Internet Infrastructure Review Vol.37 - フォーカス・リサーチ（2）

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かおりおおふさ
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1 3. フォーカスリサーチ (2) 商用化を迎えた Video over IP 技術とその経済圏 Video over IPは技術面でもビジネス面でもまさにいま夜明けを迎えています標準規格の発刊が2018 年に見込まれており各メーカは競い合うように規格準拠を謳っています放送局でも急速に関心が高まっており北米や欧州はもとより日本での放送機器展でも特集セッションが組まれるようになりました本稿では多くの関係者が期待する技術である Video over IPについて説明します 3.1 あらゆるものが IP にインターネットが普及期に突入してから既に20 年とも30 年とも言われますこの間様々なメディアが IPをインフラとして用いるようになりました印刷技術を用いてきた新聞や雑誌書籍などのメディアはかなり早い段階からWorld Wide Webに取り組んでいます電話という技術が従来の回線交換型ネットワークからIPへその基盤を移したこともエポックメーキングな出来事として記憶されるでしょうこれまでの電信電話会社が通信事業者に姿を変えた( 変えざるを得なかった ) 瞬間だったからですラジオはストリーミング技術を応用することで IP 上でのメディアとしての存在を確立しつつありますテレビジョン放送も積極的に IPテクノロジーを獲得しようとしていますテレビリモコンの dボタンでお馴染みのデータ放送は 2013 年にハイブリッドキャストへと進化した時点でストリーミング技術を採用しましたまた 4K/8K 放送は放送波そのものがIPのフォーマットになっていますこのように多くのメディアが IP 技術を獲得活用しはじめていますこの流れの中で最大かつ最後のものが映像音声信号ですそれもストリーミング技術では扱われてこなかった圧縮されていない音声映像信号そのもの ( ベースバンドとも呼ばれます ) が IPの上に乗ろうとしているのです 3.2 ベースバンドと同軸ケーブルこのベースバンドはどのようなところで取り扱われているかメインとなるユーザは放送局やスタジオですこのような環境では信号品質を可能な限り確保することが好まれます例えば放送局の場合放送波となって電波になる前の段階で映像信号は圧縮されてしまいますこの最終段までは映像信号の品質は高く保たれる必要があります圧縮プロセスにノイズ成分が多い映像を投入するとどうしても映像品質は劣化するからです逆にいえば視聴者がテレビジョンで視聴している映像は元々は相当品質の高いものなのですこうした環境では映像信号の物理伝送メディアとして同軸ケーブルが使われてきました同軸ケーブルを断面で見ると内部導体を絶縁体が包みその外に外部導体一番外側に保護被覆が覆う形になっていますこれまで高周波を伝送するためによく用いられてきておりまたノイズに強い耐性を持っていますしかし同軸ケーブルはその特性上より多くの電気信号を伝送したい時長距離に伝送しようとする時には電気信号の減衰に備えてケーブルの径を大きくする必要があります同軸ケーブルを使った映像伝送規格としては SD-SDI(270Mb/ s, 1990 年 ) HD-SDI(1.5Gb/s, 1998 年 ) 3G-SDI(3Gb/s, 2002 年 ) 6G-SDI(6Gb/s, 2015 年 ) が規定されてきましたこれらはSMPTEで策定されたもので Serial Digital Interfaceという名前が付いています 4K 放送で実施されるのは毎秒 60フレームですので毎秒 30フレームまでの6G-SDIでは対応できませんそこで 12G-SDI という4K 対応の伝送フォーマットが2017 年に規定されています 4Kの現場では12G-SDIが使われることになるでしょう実は現状では3G-SDI を4 本束ねて4Kの映像を伝送する手法も使われていますしかし同軸ケーブルが4 本ともなると取り回しが規格 ( とフーート ) ットート HD-SDI 3G-SDI 6G-SDI 12G-SDI 1080i p p p Gbps 2.97Gbps 6Gbps 12Gbps 表 -1 SDI の種類と帯域 18

