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【野村專欄】IOWN次世代網路技術構想

IOWN (Innovative Optical and Wireless Network)為日本電信公司NTT集團所提出之前瞻構想。該構想認為,藉由以光通訊為中心的高速、大容量傳輸網路,結合海量運算資源的最適化分配,將能打造出現實世界的數位孿生(Digital Twin),並於數位孿生中進行模擬,藉此達成現實世界的未來預測。本文將針對IOWN構想的應用構想與關鍵網路通訊技術進行研析。


近年由於物聯網裝置的應用普及,基礎設施之即時運行數據可即時反饋,使得數位孿生的概念得以進行大規模之應用。舉例來說,在程式規畫與管理之領域,在虛擬空間中建立動態的城市模型,還原現實世界真實運作的各項細節並加以進行各類型基礎設施的驗證與調整,與過往仰賴知識、經驗與直覺進行都市規劃相比,以數位孿生實際進行模擬之城市規劃,可清晰的反應出程式運作上的課題,使規劃者提前構思相應之解決方案。實際上,在歐盟提出的科研計畫Horizon Europe中,即包含透過城市的數位孿生模擬各種能源網路(電網、天然氣網路、供熱網等),並進行能源應用效率最佳化,作為未來淨零路徑實施之示範案例。IOWN構想將數位孿生作為未來將廣泛運用的關鍵應用,並倡議應因應關鍵應用的發展進行網通設施與AI運算資源的升級。從數位孿生已開始於減碳領域中被實際運用之趨勢來看,IOWN構想所規劃的願景正逐步成為現實。


在IOWN構想中,網路技術的升級為實現前述大規模、動態數位的先決條件,而可實現海量數據快速傳輸,並兼顧電力使用效率之全光網路(All-Photonics Network, APN),即為IOWN構想的關鍵網路通訊技術。全光網路的概念為使用光訊號取代電子訊號進行傳輸,因傳輸介質改變與免去訊號轉換過程,使傳輸效率與耗電同時得到大幅改善。藉由全光網路的導入,可使分散各地的資料中心之運算、存儲資源得到更理想化之運用分配。NTT集團已完成利用全光網路,實現資料中心AI影像分析之PoC案例,在攝影機設置場域與資料中心間隔100公里之情況下,成功降低60%之整體耗時,同時降低電力的使用量。目前其已推出商用化全光網路之解決方案,可在指定地點間透過全光網路實現100Gbps的高速、低延遲傳輸。


從網路通訊技術普及過程來看,關鍵應用的存在與否往往左右前瞻網通技術能否順利推動之要因之一。IOWN構想結合了可應用於實現淨零目標的城市數位孿生概念,並針對如何推動城市數位孿生概念有具體的技術發展目標,未來發展潛力可期。