる設定とする。開始ヘッダのランダム化によって運用開始幅に余裕ができるため配信開始に関して冗長性を確保できる。

c)クラウド経路短縮での情報通信:VODコンテンツ検索に使用する検索AI判定サーバまでのクラウド伝送経路を予め決め最短とする。そのため、伝送距離を短くし、SWを経由する回数を減らせるためコンテンツを検索する時間を十数m秒以下にすることを確保できる。

3.業務効率的・効果的のための関係者との調整

通信事業者は、従来のVODサービスの固定運用概念から移動運用とすることに関して開発で高コストの理由から拒否する。一方、コンテンツ制作者は、サービス向上で販売数増加のため移動運用を主張する。私は他社との差別化に端末を選ばない可用性の高いシステムを求める。そこで私はモバイルルータに着目し利用者保有または通信事業者取扱いルータ採用で低コスト化、新規ルータ契約を提案する。これによりコスト問題を回避し販売数を上げ差別化のあるシステムで3者各々の問題を取りまとめて業務効率化を図る。


模範解答2   (完成答案)    添削履歴0    作成日2020/7/11    電気電子部門  情報通信    専門事項 無線通信


1. VODサービス実現の調査、検討事項 

a)視聴機材ごとの伝送速度

VOD情報に関して、無線LAN信号に変換後のデータ伝送について実効伝送速度を調査する。その結果を基に低遅延伝送で視聴するため、音声・動画データ伝送処理手段を検討する。

b)同時視聴時の情報処理量

3カ所以上の複数場所、3台以上の複数機材の条件でコンテンツ同時視聴時に輻輳する伝送情報量を調査する。その結果を基に、同時視聴状態で音声・動画の途切れや情報抜けが発生しないようにする。情報伝送方法とデータ事前受信を検討する。

c)コンテンツ検索の処理速度

利用者が要望するVODコンテンツのキーワード検索をする際の判定処理速度を調査する。その結果により、検索サーバでの情報検索に即時応答を可能とする通信プロトコルを検討する。

2.VODサービス業務遂行の手順

a)VOD機器と端末との通信確立

VOD情報を送受信するVOD機器に、無線LAN機能とそれのデータ変換するソフトウエアを搭載する。VOD情報を無線LAN信号に変換するソフトウエア処理にパケット同期ヘッダを短縮する。これにより高速化で伝送速度10Mbps以上とする。高速化した伝送速度によって多様な端末の利用を確保する。

b)コンテンツサーバとの通信冗長性

VOD配信サーバ側で情報配信分配処理に余裕を持たせるためのバッファを設ける。VODコンテンツの多数同時配信を可能とするため、配信開始ヘッダ配列をランダム対応できる設定とする。開始ヘッダのランダム化によって運用開始幅に余裕ができるため配信開始に関して冗長性を確保できる。

c)クラウド経路短縮での情報通信

VODコンテンツ検索に使用する検索AI判定サーバまでのクラウド伝送経路をあらかじめ決め最短とする。これによって伝送距離を短くし、中継器経由の回数を減らす。そこでコンテンツを検索する時間を十数m秒以下にすることを確保できる。

3.業務効率的・効果的のための関係者との調整

通通信事業者は、従来のVODサービスの固定運用概念がある。これを移動運用追加に関して開発費で高コストになる理由から拒否する。一方、コンテンツ制作者は、サービス向上で販売数増加のため移動運用を主張する。私は他社との差別化で端末種別に左右されない可用性の高いシステムを求める。そこで私はモバイルルータに着目した。オプション追加として通信事業者取扱いモバイルルータレンタルでコスト高補助の提案をする。これによりコスト問題を回避し販売数を上げ差別化のあるシステムで3者各々の問題を取りまとめて業務効率化を図る。



R1/2019年 電気電子・情報通信 U−2−2

問題文  2枚以内にまとめよ)

 あなたは、不特定多数の人が出入りする、ある商業施設における公衆無線LANシステムの管理業務担当責任者である。最近、この公衆無線LANの利用者からデータのアップロードに、通常より大幅に時間がかかるとのクレームが頻繁に報告されるようになった。あなたがこの問題に対処するため、必要に応じてシステムを更新する一連の業務を進めるに当たり、下記の内容について記述せよ。

(1)想定するすべての要因を明記したうえで、問題の切分けを行うための調査、検討すべき事項とその内容について、説明せよ。

(2)業務を進める手順について、留意すべき点、工夫を要する点を含めて述べよ。

(3)業務を効率的、効果的に進めるための関係者との調整方策について述べよ。


模範解答1  (簡易答案1)  添削履歴 7回 2019.8.16 専門事項 通信運用管理


全ての想定要因と問題切分けの調査検討事項

a)要因1:無線伝送路の電界強度不足。切分け1:無線端末からの電波を無線LANアンテナ部で測定し所要電力の調査検討。b)要因2:装置のペイロード不足。切分け2:伝送速度、端末接続数をLANモニタで測定し性能調査検討。c)要因3:無線LANからクラウド接続での不具合。切分け3:クラウド接続ルータ及びHUBでの有線接続状態の調査検討。d)要因4:クラウド−ターゲットサーバ間の不具合。切分け4:ターゲットサーバでの伝送速度の調査検討。

