日経クロステック様にて、NTTが関西万博で「IOWN光コンピューティング」、Perfumeのライブで振動も伝送 という記事タイトルを見かけましたので、IOWNで何が実現できるのか？ ということについて、AIサーチしました。小職の備忘録です。

IOWNで何が実現できるのか？

(オールフォトニクス・ネットワークとはなにか｜NTT R&D Website) 図1 IOWN構想の全体像: IOWN（Innovative Optical and Wireless Network、アイオン）は、NTTが提唱する次世代の通信インフラ構想で、オールフォトニクス・ネットワーク（APN）、デジタルツインコンピューティング（DTC）、コグニティブ・ファウンデーション（CF）という3つの要素から成り立っています (IOWN構想とは？ その社会的背景と目的｜NTT R&D Website)。従来の電気通信に革新的な光通信技術を取り入れ、現在のインフラの限界を超えることを目指したもので、2030年頃の実用化を目標に研究開発が進められています (IOWN構想とは？次世代の光通信技術をわかりやすく紹介｜AKKODiS（アコーディス）コンサルティング株式会社)。IOWNにより、通信の大容量化・低遅延化・低消費電力化といった飛躍的な性能向上を実現し、これまでにないスマートな社会の実現が期待されています。

IOWNの概要と目的

IOWN構想は、ネットワークから端末まで光技術をフル活用した情報基盤を作ることで、社会に新たな価値をもたらすことを目的としています (IOWN構想とは？次世代の光通信技術をわかりやすく紹介｜AKKODiS（アコーディス）コンサルティング株式会社)。NTTが2019年に提唱したこの構想では、光（フォトニクス）を中心とした技術革新により現行ICT基盤のボトルネックを解消し、あらゆる情報を活用して個人と社会全体の最適化を図ることを目指しています。具体的には、光による超高速・大容量通信や膨大な計算リソースを提供し、多様な価値観を受容できる豊かな社会を創ることがゴールです。

従来の通信インフラは電子（電気）信号が主体でしたが、IOWNでは光信号を最大限に活かします。光は電気に比べて信号伝送の損失が少なく、速度も速いため、大幅な性能向上につながります。IOWN構想では2024年までに必要な仕様を確立し、2030年頃の実現を見据えて国内外の企業・機関と協力して開発が進められています (IOWN構想とは？次世代の光通信技術をわかりやすく紹介｜AKKODiS（アコーディス）コンサルティング株式会社)。以下では、IOWNが解決しようとしている課題と、それを支える中核技術について詳しく解説します。

IOWNが解決を目指す課題

現代社会ではIoT機器やスマートフォン、クラウドサービスの普及により、世界中の通信量やデータ量が爆発的に増加しています (IOWN構想とは？次世代の光通信技術をわかりやすく紹介｜AKKODiS（アコーディス）コンサルティング株式会社)。その結果、ネットワークの混雑（輻輳）による遅延の増大や、データセンターなどIT機器の消費電力の急増といった深刻な課題が顕在化しています (IOWN構想とは？次世代の光通信技術をわかりやすく紹介｜AKKODiS（アコーディス）コンサルティング株式会社)。例えば、日本のインターネット上の1秒あたり通信量は2006年から20年で約190倍になると推計されており、このままでは現行の通信システムでは伝送容量・処理能力ともに限界が訪れると懸念されています (IOWN構想とは？ その社会的背景と目的｜NTT R&D Website)。

こうした課題への対処には従来技術の延長では不十分であり、通信方式やコンピューティングの抜本的なブレイクスルーが求められています (IOWN構想とは？ その社会的背景と目的｜NTT R&D Website)。特に問題となっているのが、電子回路の高集積化による発熱と消費電力の増大です。チップ内やチップ間の電気配線では、データ伝送速度や距離が伸びるほど信号損失と発熱が増え、莫大なエネルギーを消費するようになります (IOWN構想とは？次世代の光通信技術をわかりやすく紹介｜AKKODiS（アコーディス）コンサルティング株式会社)。また、ネットワークに目を向けると、現在のインターネットは光ファイバーで繋がっているとはいえ、途中経路で電子信号に変換するため**遅延や遅延のばらつき（ジッタ）**が発生しやすく、ミリ秒単位の遅延でも許されないようなリアルタイム制御には対応困難でした (IOWN構想とは？次世代の光通信技術をわかりやすく紹介｜AKKODiS（アコーディス）コンサルティング株式会社)。IOWNはこれらの制約を乗り越えるために、生産性と効率を飛躍的に高める新技術群を導入しようとしています。その目的は、低消費電力・大容量・低遅延という従来比で桁違いの性能を持つ基盤を築き、データ爆発時代に対応するとともに、遠隔医療や自動運転など次世代サービスの要求にも応えることです (IOWN構想とは？次世代の光通信技術をわかりやすく紹介｜AKKODiS（アコーディス）コンサルティング株式会社)。

