IOWNは次世代の通信基盤として世界から注目を集めている技術です。
従来の電気信号による通信の限界を打ち破り、光技術を駆使した革新的なネットワーク構想として2030年の実現を目指して開発が進められています。
この技術が実現すれば、データ伝送速度の飛躍的向上と消費電力の大幅削減が可能になり私たちの生活やビジネスの在り方が根本的に変わるでしょう。2025年の大阪・関西万博ではIOWNを活用した実証実験が行われ、その可能性を実際に目にすることができます。
本記事ではIOWNの基本的な仕組みから参加企業、万博での活用事例、そして支える光半導体技術まで、この革新的な技術について詳しく解説していきます。
IOWNの基本概念と技術
IOWNとは何か
IOWN（Innovative Optical and Wireless Network：革新的光・無線ネットワーク）はNTTが主導する革新的な通信基盤構想で、2019年5月に発表されました。この技術の最大の特徴は従来の電気信号に代わって光技術を徹底的に活用することにあります。
現在の通信システムではデータ処理やネットワーク伝送の多くが電気信号に依存していますが、IOWNではネットワークからデバイスまでのすべてに光ベースの技術を導入することで、従来では実現できなかった高速・低遅延・低消費電力の通信を目指しているのです。
この構想は通信技術の改良ではなく、情報通信の根本的なパラダイムシフトを意味しています。量子力学を利用した通信技術も含まれており、まさに次世代のインフラ技術として位置づけられています。
オールフォトニクス・ネットワーク（APN）の仕組み
IOWNの核心技術であるオールフォトニクス・ネットワーク（APN：All Photonics Network）は光信号によってデータ伝送を行うシステムです。従来のネットワークでは光ファイバーで光信号を伝送しても、ルーターやスイッチで電気信号に変換する必要がありましたが、APNではこの変換プロセスを省略できます。
この技術によって信号の変換に伴うエネルギー損失や処理遅延が大幅に削減されます。結果としてデータ伝送速度の高速化と遅延時間の短縮、そしてエネルギー効率の向上が実現できるのです。
大容量データの処理が必要な分野ではこの恩恵は計り知れません。4K・8K映像の配信や仮想現実（VR）・拡張現実（AR）アプリケーションにおいて、これまでにない品質でのサービス提供が可能になります。
デジタルツインコンピューティングの活用
IOWNのもう一つの重要な技術がデジタルツインコンピューティングです。これは現実世界をデジタル空間で完全に再現し、シミュレーションや最適化を行う技術で、高速な光ネットワークがあってこそ実現できる分野といえるでしょう。
リアルタイムでの大量データ処理が必要なデジタルツインにおいてIOWNの低遅延・高速通信は不可欠な要素となります。工場の生産ライン最適化や都市交通の管理、さらには気象予測の精度向上など、様々な分野での応用が期待されています。
従来のネットワークでは実現困難だった大規模なデジタルツインがIOWNによって現実のものとなりつつあります。これによってビジネスや社会インフラの効率化が大幅に進むと考えられています。
IOWN参加企業と国際連携
主要参加企業の役割
IOWNプロジェクトにはNTT、ソニー、インテルが発起人として名を連ね、世界各国の企業が参加しています。この国際的な連携体制がIOWNの技術開発と普及を加速させている重要な要素となっています。
ソニーは高度なエレクトロニクス技術を活用してデータ処理能力の向上を担当し、インテルは半導体技術を通じてIOWNのパフォーマンス最大化に貢献しています。NECは電気回路技術との融合による低消費電力化を、富士通はクラウドサービスとの連携を進めています。
これらの企業が持つ異なる技術領域の専門知識が組み合わさることで、単独では実現困難な革新的なソリューションが生まれているのです。NTTの光技術とNECの電気回路技術の融合により、従来比で大幅な低消費電力化が実現されています。
IOWN Global Forumの取り組み
IOWN Global Forumには前述の企業に加えてノキア、中華電信、アクセンチュア、Oracle Japan、Cienaなど、各業界のリーダー企業が参加しています。このフォーラムは技術開発の場ではなく、世界規模での標準化推進や市場展開戦略の検討も行っています。
注目すべきは通信機器メーカーだけでなく、コンサルティング企業やソフトウェア企業も参加していることです。これによってIOWNは技術的な実現だけでなく、実際のビジネス展開まで視野に入れた包括的な取り組みとなっています。
各参加企業は自社の強みを活かしながら、共通の目標である次世代通信基盤の実現に向けて協力しています。この国際的な連携こそがIOWNが研究プロジェクトに留まらず、実用化に向けて着実に進歩している理由といえるでしょう。
技術融合による新ソリューション