2.問題対処の手順と留意工夫内容

a)下流から上流への伝送路状態の調査:端末〜無線LANルータ〜有線LANルータ〜クラウド〜ターゲットサーバへ下流から上流に向いLANモニタで調査確認。留意工夫点:伝送路を運用状態で各点の速度調査結果を測定機器に集約するアプリを作成。 

b)伝送速度向上の検討:伝送速度低下箇所で高速対応のスイッチに交換し伝送速度向上確認。留意工夫点:ボトルネック特定し負荷分散のためスイッチ複数並列導入。

c)システム更新の実証確認:ボトルネックがクラウド外の条件でシステム更新。最新の無線LANルータと高速スイッチ導入し10Mbps/回線確保。留意工夫点:回線を新旧で準備し比較検証するため同データ同時伝送に回線を一時的にUDPで伝送。

3.商業施設関係者及びネットワーク通信事業者との調整

a)商業施設関係者との調整:更新設備設置による理論伝送速度確保の施設的調整。冗長性を図る複数無線LANの採用調整。利用状況告知表示でクレーム未然防止調整。

b)通信事業者への依頼:クラウド接続点での有線ルータ理論速度確保条件確立。


模範解答1  (簡易答案2)  添削履歴 1回 2019.8.20 専門事項 通信運用管理


全ての想定要因と問題切分けの調査検討事項

a)要因1:無線LAN伝送路の電界強度不足。切分け1:無線端末からの電波を無線LANアンテナ部で測定し所要電力である事を調査・検討する。b)要因2:無線LAN装置のペイロード不足。切分け2:伝送速度、端末接続数を無線LAN装置にLANモニタを接続して測定し性能を調査検討する。c)要因3:無線LANからクラウドとの接続点での不具合。切分け3:クラウドに接続するルータ及びHUBでの有線接続状態について故障、誤り等無いかを調査検討する。d)要因4:クラウドを介したターゲットサーバ間での不具合。切分け4:ターゲットサーバで伝送速度が仕様速度を維持しているかを調査検討する。

2.問題対処の手順と留意工夫内容

a)下流から上流への伝送路状態の調査:端末〜無線LANルータ〜有線LANルータ〜クラウド〜ターゲットサーバまで下流から上流に向ってLANモニタで伝送路を調査確認する。留意工夫点:伝送路を運用状態として各点の伝送速度の調査結果を比較調査するため測定する機器に測定結果情報を集約するためのアプリを作成する。 

b)伝送速度向上の検討:伝送速度が低下する箇所に高速切換え対応のスイッチに交換し伝送速度が向上するかを確認する。留意工夫点:伝送速度のボトルネックを特定した上で負荷分散するためスイッチを複数台準備して並列装備する様に機器を導入する。

c)システム更新の実証確認:伝送速度のボトルネックがクラウド外が条件でシステムを更新する。最新の無線LANルータと高速スイッチを導入し、10Mbps/回線を確保する。留意工夫点:回線を新旧で準備して、性能向上した事を比較検証するため同じデータを同時伝送するため回線をTCP/IPから一時的にUDPに変更し伝送する。

3.商業施設関係者及びネットワーク通信事業者との調整

a)商業施設関係者との調整:更新設備設置によって理論伝送速度を確保するため施設に設置するために調整する。利用者端末複数台で伝送輻輳に対応できるよう回線に冗長性を持たせるため複数の無線LAN設置採用を調整する。利用状況表示によりクレーム未然防止を調整する。

b)通信事業者への依頼:クラウド接続点での有線ルータ理論速度を確保する設備条件確立を依頼する。


模範解答1  (答案形式)  添削履歴  15回 2019.12.4 専門事項 通信運用管理


1.全ての想定要因と問題切分けの調査検討事項

a)要因1:無線LAN伝送路の電界強度不足。

切分1:無線端末からの電波を無線LANアンテナ部で測定し所要電力である事を調査・検討する。

b)要因2:無線LAN装置のペイロード不足。

切分2:伝送速度、端末接続数を無線LAN装置にLANモニタを接続して測定し、性能を調査検討する。

c)要因3:無線LANからクラウドとの接続点で不具合。

切分3:クラウドに接続するルータ及びHUBでの有線接続状態について故障、間違い等を調査検討する。

d)要因4:クラウドを介したターゲットサーバ間での不具合。

切分4:ターゲットサーバで伝送速度が仕様速度を維持しているかを調査検討する。

2.問題対処の手順と留意工夫内容

a)下流から上流への伝送路状態の調査

端末〜無線LANルータ〜有線LANルータ〜クラウド〜ターゲットサーバまで下流から上流に向ってLANモニタで伝送路を調査確認する。

留意工夫点:伝送路を運用状態として各点の伝送速度の調査結果を比較調査する。そのため、測定する機器に測定結果情報を集約するためのアプリを作成する。 

b)伝送速度向上の検討

伝送速度が低下する箇所に高速切換え対応のNWスイッチに交換し、伝送速度が向上するかを確認する。

留意工夫点:伝送速度のボトルネックを特定する。その上で負荷分散の目的のため、NWスイッチを複数台準備して並列装備する様に機器を導入する。

c)システム更新の実証確認

伝送速度のボトルネックがクラウド外である条件でシステムを更新する。最新の無線LANルータと高速ネットワークスイッチ、無線LANコントローラを導入し、10Mbps/回線を確保する。