IOWNを支える中核技術

IOWN構想を実現するために、NTTは3つの中核技術分野を定めています。それが「オールフォトニクス・ネットワーク（APN）」「デジタルツインコンピューティング（DTC）」「コグニティブ・ファウンデーション（CF）」です (IOWN構想とは？ その社会的背景と目的｜NTT R&D Website)。加えて、これらを可能にするキー技術として光電融合デバイス（Photonic-Electronic Convergence Device, PEC）があります (IOWN構想とは？次世代の光通信技術をわかりやすく紹介｜AKKODiS（アコーディス）コンサルティング株式会社)。以下、それぞれの概要と役割をわかりやすく説明します。

オールフォトニクス・ネットワーク（APN）

オールフォトニクス・ネットワーク（APN）とは、通信の端から端まで一度も電気信号に変換することなく光のまま伝送する新しいネットワークのことです (IOWN構想とは？次世代の光通信技術をわかりやすく紹介｜AKKODiS（アコーディス）コンサルティング株式会社)。現在のネットワークでは、光ファイバーで運ばれた信号を中継器で電子信号に戻して処理していますが、この変換が遅延や電力ロスの原因となっています (IOWN構想とは？次世代の光通信技術をわかりやすく紹介｜AKKODiS（アコーディス）コンサルティング株式会社)。APNではルーターや中継器も含めて光ベースで信号をやり取りするため、従来に比べて圧倒的な低遅延と低消費電力を実現できます (IOWN構想とは？次世代の光通信技術をわかりやすく紹介｜AKKODiS（アコーディス）コンサルティング株式会社)。さらに光の特性を活かして大容量かつ高品質な通信も可能になるため、将来のコミュニケーション基盤として社会をよりスマートにするポテンシャルを秘めています (IOWN構想とは？次世代の光通信技術をわかりやすく紹介｜AKKODiS（アコーディス）コンサルティング株式会社)。

APNの目標とする具体的な性能指標として、NTTは「電力効率を100倍」「伝送容量を125倍」「エンドツーエンド遅延を1/200に短縮」という3つを掲げています (IOWN構想とは？次世代の光通信技術をわかりやすく紹介｜AKKODiS（アコーディス）コンサルティング株式会社)。例えば現在10ミリ秒かかる通信遅延が0.05ミリ秒になる計算で、これにより遠隔地とのリアルタイム通信や制御が当たり前になります。また大容量化に向けては、マルチコア光ファイバーなど新しい光伝送技術の研究も進められています (オールフォトニクス・ネットワークとはなにか｜NTT R&D Website)。このようにAPNは、今後ますます増大・高度化する通信需要を支える土台となる技術です。

光電融合デバイス（フォトニクス・エレクトロニクス融合技術）

光電融合デバイスは、1つのチップ上に電子回路と光回路を統合した全く新しいデバイス技術です (IOWN構想とは？次世代の光通信技術をわかりやすく紹介｜AKKODiS（アコーディス）コンサルティング株式会社)。コンピュータ内部の配線を光に置き換えることで、データ伝送が速くなっても消費電力の増加を抑えられるというメリットがあります (IOWN構想とは？次世代の光通信技術をわかりやすく紹介｜AKKODiS（アコーディス）コンサルティング株式会社)。先述の通り、従来の電子配線では速度向上とともに電力損失が増大する課題がありましたが、光配線にすれば熱の発生を大幅に低減できます。さらに光ならではの超高速な信号処理も可能になるため、演算回路自体の高速化にも寄与します (オールフォトニクス・ネットワークとはなにか｜NTT R&D Website)。NTTはこの光電融合技術こそIOWN実現の鍵を握るコア技術と位置づけており、長年研究開発を進めてきました (IOWN構想とは？次世代の光通信技術をわかりやすく紹介｜AKKODiS（アコーディス）コンサルティング株式会社)。