2 Dec.2017 Vol フォーカスリサーチ (2) 大変になってしまいますあくまで過渡的な手段として用いられているものでいずれ12G-SDIへの移行が求められるでしょうしかし12G-SDIは大容量データを伝送するために距離を伸ばすことができず取り回しが不十分になるという問題があります概ね数十メートルといった距離しか届きませんそこでメーカ各社は12G-SDIの開発に着手すると同時に次世代の物理伝送メディアとして光ファイバに着目しました今後 4Kや 8Kの普及を考えるといずれ同軸ケーブルでは十分な帯域が賄えなくなることは明らかです既に通信業界では光ファイバの利用は一般的になっていますのでこれは自然な選択だったといえますそしてその際光ファイバの上位プロトコルとしてEthernetそしてIPが選択されたというわけです Ethernet もIPも十二分に普及している技術でありかつ今後の発展の余地があります独自のプロトコルを生み出すよりも既存の今ここにある技術を採用するその方がより簡単かつより早い時期に光ファイバによって手に入る大容量伝送を具現化できると踏んだわけです 3.3 SMPTE での標準化 2017 年 Video over IP 関連のキーワードになったのは SMPTE ST 2110 という規格です最終的な発刊は2018 年と見込まれていますが本命となる規格と捉えられていますまだ発刊されていないにもかかわらずリリース時の対応を謳うメーカが急速に増えていますそれほどまでに業界内での期待値が高い規格といえるでしょう SMPTEとはThe Society of Motion Picture and Television Engineersの略語です米国映画テレビ技術者協会と訳されますが発刊する規格は米国のみならず世界中に大きな影響を与えますつまりグローバルスタンダードを担う標準化団体の役割があります SMPTE ST 2110 は "Professional Media Over Managed IP Networks" と銘打たれた規格ですプロフェッショナルメディアとは放送局などで用いられる技術であることを意味していますまた管理された IPネットワークとはインターネットではなくクローズドな網を想定していると考えられますこのST 2110は複数の規格より構成されており "protocol suite" とも呼ばれていますつまり ST 2110はVideo over IP 規格として集大成となることが予測されます ST 2110に先行する技術としてメーカによる独自のVideo over IP 実装がありましたメディアグローバルリンクスのIP-VRS(IP Video Routing System, 2008-) Evertz Microsystemsの Aspen(2013-) SonyのNMI(Networked Media Interface, 2014-) がそれでどちらも既に市場にリリースされ実用に供されていますこれらの各社は他社に先駆けて技術開発を進めたが故に独自の規格を策定せざるを得なかった事情がありますこれらは現在でもST 2110に先行する機能を持っていますしかし EvertzはSMPTE ST 2110への対応をアピールし始めましたし Sonyも2110 対応ゲートウェイやCCUをデモ展示発表しています先行するメーカは自らの技術とST System Overview System timing model & Session Description Uncompressed Video Based on RFC k x 32k, 4:2:2, 4:4:4, HDR(P, HLG)etc PCM Audio Tra c Shaping Compressed Video AES3 Transparent Transport Ancillary Data Based on AES67 TBC Includes compressed audio Captions, subtitles, time codes, active format description, dynamic range, etc. 表 -2 SMPTE ST 2110 の公表されている規格一覧 19

との融和によって生まれるメリットの追求が課題でしょうし後発のメーカは標準化の大きな流れにあって自らの特色をいかに磨くかがテーマになっていくでしょう 2110の開発にあたってはこうした先行技術の存在にも助けられたに違いありません既にプロダクトレベルで動いている技術があったからこそ標準化への確信と意欲が湧き上がったのではないかと想像します ( 先行技術を持つ側からすれば今さら

3 との融和によって生まれるメリットの追求が課題でしょうし後発のメーカは標準化の大きな流れにあって自らの特色をいかに磨くかがテーマになっていくでしょう 2110の開発にあたってはこうした先行技術の存在にも助けられたに違いありません既にプロダクトレベルで動いている技術があったからこそ標準化への確信と意欲が湧き上がったのではないかと想像します ( 先行技術を持つ側からすれば今さらという気持ちもあることでしょうし逆に自らの行動の正しさが確証されたという思いがあるかも知れません ) SMPTEはこのST 2110の規格化にあたり既存の規格を有効に利用するアプローチを採っています具体的にはIETF(The Internet Engineering Task Force) のRFCに対する参照です RFCで策定された規格の中にマルチメディア通信のために開発されたプロトコルがあります RTP(Real-time