参加企業間の技術融合によって多くの革新的なソリューションが誕生しています。富士通のクラウドサービスとオラクルのデータ解析技術を組み合わせることで、次世代のデータマネジメントシステムが開発されています。
各企業が持つ異なる技術バックグラウンドがIOWNの応用範囲を大幅に拡大させています。通信技術だけでなく製造業、金融業、医療分野など、様々な産業での活用可能性が見えてきているのです。
こうした企業間連携はIOWNが掲げる「情報通信の限界を超える」という目標達成に向けた大きな推進力となっています。単一企業では到達できない技術レベルを国際的な協力によって実現していく姿勢が、このプロジェクトの成功要因といえるでしょう。
大阪・関西万博でのIOWN実証実験
自動運転システムでの活用
2025年の大阪・関西万博ではIOWNの革新技術を活用した様々な実証実験が展開されています。最も注目を集めているのが会場内を走る自動運転シャトルバスのシステムです。
会場各地に設置されたITSスマートポール（高度道路交通システム対応のスマートポール）から収集される膨大なデータがIOWNを通じてリアルタイムで処理されています。これによってシャトルバスは安全かつスムーズな運行を実現し、来場者の移動利便性を大幅に向上させています。
従来の通信システムでは処理しきれない大容量データもIOWNの高速・低遅延通信によってスムーズに処理できるため、より精密で安全な自動運転が可能になっているのです。これは将来の交通システムの姿を先取りした実証実験といえるでしょう。
データセンター効率化の実現
万博会場ではIOWNを活用したデータセンターの革新的な運用も行われています。データセンター同士のネットワークと内部の計算処理において光技術が全面的に活用され、従来の電気信号処理と比較して電力消費を大幅に削減しています。
この技術革新は近年急速に拡大している生成AI利用に伴うデータセンターの消費電力増大問題に対する解決策としても期待されています。光信号処理によって発熱量も抑えられるため、冷却コストの削減効果も見込まれています。
持続可能な社会の実現に向けてエネルギー効率の改善は重要な課題となっています。IOWNのデータセンター技術はデジタル社会の発展と環境負荷軽減を両立させる画期的なソリューションとして注目されているのです。
光電融合技術の実用化
万博では新たに開発された光電融合技術の実証も行われています。この技術は外部機器との接続時の消費電力を大幅に削減し、よりコンパクトなインフラ構築を可能にします。
従来のシステムでは光信号と電気信号の変換に多くのエネルギーが必要でしたが、光電融合技術によってこの変換効率が劇的に改善されました。結果として設備の小型化と省電力化が同時に実現されています。
この技術は万博での実証に留まらず、将来的には世界中の都市計画やインフラ整備において革新をもたらす可能性を秘めています。電力供給が限られた地域でも効率的な通信インフラの構築が可能になると期待されています。
光半導体技術の詳細解説
光半導体の基本原理
光半導体技術はIOWNを支える根幹技術の一つで、電気信号を光信号に変換することでデータ伝送の速度と効率を劇的に向上させています。光は電気信号と比較して伝送速度が速くノイズの影響も受けにくいため、通信の安定性向上に大きく貢献します。
光半導体デバイスの中でもレーザーダイオードは高速光通信において中心的な役割を果たしています。このデバイスは電気信号を光信号に変換する際のエネルギー効率が高く、長距離通信でも信号の劣化を最小限に抑えることができます。
光受信器として使用されるフォトダイオードは光信号を電気信号に変換する逆の機能を持ちます。これらのデバイスが組み合わさることで光通信システム全体の性能が決まるといっても過言ではありません。
データセンターでの応用技術
現代のデータセンターでは光半導体技術が極めて重要な役割を担っています。生成AIの利用拡大に伴いデータセンターでは従来以上に大量のデータを迅速に処理する必要が生じており、光半導体技術なしには対応が困難な状況となっています。
従来の電気信号による処理では大容量データの処理時に発生する熱や消費電力の問題が深刻でした。しかし光半導体技術を活用することで、これらの問題を大幅に軽減できるようになりました。
波長分割多重（WDM：Wavelength Division Multiplexing）技術は一本の光ファイバーで複数の異なる波長の光を同時に伝送する技術で、データセンター内の通信効率を飛躍的に向上させています。これによって限られた物理的スペースでもより多くのデータを処理できるようになっているのです。
光増幅器とレーザー技術の進歩
光通信システムにおいて光増幅器は信号の伝送距離を拡大し、信号劣化を最小限に抑える重要な技術です。エルビウム添加光ファイバー増幅器（EDFA：Erbium-Doped Fiber Amplifier）は長距離光通信において標準的に使用されています。