光電融合デバイスの開発ロードマップでは、段階的に適用範囲を広げていく計画が示されています (IOWN構想とは？次世代の光通信技術をわかりやすく紹介｜AKKODiS（アコーディス）コンサルティング株式会社)。まずPEC-1としてデータセンター間通信向けのデバイスを開発し、これは一部既に製品化もされています (IOWN構想とは？次世代の光通信技術をわかりやすく紹介｜AKKODiS（アコーディス）コンサルティング株式会社)。次にPEC-2でコンピュータ内のボード間接続、PEC-3で半導体パッケージ間（チップ間）接続、最終的にPEC-4で半導体チップ内のコア間接続まで光化する計画です (IOWN構想とは？次世代の光通信技術をわかりやすく紹介｜AKKODiS（アコーディス）コンサルティング株式会社)。最終段階では、光の特性を活かした新しい論理回路によってチップ性能を飛躍させることも視野に入っています (オールフォトニクス・ネットワークとはなにか｜NTT R&D Website)。このように光電融合デバイスは、ネットワークだけでなくコンピューティングそのものを革新し、IOWN全体の低消費電力・高速化を支える中核要素です。

デジタルツインコンピューティング（DTC）

デジタルツインコンピューティング（DTC）とは、サイバー空間上に用意した複数のデジタルツイン（現実世界のモノや人のデジタル写像）を自由に組み合わせて演算処理し、分析や未来予測、シミュレーションを可能にする新しいコンピューティング技術です (IOWN構想とは？次世代の光通信技術をわかりやすく紹介｜AKKODiS（アコーディス）コンサルティング株式会社)。従来のデジタルツインは個々の機械やシステムをサイバー空間に再現して動作を解析するものでしたが、NTTの提唱するDTCでは異なる産業領域のモノや人まで含めてツイン同士を相互連携させ、大規模かつ複合的なシミュレーションを行います (IOWN構想とは？次世代の光通信技術をわかりやすく紹介｜AKKODiS（アコーディス）コンサルティング株式会社)。例えば、都市空間において人間（歩行者）と自動車、建物などのデジタルツインを同時に動作させれば、現実では検証が難しい交通政策の影響を高精度に予測するといったことが可能になります (デジタルツインコンピューティングとはなにか｜NTT R&D Website)。DTCによって得られる膨大なシミュレーション結果は、社会課題の解決策の検討や、新しいサービス創出に役立つと期待されています (IOWN構想とは？次世代の光通信技術をわかりやすく紹介｜AKKODiS（アコーディス）コンサルティング株式会社)。

NTTのDTCがユニークなのは、人間の内面（意識や思考など）までデジタル表現しようとチャレンジしている点です (デジタルツインコンピューティングとはなにか｜NTT R&D Website)。単なる物理世界の再現を超えて、人それぞれの個性や主観的な振る舞いも考慮した仮想社会をサイバー空間に構築しようという大胆な発想です (デジタルツインコンピューティングとはなにか｜NTT R&D Website)。これにより、現実には起こり得ない条件下での人と人、人と物の相互作用を試したり、未来の社会像を予測したりすることが可能になります。DTCは大規模なデータ処理と高度なネットワーク環境（まさにAPNやCFで提供されるインフラ）を前提にした技術であり、IOWNによって初めてその真価を発揮できるものと言えます。

コグニティブ・ファウンデーション（CF）

コグニティブ・ファウンデーション（CF）は、クラウド、ネットワーク、エッジコンピューティング、ユーザ端末などのあらゆるICTリソースを統合的に管理・制御する仕組みです (IOWN構想とは？次世代の光通信技術をわかりやすく紹介｜AKKODiS（アコーディス）コンサルティング株式会社)。従来はサービスごとに個別にサーバやネットワークを構築・最適化していましたが、CFではマルチオーケストレータ（MO）と呼ばれる制御機能が需要に応じて最適に資源を割り当てます (IOWN構想とは？次世代の光通信技術をわかりやすく紹介｜AKKODiS（アコーディス）コンサルティング株式会社)。これにより、ネットワークの複雑化やトラフィック集中によるボトルネックを解消し、エンドツーエンドでシームレスなサービス提供を可能にします。また、将来的にはMOの自律化・自動化も目指しており、人手を介さずともシステム全体が最適に運用される基盤を築くことを狙っています (IOWN構想とは？次世代の光通信技術をわかりやすく紹介｜AKKODiS（アコーディス）コンサルティング株式会社)。CFはIOWNの裏方とも言える存在で、APNやDTCを含めた全体最適を実現する要です。