Transport Protocol) です RTPはVoIP(Voice over IP) などでの多数の実績があり様々なデータペイロードを扱うことができる拡張性があります ( 実際にはデータフォーマットごとに規定策定し RFCを発刊していくことになります ) またマルチキャストとも親和性があり事実多くのマルチキャストアプリケーションで使われてきましたこうした背景を持つRTPは Video over IPにとってもうってつけのプロトコルだったわけですオーディオはVideo over IPよりもIP 化では先行していました Ethernetのフレームにそのままオーディオデータを載せた規格はCobraNETがありこれらが Audio over IPの原型といえるでしょうそしてIPを利用するようになったDante 表 -3 Nextera Video 社による Video over IP Comparison *1 *1 Nextera Video "Video over IP Comparison"( 20

4 Dec.2017 Vol フォーカスリサーチ (2) (Digital Audio Network Through Ethernet) このプロトコルはAudinateによって2006 年に発表されると人気を博し日本でもYAMAHAなどが採用していますしかしこの技術はプロプライエタリなものでライセンスが必要でした続いて2011 年 Ravennaが登場します RavennaはDanteに比べるとより標準的な技術が使われているのが特長です ( ラベンナはフィレンツェ出身の詩人ダンテが客死した街の名前です ) そして Audio Engineering Societyによって2013 年にはAES67(AES standard for audio applications of networks - High-performance streaming audio-over-ip interoperability) が登場し Audio over IPの標準化がなされましたしかし現状でもDanteやRavennaはかなり混在して使われている状況ですマルチキャストは1986 年 RFC988として発刊された技術です IPはパケットのヘッダにIP source address 情報とIP destination address 情報を持ちます IP addressは一意に1 つずつノードに割り振られますので通信は1 対 1で行われることを想定していますこの通信の方式をユニキャストと呼びますしかしマルチキャストは IP destination addressに host group という概念をあてはめることで送信者と受信者を1 対他の関係にすることを実現していますこのhost groupというのは例えて言えばテレビのチャンネルラジオの周波数のようなものですそのグループに属すという手続きを踏んだ全員が同じデータを同時に受信できると思えば良いでしょうこのためにhost group 用に特別なIPアドレスが割り当てられていますマルチキャストは一時期インターネットでも期待された技術で世界規模での実験も多く行われていました放送型アプリケーションには最適なものと考えられたからです 1994 年にローリングストーンズがライブコンサートの模様をマルチキャスト中継したことは今では伝説となっています IIJも IIJ4Uの接続サービスにおいてマルチキャスト受信オプションを提供したことがありました非圧縮ビデオ圧縮ビデオ PCM 音声 SMPTE ST 291 RFC4175 今後策定 AES67 RFC 発刊待ち RTP RFC3550 UDP RFC768 IPv4 RFC791(IPv6 RFC8200) Ethernet 物理層図 -1 SMPTE ST 2110 と RFC の関係を階層構造で示したものスサースサースチースチースチースリーーススリーチススリースチス図 -2 ユニキャストとマルチキャストの比較 21

その後マルチキャスト技術はインターネットにおける相互接続 Amsterdamで開かれ来場者は5万人を越えますそれぞれ北の手法などがうまく解決できず幅広く普及することはありま米と欧州での放送業界事情を反映するためショーとしての雰せんでしたしかしクローズドなネットワーク環境を前提とす囲気はやや異なりますメーカからすると約半年ごとに最大規れば現状でも有効性が高い技術といえます