留意工夫点:回線を新旧で準備して、性能向上した事を比較検証する。そのため、同じデータを同時伝送することができるようする。そこで回線をTCP/IPから一時的にUDPに変更し伝送する。

3.業務を効率化、効果的に進める調整

a)伝送路調査に関する業務の効率化

 通信伝送路内について自社系統と外部系統の切分けを行う際、各々の問題状況(社内外)を情報共有し作業ずれが無いよう自社設計担当者に検討してもらう。改善策立案で、業務効率化のため、自社技術員の過去事例と最新技術知見を活かしながら協力して取組む。

b)システム更新業務の効果的推進

システム更新業務で自社技術員に更新効果を伝送速度向上が数値で表現できる様に考慮を促す。その上で機材設置手順に成果が表れることを検討してもらう。更新には外部関係者の作業順を効果的に進める様に考慮した段取りを検討する。


R1/2019年 電気電子・情報通信 V−1

問題文 3枚以内にまとめよ)

 高速大容量・高性能な通信環境が広く提供される時代の到来により、ライフスタイルやワークスタイルの変革が期待されている。それらの通信環境の特長を活かした高度なサービスでは一人ひとりの利用環境又は個々の端末に応じて柔軟にきめ細やかな情報を提供することが重要になる。この場合、インターネット経由のセンター集中型クラウドでは処理が集中するために、高速大容量・高性能な通信の利点がエンドツーエンドのネットワーク全体では活かせなくなる。それを活かすには、いわゆるエッジコンピューティングを活用することが求められる。このような状況を踏まえ、情報通信分野の技術者として、以下の問いに答えよ。