おすすめの注目技術：デジタルツインコンピューティング

数あるIOWN関連技術の中で、特に注目したいのがデジタルツインコンピューティング（DTC）です。その理由は、DTCが私たちの社会の在り方を大きく変える可能性を秘めているからです。APNや光電融合デバイスは主に裏方のインフラ性能を飛躍させる技術ですが、DTCはそのインフラ上で動く新たなサービスや価値を直接生み出す技術領域です。言い換えれば、DTCによってIOWNは「何ができるようになるのか」を実感しやすい形で示してくれます。

DTCが実現すると、現実世界の出来事をサイバー空間で高度に再現し、未来を予測して先回りすることが可能になります (IOWN構想とは？ その社会的背景と目的｜NTT R&D Website)。例えば医療分野では、個人の日々のバイタルデータ（体温・血圧・心拍数など）に加え、過去の病歴や遺伝情報まで含めた自分のデジタルツインを作成し、それを用いて「いつ頃どんな病気にかかりやすいか」を高精度に予測できるかもしれません (IOWN構想とは？ その社会的背景と目的｜NTT R&D Website)。これが実現すれば、一人ひとりに合わせた予防医療や早期対策が可能となり、健康寿命の延伸に繋がるでしょう。同様に、都市計画の分野では街全体のデジタルツイン上で新たな交通インフラ整備の効果をシミュレーションし、問題があれば事前に対策を講じる、といったことも考えられます。DTCはこのように**「未来を創るための仮想実験場」**を提供してくれるのです。

さらに、DTCの面白い点は異分野の融合です。医療×交通、教育×エンターテインメントなど、現実では交わらない領域のデータもDTC上では組み合わせて検証できます (デジタルツインコンピューティングとはなにか｜NTT R&D Website)。これは新産業やサービスの創出につながる可能性があり、社会全体のイノベーションを加速するでしょう。総じて、デジタルツインコンピューティングはIOWN時代の花形とも言える技術であり、その進展には是非注目したいところです。

実用化に向けた取り組みと展望

IOWN構想を実現するには幅広い知見と技術が必要なため、NTTはIOWN Global Forum（IOWN GF）という国際的な協業体制を整えています。これはNTTがインテル、ソニーとともに設立したパートナーシップで、世界中の企業・団体が参加し標準仕様の策定や技術開発を進めています (IOWN構想とは？次世代の光通信技術をわかりやすく紹介｜AKKODiS（アコーディス）コンサルティング株式会社)。IOWN GFでは2024年までに基本仕様（IOWN仮想網の標準など）をまとめ、2030年までにIOWNを社会実装することを目標に掲げています (IOWN構想とは？次世代の光通信技術をわかりやすく紹介｜AKKODiS（アコーディス）コンサルティング株式会社)。グローバル企業の力を結集することで、IOWNを単なるNTT独自の試みではなく世界的な次世代インフラとして育てていこうという動きです。

実証実験や部分的な実装も既に始まっています。NTTグループはAPNの低遅延・大容量性能を活かし、地理的に離れた拠点同士でリアルタイムに協調作業できることを示しました。その一例が、東京・大阪・神奈川・千葉の4会場をAPNで接続して行われた遠隔合同コンサートで、別々の場所にいる指揮者と演奏者が遅延を感じさせずに見事な合奏に成功しています (IOWN構想とは？次世代の光通信技術をわかりやすく紹介｜AKKODiS（アコーディス）コンサルティング株式会社) (IOWN構想とは？次世代の光通信技術をわかりやすく紹介｜AKKODiS（アコーディス）コンサルティング株式会社)。また、APNは遠隔医療への応用にも期待されています。従来、手術支援ロボットを用いた遠隔手術では通信遅延やその揺らぎが障壁となっていましたが、APNの超低遅延かつ安定した通信環境下では、ほぼ現地で手術しているのと同じ感覚でロボットを操作できることが確認されています (IOWN構想とは？次世代の光通信技術をわかりやすく紹介｜AKKODiS（アコーディス）コンサルティング株式会社)。実際に、高精細な内視鏡映像を約150km離れた遠隔地に遅延なく伝送し、クラウド側で処理・診断する実験も行われており、将来は医師が離れた場所からリアルタイム治療を行うことも視野に入っています (世界初、IOWN APNの低遅延性能によりクラウド上で映像処理を行う内視鏡システムで　内視鏡医がリアルタイムな診断・治療が実現可能なことを実証 | ニュースリリース | NTT)。