レーザーダイオード技術も大幅に進歩しており、従来よりも高出力で安定した光信号の生成が可能になっています。これによってより長距離での通信や、より多くの情報を同時に伝送することが実現されています。
これらの技術進歩はIOWNの実現において不可欠な要素となっています。高性能な光半導体デバイスがあってこそ従来の電気信号による通信の限界を超えた新しい通信基盤が構築できるのです。
将来の応用分野
光半導体技術の応用分野は通信にとどまらず、医療機器や自動車の先進技術にも拡大しています。医療分野では光を使った非侵襲的な診断技術や治療技術の開発が進んでいます。
自動車分野ではLiDAR（Light Detection and Ranging：光検出・測距）システムに光半導体技術が活用され、自動運転技術の精度向上に貢献しています。これらの技術はIOWNで培われた光技術の応用事例として注目されています。
スマートフォンやテレビのディスプレイ技術においても光半導体技術の進化が続いています。有機ELディスプレイやマイクロLEDディスプレイなど、より高画質で省電力なディスプレイの実現に光半導体技術が欠かせません。
IOWNの社会への影響と将来展望
産業革新への貢献
IOWNの実用化は様々な産業分野で革新的な変化をもたらすと予想されています。製造業ではリアルタイムでの品質管理や生産ライン最適化が可能になり、これまでにない効率化が実現するでしょう。
金融業界では高速取引システムの構築や、より精密なリスク管理システムの開発が期待されています。光技術による低遅延通信は金融取引における競争優位性を決定づける重要な要素となる可能性があります。
教育分野でもリモート学習の品質向上や、仮想現実を活用した体験型教育の普及が見込まれています。IOWNによって実現される高品質な通信環境は教育の機会均等にも大きく貢献するでしょう。
社会インフラの変革
IOWNは通信技術の改良にとどまらず、社会インフラ全体の変革を促す可能性を持っています。スマートシティの実現においてIOWNの高速・低遅延通信は中核的な役割を果たすと考えられています。
交通管理システムではリアルタイムでの交通流制御や、事故防止システムの高度化が可能になります。これによって都市部の交通渋滞解消や安全性向上が期待されています。
エネルギー管理分野でもスマートグリッド（次世代電力網）の効率化や再生可能エネルギーの最適配分が実現するでしょう。IOWNによる精密な制御システムは持続可能な社会の実現に向けた重要な基盤技術となります。
国際競争力の向上
日本が主導するIOWNプロジェクトは国際的な技術競争において重要な意味を持っています。5G・6G通信技術の開発競争が激化する中でIOWNは日本の技術的優位性を示す象徴的なプロジェクトといえるでしょう。
国際標準化の取り組みも進んでおり、IOWN技術が世界標準となれば日本の通信産業にとって大きなビジネスチャンスが生まれます。既に多くの海外企業がIOWN Global Forumに参加していることからも、この技術への国際的な関心の高さがうかがえます。
技術輸出や海外展開の可能性も大いに期待されており、IOWNの成功は日本の経済成長にも寄与すると考えられています。
Q&Aコーナー
IOWNはいつ頃実用化される予定でしょうか
NTTは2030年を目標としてIOWNの実用化を進めています。
ただし部分的な技術については既に実証実験が始まっており、段階的な導入が予想されています。大阪・関西万博での実証実験も実用化に向けた重要なステップとなっています。
IOWNを利用するために機器の買い替えが必要になりますか
IOWNの恩恵を受けるためには光技術に対応した機器が必要になります。
しかし既存のインフラとの互換性も考慮されており、段階的な移行が可能になる設計となっています。一般ユーザーにとっては通信品質の向上を体感できることが主なメリットになるでしょう。
IOWNの導入コストはどの程度になると予想されますか
具体的なコストについては公表されていませんが、光技術の普及により機器価格は徐々に下がると予想されています。
省電力化による運用コスト削減効果も期待されており、中長期的には経済性のあるソリューションになると考えられています。
まとめ
IOWNは従来の通信技術の限界を打ち破る革新的な技術として世界中から注目を集めています。
光技術を基盤とした高速・低遅延・低消費電力の通信を実現することで、私たちの生活やビジネスに大きな変革をもたらすでしょう。
2025年の大阪・関西万博での実証実験を通じてその可能性が現実のものとなりつつあります。NTTを中心とした国際的な企業連携により、2030年の実用化に向けた開発が着実に進んでいます。
IOWNが実現する未来では現在では想像できないようなデジタルサービスや社会インフラが登場するかもしれません。この革新的な技術の発展を今後も注目していきたいと思います。