(1)上記のエッジコンピューティングを活用する上での課題を、技術者として多面的な観点から抽出し分析せよ。

(2)(1)で抽出した課題のうち最も重要と考える課題を1つ挙げ、その課題の解決策を3つ示せ。

(3)(2)で示した解決策に共通して新たに生じうる懸念事項とそれへの対策について述べよ。


模範解答1  (簡易答案1)  添削履歴 1回 2019/8/31 専門事項 通信運用管理


(1)エッジコンピューティング活用の課題

1)エッジ端末群のセキュリティ対策

 分散配置のエッジ端末で、センタ集中型クラウドと比較し攻撃を受けやすい。

2)エッジ端末群のスペック

 自動運転等で、高詳細画像処理等の高負荷に耐えるスペックが必要。

3)エッジ端末がフェイルした際のバックアップ

 リアルタイムサービス継続提供のため、フェイルした際のバックアップが必要。

(2)最も重要な課題「エッジ端末がフェイルした際のバックアップ」の解決策

1)エッジ端末のクラウド化

 エッジ端末をクラウド化し、複数の仮想サーバを構築して冗長化を図る

2)フォグコンピューティングの利用

 エッジ端末同士をネットワーク化し、負荷分散・冗長化を行う

3)ネットワークスライシングの利用

 スライス優先度を調整し、エッジ故障によりセンタ処理に移行しても通信遅延を   

 最小限に抑える

(3)解決策に生じうる懸念事項と対策

1)懸念事項

 仮想化によりレスポンス遅延やスループット悪化の懸念がある。

2)解決策

@SSD

 ハードディスクのIO性能を高めるため、ストレージはSSDで実装する。

A仮想化環境の特徴を活用したバックアップ

 定期バックアップによる遅延を排除するため、ストレージとバックアップサーバ   

 を接続し、仮想マシンのスナップショットを直接転送してバックアップする。

BUDP

 伝送遅延を最小限にするため、UDPを利用する。


模範解答1  (簡易答案2)  添削履歴 1回 2019/9/15 専門事項 通信運用管理


(1)エッジコンピューティング活用の課題

1)エッジサーバ群のセキュリティ対策

 分散配置のエッジサーバで、センタ集中型クラウドと比較し攻撃を受けやすいため、強いセキュリティ対策が必要である。

2)エッジサーバ群のスペック

 自動運転における高詳細画像のリアルタイム処理等、高負荷に耐えるスペックが必要である。

3)エッジサーバがフェイルした際のバックアップ

 リアルタイムサービス継続提供のため、フェイルした際のバックアップが必要である。

(2)最も重要な課題「エッジサーバがフェイルした際のバックアップ」の解決策

1)エッジサーバのクラウド化

 エッジサーバをクラウド化し、単体物理端末に複数仮想サーバを構築し、エッジサーバフェイルの際も隣接仮想サーバがバックアップできるよう冗長化を図る

2)フォグコンピューティングの利用

 エッジサーバ同士をネットワーク化し、複数サーバで協調してエッジ機能を提供することで、単体エッジサーバのフェイルを吸収するような構成とする。

3)ネットワークスライシングの利用

 スライス優先度を調整し、エッジ故障によりセンタ処理に移行しても通信遅延を   最小限に抑える

(3)解決策に生じうる懸念事項と対策

1)懸念事項

 仮想化によりバックアップ処理による遅延、単一ホスト内通信のセキュリティ、仮想マシンスプロールについての懸念がある。

2)解決策

@バックアップ転送方法見直しによる遅延対策

 定期バックアップ処理による遅延を排除するため、ストレージとバックアップサーバを接続し、仮想マシンのスナップショットを直接転送してバックアップする。

A仮想セキュリティアプライアンス(VSA)を利用した単一ホスト内通信の監視

 単一ホスト内仮想マシン間通信はハイパーバイザにより行われ、IPS/IDSから隠蔽される。そのため、仮想通信を監視するVSAを導入し、セキュリティを維持する。

B構成管理データベース(CMDB)を用いた仮想マシンスプロール防止

 仮想マシンの増加に伴う設置場所特定や管理が煩雑になる仮想マシンスプロールを防止するため、CMDBを用いて厳格に管理する。


模範解答1  (答案形式)  添削履歴 3回 2019.7.30 専門事項 通信運用管理


(1)エッジコンピューティング活用の課題

1)エッジ端末群のセキュリティ対策

 センター集中型のクラウドであれば、クラウドにシステムが集中しておりインターネットへの接続によるセキュリティホールはシングルポイントである。しかし、エッジ端末群は分散配置されており、個々がインターネットに接続しているため、セキュリティホールはマルチポイントとなる。

 よって、クラウドと比較して攻撃を受けやすいエッジ端末群のセキュリティ対策が課題である。

2)エッジ端末のスペック

 例えば、自動運転のレベル3・4ではシステムの判断領域が拡大し、エッジ端末でも高詳細画像処理を行う等、センターのクラウド並の判断処理を瞬時に行う必要がある。

 よって、自動車1台1時間あたり1TB処理可能な高性能なCPU/GPU/メモリを備えた高スペックなエッジ端末を必要とする。

3)エッジ端末がフェイルした際のバックアップ

 エッジ端末が提供する高度でリアルタイムなサービスについて、エッジ端末がハードウエア故障やソフトウエアのバグ等トラブルで停止した際にもサービスを提供継続する必要がある。

 よって、エッジ端末のバックアップの構築が課題である。

(2)最も重要な課題と解決策

1)最も重要な課題

 「エッジ端末がフェイルした際のバックアップ」が最も重要な課題と考える。理由として、エッジ端末がフェイルした際、処理のリアルタイム性が実現しなかった場合、人命への危害等重大な結果を招くケースが想定されるためである。

2)解決策

@エッジ端末のクラウド化

 エッジ端末をクラウド化し、複数の仮想サーバを構築し、冗長化を図る。

 これにより、ソフトウエアトラブルで1つの仮想サーバがフェイルしても、他仮想サーバでバックアップできる。

Aフォグコンピューティングの利用

 エッジ端末を複数用意し、ネットワークで接続することにより冗長化と負荷分散を可能にするフォグコンピューティングを利用する。

 これにより、エッジ端末がフェイルしてもフォグネットワーク内の他端末でバックアップできる他、負荷分散により特定端末への処理集中を回避できる。

Bネットワークスライシングの利用

 ネットワークの通信効率最適化について、通信リソースを仮想化して分割し、用途毎に割当てるネットワークスライシングを用いる。

 これにより、エッジ端末がフェイルした際、優先度の高い通信を割当て、処理がエッジ端末からセンターのクラウドに移行した際でも、可能な限りリアルタイム性を失わない通信を実現する。

(3)解決策に共通して生じうる懸念事項と対策

1)懸念事項

 解決策に共通したメリットは、仮想化を用いて端末等の使用効率向上であり、端末等が物理的に故障した場合、仮想化によるメリットを活かせない懸念がある。よって、端末等の冗長化技術が必要である。

2)対策

@VRRP

 2つのルータに仮想的な1つのIPアドレスを割当て、片方のルータが故障した際もシームレスに他系のルータに処理が移行する技術の、VRRPを利用する。

ANICチーミング・ボンディング

 サーバのNICを複数用意し、一体的に運用することでNICが故障した際、シームレスに他のNICに処理が移行する技術の、NICチーミング・ボンディングを利用する。

BHAクラスタリング

 複数サーバをクラスタとして一体的に運用し、あるサーバがフェイルした場合も他のサーバに処理がシームレスに移行する技術の、HAクラスタリングを利用する。


 


