“さっぽろ雪まつり”の8K非圧縮映像　100Gbps回線上、IPマルチキャスト伝送実験に成功

2015年2月5日

独立行政法人情報通信研究機構

ポイント

8K非圧縮映像の長距離マルチキャスト伝送と100G伝送の高精細・選択的モニタリングを実現
24Gbpsの複数データストリームを同一回線上で制御。高精細分析対象は10Gから40Gbpsへ
JGN-Xを活用した大容量・広域伝送基盤検証。分散環境上での超大容量データ処理の実現へ

NICTは、JGN-X上にて新世代ネットワークの実現に向けた研究開発を進めています。このたび、現在開催されている“さっぽろ雪まつり”の 8K/4K映像を用いて、30者を超える産学関係者との連携によるNICT主催の実証実験として、8K非圧縮映像の超広帯域 IPマルチキャスト伝送実験に世界で初めて成功しました。これは、昨年から稼働を開始したJGN-X の100Gbpsネットワーク上に構築された広帯域の仮想化ネットワークを活用した実証実験です。昨年成功した100Gbps回線上での8K非圧縮伝送検証実験の更なる発展事例となります。

なお、本実験は2月6日（金）にグランフロント大阪内のナレッジキャピタルにて一般公開いたします。

実験概要

NICTでは、新世代ネットワークの実現等に向けた研究開発用テストベッドネットワーク「JGN-X」を構築、運用しています。今回は、昨年成功した8K非圧縮伝送実験の成果を生かし、以下の実証実験を行いました。

● JGN-Xの100Gbps基幹回線を活用し、東京～大阪～北陸間で、8K映像及び4K映像の非圧縮データを複数拠点へIPマルチキャストにて伝送できる仕組みを構築しました。さっぽろ雪まつり会場にて撮影した高解像度映像などを国内の複数拠点へHD圧縮（30Mbps）、4K、8K非圧縮（24Gbps）をそれぞれIPマルチキャストネットワーク上で伝送する実験を神奈川工科大学ほかと共同で実施し、正確な制御性能を実証しました。

● 100Gbps回線上での複数仮想回線の安定的な運用を目指し、100Gbpsネットワークの高精細・選択的なモニタリングを実施する仕組みを構築しています。昨年は、100Gbps回線から10Gbpsを選択し解析する実験に成功しました。今回は、更なる構成の改良により、最大40Gbpsの選択・解析を実現しました。これにより、非圧縮8K映像のような10Gbpsを超える大容量通信と制御パケットを同時に高精度に監視することができるようになり、また、問題発生時の詳細な分析が可能となります。

● タイにて2月6日（金）開催予定の次世代テレビ・超高速通信フォーラムの会場へ4K国際伝送を行う予定です。
これらの実験は、補足資料＜実証実験参加機関＞に記載の機関の協力・協賛を得て実施するものです。

今後の展望

マルチキャストを100Gbps上で実現したことで、8K非圧縮映像のような大容量データを複数拠点で用いる実証実験が、帯域利用・経路選択の面で、より効率的に実施可能となります。100Gbps回線の高度な運用技術をテストベッドJGN-X利用者へ提供することにより、ソーシャルビッグデータ処理などの用途に的確に対応できる将来の新世代ネットワークの早期実現に向けた研究開発を促進します。

なお、今回の実証実験については、2月6日（金）18時からグランフロント大阪にて一般公開いたします。

補足資料

今回の実験概要

8K/4K非圧縮マルチキャスト　と選択的高精度分析（必要なデータを細かく分析）

● 超広帯域（8K非圧縮）でのマルチキャスト実験

＞初の10Gbpsを超える広域マルチキャスト実験
＞送信される複数ストリームを受信側で選択・切替え

複数マルチキャスト環境でのストリーム切替動作等、大容量マルチキャストが、高精度伝送を要する商用伝送品質で実現できるか、開発中の100Gbps計測技術にて確認しながら実施する

● 並列処理による選択的高精度分析

＞ 40Gbps超帯域の複数10Gbpsクラスタ化による選択・高精度分析処理アーキテクチャ検証
＞ 80Gbps帯域のモニタリング

8K超高精細映像素材の選択的利用（必要なデータを選んで受信）

● 3種類の8K非圧縮映像を対象に、選択的受信をうめきた側にて実施

＞伝送映像ごとにマルチキャストグループを作成
＞映像切替えは各マルチキャストグループへの受信側ノードの参加（Join/Leave）により実現

→超広帯域下でのマルチキャストによる配信制御の有効性を実証

● 1つの8K映像を4Kにダウンコンバートして配信（ワンソース・マルチユース）

● 大規模エミュレーション基盤StarBED³のサーバ群を活用し映像データハンドリング

→専用機ではない、汎用クラウド環境下での映像編集の実証実験となる

実証実験参加機関

1.主催

・独立行政法人情報通信研究機構　テストベッド研究開発推進センター

2．協力団体（順不同）

・朝日放送株式会社（ABC）
・株式会社スカイ・エー（スカイ・A）
・株式会社GAORA
・北海道テレビ放送株式会社（HTB）
・日本電信電話株式会社
・ NTTコミュニケーションズ株式会社
・エヌ・ティ・ティアイティ株式会社
・ KDDI株式会社
・北海道総合通信網株式会社（HOTnet）
・株式会社協和エクシオ
・株式会社オービス（OBIS）
・ファットウェア株式会社
・株式会社電通国際情報サービス
・シスコシステムズ合同会社
・ジュニパーネットワークス株式会社
・日本電気株式会社
・イクシアコミュニケーションズ株式会社
・株式会社PFU
・シャープ株式会社