5 その後マルチキャスト技術はインターネットにおける相互接続 Amsterdamで開かれ来場者は5万人を越えますそれぞれ北の手法などがうまく解決できず幅広く普及することはありま米と欧州での放送業界事情を反映するためショーとしての雰せんでしたしかしクローズドなネットワーク環境を前提とす囲気はやや異なりますメーカからすると約半年ごとに最大規れば現状でも有効性が高い技術といえます放送制作の現場で模のコンベンションが巡ってくるためそれぞれのタイミングはまさにこの 1対他の伝送が行われているからです 1台のカで新製品や機能リリースの発表が行われるなど開発やマーケメラで撮影された映像は要所要所で分岐していきます SDIの世ティングのマイルストーンとなっているようです界でもルータと呼ばれる装置があり SDIの入力を電気的に分配し指定されたポートへ出力する役割を担っていますこのフそのNABShowとIBCでも Video over IP技術は次世代の技術ローはマルチキャストの挙動にそっくりなのですとして脚光を浴びています Video over IP機器の総合接続検証デモンストレーションである IP Showcase がIBC2016, NABShow 2017, IBC2017と引き続き開催されており業界 3.4 国際放送機器展での動向の注目を集めています 40を越えるVideo over IP機器メーカ放送業界において国際的なコンベンションといえばNABShow が相互接続検証のために集い互いの機器の接続性を観客に対とIBCが有名です NABShowは毎年4月にLas Vegasで開催して展示したのですされ 10万人規模の参加者を集めます一方IBCは毎年9月に図-3 IBC2017でのIP SHOWCASEの模様 22

6 Dec.2017 Vol フォーカスリサーチ (2) 標準規格を採用するメリットの1つに相互接続性が挙げられます様々の接続もできるようになるはずです IPもSDIも元々そうした価値観と実績を持っていましたので Video over IP でも相互接続性は当然のように期待されていますとはいえなかなかそう素直に接続が成功するものでもありません規格書にはどうしても隙間があり実装には個別の判断が存在しメーカ機器間での挙動にギャップが生まれてしまうからですこのIP Showcaseではコンベンション開催に先立ちホットステージが準備されており技術者が合宿状態で缶詰になって検証する体制が組まれています複数のメーカ同士で検証をする機会など普段ではあまりありませんのでこうした機会はメーカにとってもチャンスと捉えられているそうです 3.5 なぜ IP が採用されるのかそもそも IPのメリットとは何か双方向性多重化相互接続という点が SDIにはないIPの利点ですインターネットで発展してきたIPの観点ではどれも当たり前のことですが放送機器にとっては新たな機能を獲得することになります 1 本の光ファイバ (1 芯もしくは2 芯 ) を使えば送信側と受信側の関係を固定する必要がなくなりますまたやはり1 本の光ファイバを通じて複数の映像や他のメディアを扱うことができるようになります例えばオーディオやインカム Webを使ったカメラの遠隔操作など撮影にまつわる影像音声制御のすべてをIPで一本化することができるようになります更に IPのメリットとしてネットワークとネットワークの接続が比較的簡単にできることが挙げられますこの相互接続にネットワーク間の物理的な距離は問題とされません例えば光ファイバの減衰を補償するために伝送装置を区間ごとに設置するなど遠距離接続に必要な問題解決は低レイヤーの技術に任すことができます IPとしては距離を意識する仕組みになっていないため遠隔地接続が簡単にできるようになるのですもちろん遠距離になればなるほどIPパケットの伝送に必要とされる時間は伸びてしまいますがこれはIPに限った話ではありませんまた SDI 代替の技術としてだけIPが取り上げられているわけではありません CDNやOTT 現場からのモバイル中継やFPU のIP 化 PCによる編集システムや局システムなど幅広い分野で既にIP 技術が用いられています電波で発射される放送波ですら 4K/8K 放送からIPのフォーマットが採用されています IP 化のメリットが及ぶ範囲は同軸ケーブルからの乗り換えだけに留まりません局のシステムやワークフローすべてが IPの上で稼働するようになるのですそういう観点では IPを取り巻くエコシステムそのものの存在が IPを選ぶ理由になるかもしれません IP 技術の発展は今後も続くでしょう仮にSMPTEが新しいプロトコルを考案していたとしても IPよりメリットがあるあるいは広範囲に使われる保証や確信がない限りマーケットは支持しなかったかもしれません 3.6 IP の応用例リモートプロダクション IPのメリットを応用した例がリモートプロダクションという形で提案されています遠隔地にあるベニュー ( 会場 ) からIP ネットワークを用いて中継をしようというコンセプトです現状では放送局は中継車とクルーをベニューに派遣して番組を制作していますしかしこの手法では例えばオリンピックパラリンピックなど同時に複数のベニューで競技が実施されている場合どうしても制約が生まれてしまいます中継車の台数は限られていますのでその数に合わせて中継する競技を選択しなければなりませんしかしカメラは既にリモートでの操作に対応しています向きはリモート雲台で制御できますし絞りやピント合わせは現状でも遠隔操作が主流です現場のカメラマンはカメラの向きしか意識していないことがあるのですそれ以外の操作は中継車の中でビデオエンジニアと呼ばれる技術者がモニタを見ながらカメラ機能を操作していますそれならばいっそのことカメラからの映像出力を直接 IPネットワークに接続してしまえば良いその映像をIPで運び番組を制作している局舎内のサブスタジオに届けてしまおうするとベニューに出向くクルー 23