模範解答2   (簡易答案1)    添削履歴9    作成日2020/3/23    電気電子部門  情報通信    専門事項 無線通信


 

.エッジコンピューティング活用の課題

a)端末増加に対する同時多接続状態維持:IoT機器増加に伴い同時多接続必要。回線輻輳で接続状態維持不安定可能性。不安定回避に複数種NWの統合化運用必須。

b)ネットワーク通信経路の冗長化:情報端末場所を選ばず同一サービス確保必要。使用状況で接続回線集中可能性。遅延無い最適通信経路選択手段の冗長化必須。

c)データ高速伝送のため誤り制御改善:産業・生活で高精細な大容量伝送が必要。周囲環境・状況でデータ誤り増大可能性、高速維持が困難。誤り制御方式改善必須。

2.誤り制御改善による高速大容量通信の安定化

a)AI監視とFEC採用による通信信頼性確保:通信状態(再送・応答回数、時間)の信頼性確保にAIで包括的監視。誤り制御FEC方式採用し情報伝送パケットの時分割処理に誤り検出コード(CRC)付加で通信保護。伝送品質向上、通信信頼性確保。

b)伝送線路状態整備によるデータ誤りの削減:伝送路監視補正装置の付加でS/N確保しデータ誤りを抑制。効果向上に有線でLANケーブル、光ケーブル高品質化にケーブル調査整備。無線の電波状態常時監視、回線品質を維持しデータ誤り削減。

c)I/Fソフトウエア化によるデータ誤り抑制:各通信ゲートウエイのI/Fをハード依存しないソフト化。ゲートウエイでの通信中継変換に誤り検出コード(FCC)でARQ誤り制御処理。ソフト化により装置間I/Fでの誤り発生箇所に迅速柔軟対応。

3.解決策での新たに生じる懸念事項と対策

a)セキュリティでの懸念事項:通信品質、速度向上で突発的な通信数増加。結果、外部認証(例えばRADIUS認証)セキュリティサーバ等へのアクセスがボトルネックの懸念。ストレージ設備増設及びセキュリティサーバの動作冗長化で回避。

b)無線通信回線での懸念事項:無線通信は通信状況や環境変化で回線劣化が発生。回線品質、ソフトGWでの対策でも複数障害同時発生可能性。通信速度維持に所要S/N確保の信号レベルが不足する懸念。信号レベル不足時、キャリアアグリゲーションで通信帯域拡大し伝送速度維持。他輻輳する通信回線は通常通りの時分割処理対応。

 


模範解答2   (簡易答案2)    添削履歴3    作成日2020/6/7    電気電子部門  情報通信    専門事項 無線通信


.エッジコンピューティング活用の課題

a)端末増加に対する同時多接続状態確保:ライフスタイルの変革は通信目的の変革から移動端末が増加となる。機能有効のためNWへの同時多接続が必要だ。NW接続数増加で回線輻輳しても通信不安定回避に複数種のNWを統合化した運用が必須になる。

b)ネットワーク通信経路の冗長化:ワークスタイルの変革は情報端末の使用場所が不特定となる。通信回線確保し同一サービスの実現が必要だ。通信状況によって回線に集中する可能性がある。低遅延の最適通信経路を選択する手段に冗長化が必須になる。

c)データ高速伝送維持に誤り制御改善:利用環境に影響されず、きめ細やかなサービスには高精細な大容量伝送が必要だ。通信周囲環境・状況変化は通信回線にデータ誤り増大の可能性で高速通信維持が困難。回避に誤り制御方式の改善が必須になる。

従って、これらの課題の中で、サービス向上には高速大容量通信が必須でエッジコンピューティングを最も効果的とするため誤り制御方式の改善が最も重要である。

2.誤り制御改善による高速大容量通信の安定化

a)AI監視とFEC採用による通信信頼性確保:通信サービス向上のため通信状態(再送・応答回数、時間)の信頼性確保にAIで包括的監視を行う。誤り制御にFEC方式を採用し、情報伝送パケットを時分割処理する際、誤り検出コードのCRCを付加して通信を保護する。これにより伝送品質を90%以上に向上し、通信の信頼性を確保する。

b)伝送線路状態整備によるデータ誤りの削減:高速伝送確保のため伝送路監視補正装置の付加で通信回線のS/N20dB以上確保しデータ誤りを抑制する。効果向上のため、有線回線ではLANケーブル、光ケーブルの高品質化のため通信ケーブルを調査整備する。無線回線では電波状態を常時監視し回線品質を維持してデータ誤りを削減する。

c)インターフェースソフトウエア化によるデータ誤り抑制:迅速な情報伝送のため各通信ゲートウエイのI/Fをハード依存しないソフト化とする。ゲートウエイでの通信中継変換に誤り検出コードのFCCを付加しソフト信号処理でARQ誤り制御処理を行いURLLC技術とする。装置間I/Fでの誤り発生時に1m秒以下の迅速で柔軟に対応する。