・アストロデザイン株式会社
・ピュアロジック株式会社
・株式会社トランス・ニュー・テクノロジー
・デジタルリサーチ株式会社
・ナパテックジャパン株式会社
・グリーン株式会社
・住友電気工業株式会社
・池上通信機株式会社
・株式会社ナックイメージテクノロジー
・学校法人幾徳学園神奈川工科大学
・国立大学法人奈良先端科学技術大学院大学
・学校法人加計学園倉敷芸術科学大学
・沖縄県名護市
・沖縄県宜野座村
・沖縄県北部広域市町村圏事務組合
・特定非営利活動法人　NDA
・公益社団法人奈良市観光協会
・サイバー関西プロジェクト（CKP）

（※ 2015年1月30日時点）

ご参考：JGN-Xネットワークの構成

用語解説

JGN-X

NICTが2011年4月から運用している新世代ネットワーク技術の実現とその展開のための新たなテストベッド環境

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さっぽろ雪まつり

1950年に地元の中・高校生が6つの雪像を大通公園に展示したことをきっかけに始まり、今では国内外から約200万人以上が訪れる札幌の冬の一大イベント。国際雪像コンクールには札幌とつながりの深い世界各国のチームが参加し、国際色あふれるイベントとして世界中の人々に愛されるまつりへと成長を続けている。

今回の開催は66回目で、2月5日（木）から2月11日（水・祝）までの開催予定

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8K/4K

4Kは高品質テレビ規格で、現行のフルハイビジョンの画素数（約200万）の4倍にあたる800万画素を持ち、高精細な映像品質を実現する。放送向けの4K規格では横3,840×縦2,160の画素数であり、横方向の画素数が約4,000であることから4Kと言われる。日本では一般社団法人次世代放送推進フォーラム（略称: NexTV-F）が2014年6月から試験放送を開始しており、2015年3月からはCS放送及びケーブルテレビにて商用放送が開始される見込みである。

8Kは、NHK放送技術研究所が中心となって開発しているテレビ規格であり、4Kの約4倍、現行のフルハイビジョンの約16倍にあたる3,300万画素を持つ。横7,680×縦4,320の画素数であり、横方向の画素数が約8,000であることから8Kと呼ばれ、ウルトラHD（UHD）もしくはスーパーハイビジョンとも呼ばれる。NHKは、2020年にもスーパーハイビジョンの本放送を目指すとしている。

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IPマルチキャスト

通常のユニキャストと呼ばれる一対一通信と異なり、一対多で一つの送信元から複数のあて先を持つグループに送信する仕組み。送信元から発信したデータを途中のノードで必要なあて先にのみ複製し、要求に応じて必要な伝送経路を選択する機能を持つため、データの重複や余分な伝送経路がない、最小限の帯域利用で効率的な伝送が可能となる。今回は、プロトコルにPIM-SMを用い、マルチキャストグループの切替えによって受信する内容を変更する仕組みを取っている。10Gbpsを超える規模でのIPマルチキャストを広帯域で検証した初のケースとなる。

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神奈川工科大学ほかとの共同研究

JGN-Xを利用した、学校法人幾徳学園神奈川工科大学、NICT、国立大学法人奈良先端科学技術大学院大学、エヌ・ティ・ティアイティ株式会社、株式会社PFU、日本電信電話株式会社、アストロデザイン株式会社による共同研究「リアルタイム指向ネットワークコンピューティング技術を用いたストリーミングクラウド機能の検証」

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高精度なネットワーク計測技術

今回は、viaPlatzストリームモニタを用いた。10Gbpsのキャプチャ・ジェネレータ機能を有しているもので、NTT未来ねっと研究所とエヌ・ティ・ティアイティ株式会社が開発し、神奈川工科大学が広域実験に協力している。

今回の実験では、Ixia社製ANUE Net Tool Optimizerにより、100Gbps回線上の計測対象となるトラフィックを抽出して、昨年10Gbpsまでだった同時解析を複数台のストリームモニタでの並列処理により40Gbpsまで対応している。これに加え、100Gbps回線へ直接接続・解析できる100Gbpsタイプのプロトタイプ検証も行った。

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タイでの次世代テレビ・超高速通信フォーラム

総務省、タイ政府国家放送通信委員会（NBTC）主催により、2月6日（金）現地時間午後1時から、Amari Watergate Bangkokにて開催予定。日本における8K/4K技術を紹介。

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グランフロント大阪にて一般公開