7 を最小限にしてしまえる大多数のスタッフはサブスタジオに詰めたまま番組制作が可能になるだろうというわけです 3.7 本格化する PoC と案件 IIJ でも Video over IP 技術の普及促進を加速すべく 2015 年より PoC(Proof of Concept) を実施してきました IIJ のバッ現在ではスポーツ中継には2 3 台から多くて数十台のカメラが現場に設置されますもちろん台数が必要とされるような競技では引き続き中継車とクルーがベニューに派遣されることになるでしょうしかし少ないカメラ台数でも競技の動きが追いかけることができかつ演出上の問題が少ないのであればリモートプロダクションの意義は高まると思われますもちクボーンには100GbEの導入が進んでいます帯域の観点では4Kの映像を数本流すことは問題ないと思われましたしかしVideo over IP 技術に取り組み始めた当初は疑問がありました汎用的なIP 装置で構成されているIIJのバックボーンを用いてロスやディレイにセンシティブな4K 映像を伝送することができるのか? ろん現場に十分な帯域を持つ光ファイバを引き込まなければなりませんが現状でもメジャーなベニューにはその用意があることが多いですこの光ファイバを使ってEthernetとIPを運ぶようにすれば潤沢な帯域の IPネットワークが現れます放送局でもリモートプロダクションへの関心は高く今後 PoC や導入が活発になっていくでしょうこうした疑問を解決するには畢竟試してみるほかありませんそこで東京飯田橋のオフィスから大阪を経由して戻ってくる仮想ネットワークを構築しましたバックボーンとアクセス光ファイバそしてMPLSルータを用いていますこのネットワークを流れるトラフィックはIIJの他のサービストラフィック IP ive System Diagram(Boot Conne tion) REF 40Gb-SR HD-SDI 10Gb-SR uad-sdi 10Gb-LR/ER AES/EBU 1Gb-T Remote Studio BPU-4000 HDCU-2000 PMW-F55 CA-4000 REF NXLK-IP40F 1 1 NXL-FR CE6851 2(.253) 48 IIJ Private Backbone NEXION Eclipse HX-Median V-Panel Sony Boot EADER Boot For-A Boot NEC Boot Virtual System In nity Set 4K Video Server HD Monitor TOSHIBA Boot NXLK-IP40F 1 REF NXLK-IP40F 2 NXL-FR318 3 V-Panel NXLK-NET29 1 NXLK-NET Ex4550(.251) CE6851 3(.252) CE6851 1(.254) LV5490 CE6851 4(.250) N9372TX(.249) K Monitor V-Panel Cis o Boot 48 1 NXLK-IP4F 1 4K Monitor IIJ Boot NXLK-IP40F 1 NXL-FR K Video Server HD Monitor NXLK-IP40F 1 NXLK-IP40F 2 NXL-FR NP7000(.248) 1 HC Net or s Boot NXLK-IP4F 1 4K Monitor 図 -4 Inter BEE 2017 におけるリモートプロダクションの例 IIJ 飯田橋オフィスをベニューに見立て ( 図中左上 ) 幕張メッセの Sony ブース IIJ ブースとネットワークで接続する 24

8 Dec.2017 Vol フォーカスリサーチ (2) とは区分されて転送されますが下位レイヤーで用いている専用線の帯域は共有しています完全に専用線で構築してしまってはコストが嵩むことと IIJとしてバックボーンを用いない実験にはあまり興味がないためですそしてこの環境を用い協力いただけるメーカ各社とPoCを進めてきました HDもしくは4K 映像を1 本ないし複数本流すという実験がメインとしていますまたメーカによっては更に PTPやAudio over IPの実験も同時に実施をしていますそしてこれらのPoCはほぼ問題なく成功を収めています IIJでPoC を開始した頃はまだIPへの移行を確信している関係者はそう多くありませんでした特にユーザは得体の知れないIPという技術に疑心暗鬼だったように記憶していますこうした方々に新しい技術の可能性を説いて回っていた時期でしたがこの状況はしばらく続きました当初筆者は4Kへの対応がIP 化のタイミングになると考えていました 