3.解決策での新たに生じる懸念事項と対策

a)データサイズ大型化による伝送路輻輳の懸念:安定した伝送路のためデータ大容量化が進み汎用化となった結果、時分割での情報パケットが増加し伝送路が輻輳する懸念がある。大容量化でも高速通信を維持するため、伝送情報中のNULLデータを圧縮化しデータ量を1/2以下として伝送路輻輳を回避する。

b)通信障害時の復旧に時間を要する懸念:従来の通信は汎用的ハードウエアのためシステムは単純で回線や端末に故障等障害が発生時、障害原因究明は早いがI/Fのソフト化は信号処理のため障害原因究明が困難の懸念がある。ソフトI/Fは2重以上の冗長化で障害時に通信不通を回避する。

 

 


模範解答2   (完成答案)    添削履歴1    作成日2020/6/28    電気電子部門  情報通信    専門事項 無線通信

 


1. エッジコンピューティング活用の課題

a)端末増加に対する同時多接続状態の確保

ライフスタイルの変革は、通信目的の変革で多様化につながり移動端末が増加となる。そのため、利用端末は通信ネットワークへ同時多接続となる。その結果、ネットワークへの接続数増加により、通信回線輻輳が不安定を可能性がある。通信の不安定回避のため複数種のネットワークを統合化した運用とする。

b)ネットワーク通信経路の冗長化

ワークスタイルの変革は、情報端末を使用する場所が移動することにつながり、不特定となる。そのため、所要数の通信回線を確保した同一サービス維持の利用が必要である。通信状況によって特定回線に伝送が集中する可能性がある。そこで、低遅延の最適通信経路を選択できるように通信経路を冗長化する。

c)データ高速伝送維持に誤り制御改善

快適な通信利用で、きめ細やかなサービスを行うには高精細な大容量伝送が必要になる。しかし、通信の周囲環境・状況変化は不可避からS/Nを劣化させる。データ誤り増大化の可能性で高速通信の維持が困難となる。これを回避するため誤り制御方式の改善を行う。

従って、これらの課題の中で、サービス向上には高速大容量通信が必須である。そこで、エッジコンピューティングを最も効果的とするために誤り制御方式の改善が最も重要である。

2.誤り制御改善による高速大容量通信の安定化

a)AI監視とFEC採用による通信信頼性確保

通信サービス向上のため通信状態(再送・応答回数、時間)の信頼性確保にAIで包括的監視を行う。また、情報伝送パケットを時分割処理する際、誤り検出コードであるCRCを付加して通信を保護する。そのため、ランダム誤り、バースト誤りのエラー訂正にFEC方式を採用する。これによって、誤り訂正能力改善させ、伝送品質を90%以上に向上し、通信信頼性を確保する。

b)伝送線路状態整備によるデータ誤りの削減

高速伝送を確保するために、伝送路監視補正装置を付加する。これによって、通信回線のS/Nを20dB以上確保して、データ誤りを抑制効果を向上するため次のことを行う。

・有線回線:LANケーブル、光ケーブルの高品質化のため通信ケーブルを調査整備。

・無線回線:電波状態を常時監視することで無線通信回線品質を維持。

c)ソフトウエア化によるデータ誤り抑制

迅速な情報伝送のため、各通信ゲートウエイのインタフェースをハードウエアに依存しないソフトウエア化とする。ここで、ゲートウエイでの通信中継変換に、誤り検出コードのFCCを付加する。また、ソフトウエア信号処理にARQの自動再送機能を搭載する。これによって、データ誤り訂正能力が強化されて、伝送品質が向上し、URLLC技術を実現する。装置間インタフェースでのデータ誤り発生時には、自動再送伝送によって1m秒以下の伝送速度高速化で対応する。

3.解決策での新たに生じる懸念事項と対策

a)データサイズ大型化による伝送路輻輳の懸念

誤り制御の性能向上によって、伝送速度データ大容量化が進む。これを安定した伝送路とするには、変調信号に関係なく回線の汎用化を進めなければならない。その結果、大容量データのために、時分割での情報パケットが増加し、伝送路が輻輳する懸念事項がある。そこで、データの大容量化を行っても高速通信を維持できるようにする。そこで、伝送情報中のNULLデータを検出し圧縮化できる機能をソフトウエアで搭載する。そのため、データ量を1/2以下に削減することが可能となり、伝送路の輻輳を回避する。

b)通信障害時の復旧に時間を要する懸念

従来の通信は汎用的ハードウエアで構成されており、通信システムは単純である。そのため、回線や端末に故障等障害が発生時、障害原因究明は早い。しかし、インタフェースのソフトウエア化は信号処理であり、単純な構成ではない。通信障害が発生した場合、原因究明が困難の懸念がある。そこで、通信障害時に対応できるようにソフトウエア化のインタフェースは2重以上の冗長化として通信不通を回避する。