さらに2024年3月には、アメリカとイギリス間の離れたデータセンター同士をAPNで接続する世界初の実証実験にも成功しました ()。これにより、物理的に遠隔にある複数のデータセンターをあたかも一つのデータセンターのように扱う「分散型データセンター」の実現性が示されています ()。電力消費の大きいデータセンターを再生可能エネルギーの豊富な地域に分散配置し、APNで高速接続することで、エネルギー効率と信頼性を両立させる狙いもあります ()。このような取り組みは、IOWNが単なる研究段階を越えて実用段階に近づいている証と言えるでしょう。

国内でもIOWNの実証フィールドが整備され始めています。NTTは2025年3月、東京・品川に**「IOWN技術実証施設」**を開設し、一般公開の技術体験イベントを開催しました (ニュース 2025年3月12日:IOWNを活用したユースケース創出にむけ実証の場を開設｜ドコモビジネス｜NTTコミュニケーションズ 企業情報) (ニュース 2025年3月12日:IOWNを活用したユースケース創出にむけ実証の場を開設｜ドコモビジネス｜NTTコミュニケーションズ 企業情報)。この施設にはNTT東日本が提供するAPN回線が敷設され、400Gbps級の長距離光通信環境が構築されています (ニュース 2025年3月12日:IOWNを活用したユースケース創出にむけ実証の場を開設｜ドコモビジネス｜NTTコミュニケーションズ 企業情報)。イベントでは遠隔地のコンピューティング資源をリアルタイム活用する「ディスアグリゲーテッドコンピューティング」技術や、ビル設備の遠隔保守などIOWNを活用したユースケースが展示され、来場者が最先端技術を体感できる場となりました (ニュース 2025年3月12日:IOWNを活用したユースケース創出にむけ実証の場を開設｜ドコモビジネス｜NTTコミュニケーションズ 企業情報)。今後、この施設を拠点に産学官のパートナーと連携し、様々な実証実験やサービス創出の取り組みが加速していく予定です (ニュース 2025年3月12日:IOWNを活用したユースケース創出にむけ実証の場を開設｜ドコモビジネス｜NTTコミュニケーションズ 企業情報)。

おわりに

IOWNが目指す世界が実現すれば、私たちの生活や産業は大きく変わると予想されます。インフラ面では、通信や計算のコストあたり性能が飛躍的に向上し、データ量やエネルギー消費の問題を克服できるでしょう。さらに、その上で動くサービス面では、遠隔地との境界が限りなくゼロに近づき、時間や空間の制約を超えた新しい体験が可能になります。人とAIがシームレスに協調し、人と人とが距離に関係なく共創できる社会 (IOWN構想とは？ その社会的背景と目的｜NTT R&D Website)、そして現実世界の問題を仮想空間上で先回り解決できる社会は、IOWNによって現実味を帯びてきました。NTTとパートナー企業は「今までにないスマートな社会 (IOWN構想とは？次世代の光通信技術をわかりやすく紹介｜AKKODiS（アコーディス）コンサルティング株式会社)」の実現に向けて本気度を上げており、2030年に向けてIOWNはますます発展していくでしょう。私たち一般の生活者も、IOWNがもたらす技術革新とその恩恵に注目し、その未来像を共有していきたいものです。

参照資料: 本レポートはNTTが提唱するIOWN構想に関する記事 (IOWN構想とは？次世代の光通信技術をわかりやすく紹介｜AKKODiS（アコーディス）コンサルティング株式会社) (IOWN構想とは？ その社会的背景と目的｜NTT R&D Website)やNTT R&Dサイトの解説 (IOWN構想とは？次世代の光通信技術をわかりやすく紹介｜AKKODiS（アコーディス）コンサルティング株式会社) (IOWN構想とは？次世代の光通信技術をわかりやすく紹介｜AKKODiS（アコーディス）コンサルティング株式会社)、ならびに各種ニュースリリース (IOWN構想とは？次世代の光通信技術をわかりやすく紹介｜AKKODiS（アコーディス）コンサルティング株式会社) ()等をもとに作成しました。IOWNの詳細についてはNTT公式サイトやIOWN Global Forumの公開資料をご参照ください。

以上は、ChatGPT-4o Deep Search による 3000文字 の要約リサーチです。