4Kは単純計算でHDの8 倍のデータ量があります ( 画素 4 倍フレームレート2 倍 ) これは 4Kを導入した際にすべての区間の伝送路において必要となる帯域が8 倍になることを意味します HD 向けに設計構築された伝送路には 4K 信号を伝送するだけのキャパシティがありません新しく4K 対応するための伝送路を設計したときに IP 技術の採用検討が進むのではないかと思われたのですところが欧米では HDの Video over IP 化が盛んです 4Kを待つことなしにIPのメリットを享受しようという考えなのですなぜと問うと将来的にコストメリットにつながる 4Kを待たず今からIPに着手しておくべきという意見が多いようですもっともな話に聞こえますが投資のタイミングを考えると微妙な感じもありますこの辺りは放送局の投資についての彼我の差があるのかもしれません極端な話としては IP 化のメリットは? という自問に Because we can というスライドで答えたプレゼンテーションを見たことがあります一種のジョークでしょうが技術者らしい回答だなと感じました IIJはPoCにより経験を積むと共にメーカとの知識共有を図っていきたいという狙いがあります IPでできることを伝えると同時に正確なナレッジとより質の高いノウハウを作り出していきたいからです実際広域ネットワークを使った実験の経験があるメーカはほとんどありませんでした PoCで取得したデータはメーカにも提供しフィードバックを実施していますまたエンドユーザにPoCを見学してもらうことも推進しています実際のネットワークを使ったデモンストレーションは非常に効果的でありセールスマーケティング的にも大きな評価をいただいています 2015 年 7 月 2015 年 8 月 2016 年 6 月 2016 年 10 月 2016 年 11 月 2017 年 2 月 2017 年 6 月 2017 年 6 月 2017 年 6 月 2017 年 11 月 Sony IP Live 4Gbpsx2 本を飯田橋大阪飯田橋へ伝送 Video over IP 最初の試験となった Evertz ASPEN 4K の映像をグランフロント大阪から飯田橋へ伝送 PFU G70 NTT-IT StreamMonitor 1.5Gbps HD 映像を飯田橋 Interop 会場へ伝送 Sony IP Live 新規開発のモード検証飯田橋大阪飯田橋へ伝送 Sony IP Live Inter BEE 会場内でIIJブースとSonyブースを接続 MediaLinks IP-VRS HD/4K 映像伝送実験飯田橋大阪飯田橋へ伝送 Sony IP Live 本格的な映像機材( リモートカメラオーディオコンソール ) をめたデモンストレーション Embrionix 映像 IP 変換 SFPを用いたHD 伝送飯田橋大阪飯田橋へ伝送 LAWO V remote4 セイコー TS-2950 HDおよび4K 64chマルチチャンネルオーディオ伝送 PTP 相互接続実験 NHK 放送技術所 2017NHK フィギュアにて大阪から東京への8K 伝送実験をNHK 技が実施 IIJ はこの実験に対しプライベートバックボーンを提供 (10GbE x 5 本 ) 8K は DualGreen 24Gbps 表 -4 IIJ における代表的な PoC 25

9 このようなPoCの成功には全レイヤーのネットワーキング実践が必須です当然ネットワークレイヤーだけでなく映像音声の技術的知識も必要とされます PoCを数多く経験して感じていますが機材を設置して必要とされる設定を投入しすべての結線を完了させても最初はうまくいかないことがほとんどですなぜ映像が届いていないのか再生されないのか様々な理由が考えられますルータやスイッチの設定ミスバグトラヒック溢れコミュニケーションミス誤解などなど起き得ることのすべてが発生すると思っておいて間違いがないほどですそれらを根気よく 1 本 1 本捩れた紐を解きほぐしていく努力と時間が必要ですマルチキャスト技術の知識はもちろんIP Ethernetなどのネットワーク知識更には光ファイバケーブルの物理的特性などエンジニアとして持てるナレッジを総動員させる必要がありますケーブルの差し間違えで映像が映らないというのもよくある話です PoCはトライ & エラーの繰り返しですからどうしても考慮洩れやミスが発生することは避けられませんこうした些細な点に気づくことができる資質も必要ですしかしこうしたPoCで発生したミスやエラーはすべてがこの後へのギフトです JPEG2000: 既に標準化されている圧縮技術 VC-2:BBC R&Dが開発し SMPTE ST 2042として標準化されている LLVC:Sonyが開発 Low Latency Video Codecの略 SMPTE RDD 34として参考図書出版されている Tico:IntoPixが開発現在 JPEG-XSとして標準化作業中これらの圧縮方式はどれも "Visually