R1/2019年 電気電子・情報通信 V−2

問題文 3枚以内にまとめよ)

 都市部における人口集中は、世界的にいろいろな問題を引き起こす原因になっている。こうした人口集中によって生じる問題の1つに、道路交通渋滞が挙げられ、その解消は重要である。我が国の都市部における道路交通渋滞の解消に向けて、情報通信分野の技術者として、以下の問に答えよ。

(1)道路交通渋滞の解消を考えたとき、技術者としての立場で多面的な観点から課題を抽出し分析せよ。

(2)抽出した課題のうち最も重要と考える課題を1つ挙げ、その課題に対する解決策を3つ示せ。

(3)解決策似共通して新たに生じうるリスクとそれへの対策について述べよ。


模範解答1  (簡易答案1)  添削履歴 6回 2019/8/26 専門事項 無線通信


1. 都市部の道路交通渋滞解消に向けての課題

a)道路交通状況情報収集のリアルタイム性向上:都市部では幹線道路で車多数のため自然渋滞が発生。道路状況リアルタイム監視で渋滞箇所を特定し道路状況情報収集のリアルタイム性を向上が課題。

b)自動車の状況情報収集で路車間通信の整備:都市部での渋滞状況を監視するため車速情報を車から発信。道路に受信機設置で車からの情報を受信、センターへ通達。車状態監視のため路車間通信整備が課題。

c)渋滞解消のため主要道路交差点の信号制御:都市部の幹線道路交差点では方向転換のため車密集で渋滞。交差点での渋滞解消のため主要道路交差点について100m四方の信号機を連携させ信号機切換え制御の最適化が課題。

2.道路状況リアルタイム性向上による渋滞解消

a)VICS装置による道路状況監視での自動道路選択:車多数で道路交通状況は常に変化。VICSの路路間通信でリアルタイムに中央センターが車の状況確認。AIによる渋滞予測結果を車へ情報伝送し渋滞解消できる道路選択。

b)IoTセンサによる道路状況監視で渋滞箇所解消:VICSの無い箇所にIoTセンサを道路に設置、車の状態を検出。IoTネットワークで中央センターへ情報伝送。AIで渋滞解消道路を選択、カーナビで渋滞回避道路を案内。

c)車車間通信での側道停車検知による渋滞解消:車装備のGPS、カメラ、ミリ波レーダで周囲状況を検出し情報を路車間通信で中央センターに伝送。同時に100m四方の範囲に存在する自動車に情報発信、車間で情報共有しAIで渋滞解消。

3.解決策に共通するリスクと対策

a)共通のリスク:中央センターでAI処理にクラウドを介しての情報通信20ms以上で判定、推測に即時性が無い。車速が早い場合、渋滞解消の機会を逃す可能性がある。道路案内が間に合わなくなるリスク。

b)リスクへの対策:車の路車間通信で無線アクセスポイント(AP)と無線通信。5G通信技術の低遅延伝送技術(URLLC)を活用。無線AP中継局でAI判定するエッジコンピューティング技術を導入。20msを1msに短縮しリスクを回避。


模範解答1  (簡易答案2)  添削履歴 1回 2019/8/29 専門事項 無線通信


1. 都市部の道路交通渋滞解消に向けての課題

a)道路交通状況情報収集のリアルタイム性向上:都市部では幹線道路で自動車多数のために自然渋滞が発生する。道路状況のリアルタイム監視によって渋滞箇所を特定することができる。道路状況に関して情報収集のリアルタイム性を向上する事が課題である。

b)自動車の状況情報収集で路車間通信の整備:都市部での渋滞状況を確認するため自動車の車速情報を自動車から発信する。道路に受信機を設置し、自動車からの車速情報を受信、センターへ通達する。自動車の渋滞状態確認のため路車間通信整備することが課題である。

c)渋滞解消のため主要道路交差点の信号制御:都市部の幹線道路交差点では、方向転換のため自動車が密集し渋滞する。交差点での渋滞解消のため、主要道路交差点について100m四方の信号機を連携させる。これにより、信号機の切換え制御について最適化することが課題である。

2.道路状況リアルタイム性向上による渋滞解消

a)VICS装置による道路状況監視での自動道路選択:自動車が多数あり道路交通状況は常に変化する。VICSの路路間通信でリアルタイムに中央センターで自動車の状況を確認する。AIによる渋滞予測結果を自動車へ情報伝送し、渋滞解消するために渋滞回避するための道路を選択する。

b)IoTセンサによる道路状況監視で渋滞箇所解消:VICSの無い箇所にIoTセンサを道路に設置する。センサで自動車の停車、速度等の状態を検出する。検出結果をIoTネットワークで中央センターへ情報を伝送する。AIで渋滞解消道路を選択し、自動車に搭載しているカーナビで渋滞を回避する道路を案内する。

c)車車間通信での側道停車検知による渋滞解消:自動車装備のGPS、カメラ、ミリ波レーダで周囲状況を検出して、周囲情報を路車間通信で中央センターに伝送する。同時に100m四方の範囲に存在する自動車に向けて車車間通信により情報を発信し、自動車間で情報共有して中央センターのAIで渋滞を解消する道路を選択する。

3.解決策に共通するリスクと対策

a)共通のリスク:中央センターでAI処理するにはクラウドを介しての情報通信20ms以上で判定するため、渋滞解消道路の推測に即時性が無くなる。車速が早い場合、自動車への情報提供が遅延し、渋滞解消の機会を逃す可能性がある。そのため道路案内が間に合わなくなるリスクの可能性がある。

b)リスクへの対策:路車間通信は自動車と無線アクセスポイント(AP)で無線通信する。5G通信技術の低遅延伝送技術(URLLC)を活用する。無線AP中継局でAI判定するためエッジコンピューティング技術を導入する。20msを1msに短縮しリスクを回避出来る。


模範解答1  (答案形式)  添削履歴 1回 2019.9.3 専門事項 無線通信


1.都市部の道路交通渋滞解消に向けての課題

a)道路交通状況情報収集のリアルタイム性向上

都市部での幹線道路では、自動車が多数あるために自然渋滞が発生する。道路状況をリアルタイムで監視することにより、渋滞箇所を特定することができる。道路交通状況に関して、情報収集のリアルタイム性を向上する事が課題である。

b)自動車の状況情報収集で路車間通信の整備

都市部での渋滞状況を確認するため、自動車の車速情報を自動車から発信する。道路に受信機を設置し、自動車からの車速情報を受信し、交通監視センターへ通達する。自動車の渋滞状態確認のため、路車間通信を整備することが課題である。

c)渋滞解消のため主要道路交差点の信号制御

都市部の幹線道路の交差点では、方向転換のため自動車が密集し渋滞する。交差点での渋滞解消のため、主要道路の交差点について100m四方の信号機を連携させる。これにより、信号機の切換え制御について最適化することが課題である。

2.道路状況リアルタイム性向上による渋滞解消

a)VICS装置による道路状況監視での自動道路選択

都市部では、自動車が多数あり、道路交通状況は常に変化する。VICSの路路間通信でリアルタイムに交通監視センターで自動車の状況を確認し、この情報を活用する。そのため、交通監視センターにAIを導入する。このAIを導入することにより、渋滞予測結果を自動車へ情報伝送することができる。その結果、渋滞解消をするため、渋滞を回避できることのできる迂回道路を選択することが可能となる。

b)IoTセンサによる道路状況監視で渋滞箇所解消

VICSは都市部での主要幹線道路に配備されているが、細い路地までは配備されていない。そこで、VICSの装備されていない地域にIoTセンサを道路へ設置する。この設置されたIoTセンサで自動車の停車、速度等の状態を検出する。検出結果をIoTネットワークで交通監視センターへ情報を伝送する。AIで渋滞を解消する道路を選択し、自動車へ情報を伝送する。この情報を基に、自動車へ搭載しているカーナビで渋滞を回避する道路を案内する。

c)車車間通信での側道停車検知による渋滞解消

自動車に装備されているGPS、カメラ、ミリ波レーダで周囲状況を検出する。この検出した自動車周囲情報を路車間通信で交通監視センターに伝送する。それと同時に、100m四方の範囲に存在する自動車に向けて車車間通信により自動車周囲情報を発信する。各自動車は、この自動車間通信で自動車周囲情報を共有することができる。交通監視センターのAIで渋滞を解消できる道路を選択させ、自動車へ渋滞解消道路情報を伝送する。同時に自動車同士での渋滞情報共有により、カーナビで渋滞解消道路を案内することができる。

3.解決策に共通するリスクと対策

a)共通のリスク

交通監視センターでAI処理するにはクラウドを介しての情報通信時間に40ms以上必要とする。このAIで情報の判定をすると、渋滞解消道路の推測に即時性が無くなる。ここで、自動車の車速が早い場合、自動車への情報提供が遅延する可能性がある。自動車が渋滞回避するための道路へ車線変更や道路の確認にはその分の距離と時間が必要になる。そのため、道路情報伝送が遅延することにより、渋滞解消の機会を逃す可能性がある。そのため、情報を受信する自動車の状況によって道路案内情報が間に合わなくなるリスクの可能性がある。

b)リスクへの対策

路車間通信は、自動車と無線アクセスポイント(AP)間で無線通信により情報の伝送を行う。ここで、5Gモバイル通信技術の低遅延伝送技術(URLLC)を導入する。低遅延伝送を実現するため、エッジコンピューティング技術を導入する。交通監視センターでのAIで全ての道路交通情報を監視制御するのではなく、無線AP中継局にAIを導入する。中継局でのAI判定によって、無線通信遅延時間40mSを1mSに短縮することが可能となる。これにより、監視制御に即時性が確保でき、渋滞回避道路案内の機会を逃すリスクを回避出来る。