Lossless" と呼ばれています圧縮を経てすべてのデータがそのまま取り出せる可逆圧縮ではありません完全なデータはどうしても復元不可能な非可逆圧縮ではあるものの見た目には問題なしというものです ( ですので厳密な意味での "lossless" とはいい難いのですが一種のマーケティング用語でしょう ) この問題がないとはつまり圧縮による画質劣化や遅延がその後の編集作業に影響を及ぼさないことを意味します HEVCなどの高圧縮技術と異なり伝送のために軽く圧縮するという意味合いで軽圧縮非圧縮と高圧縮の中間にあるためメザニンなどとも呼称されますおおむね 4K 映像の伝送レートを半分から1/4 程度まで圧縮することを目的とした方式です 3.8 圧縮技術 4Kの場合非圧縮映像の伝送には12G-SDIを必要としますつまり12Gbpsの帯域が要求されるわけで Ethernetの世界で普及している10GbE1 本では送りきれませんそこで放送機器業界では25GbEへの移行というメッセージを出し始めていますこれならば1 本のネットワークインタフェースで4k 非圧縮映像を送れるようになりますしかしこのメッセージが有効に働くにはもう少し時間がかかると思われますイーサネットスイッチの25GbE 対応とコスト低減にはもう少し時間がかかりそうだからです非圧縮映像は遅延や画質の面で優れているのですがより多くの帯域を必要としますそこで圧縮技術の導入によって帯域の圧縮を図る動きがありますこの分野では既にいくつかの圧縮技術が登場していますこうした圧縮技術は各企業がパテントを所有していることもあり標準化作業においてもそれぞれの思惑が影響するだろうと言われていますどの技術が標準規格になるかあるいはどの規格をmandatory, optionalとするのかなど様々な議論が戦わされる可能性があります 3.9 事例と今後の Video over IP 技術の発展前述したIP Showcaseでは回を重ねるごとに実際の事例紹介が増えてきています特に屋外での中継 (Outside Broadcasting) に用いられるOB Van, OB Truckと呼ばれる中継車の内部ではIP 化がかなり進行しています中継車内の映像ネットワークは内部で一旦完結するからで新しい技術を導入しやすいのです日本でも既に中継車へのIP 技術導入が進んでいます 26

10 Dec.2017 Vol フォーカスリサーチ (2) 日本国内では2017 年に入り大きなシステム構築案件の発表が続きました Perform JapanはDAZNのデジタルライブスポーツプロダクションセンターのためにEvertzを採用しましたまたSonyのIPルーティング設備は静岡放送やスカパー JSATなどに相次いで導入されています Video over IP 技術の浸透やロードマップを描く動きもあります The Joint Task Force on Networked Media(JT- NM) がそのような活動をカバーしていますこのJT-NMは AMWA(The Advanced Media Workflow Association) EBU(The European Broadcasting Union) SMPTE VSF (The Video Services Forum) による合同アクティビティでリファレンスアーキテクチュアやロードマップを発刊しています "JT-NM Roadmap of Networked Media Open Interoperability" は現状の位置付けと将来の技術発展を示すもので業界内で広く共有されていますこれによると現在は第 1フェーズの SDI over IP と第 2フェーズの Elemental flows が完成しつつある段階です今後は第 3フェーズの Auto-Provisioning と第 4フェーズの Dematerialized facilities が控えています Auto-Provisioningはリソースマネジメントのオートメーション化を目的としており現在 AMWAがワーキンググループを作り規格策定が進んでいます AMWA の活動は NMOS(Networked Media Open Specifications) として以下の3つの策定が進んでいます IS-04:Discovery and Registration Specification IS-05:Device Connection Management Specification IS-06:Network Control Specification この中でも野心的なのはIS-06でしょう 1. Discovery of Network Topology and Discovery of endpoint devices that are connected to the Network Switches 2. Create/Retrieve/Update/Delete Network Streams (Flow Management) 3. Monitoring and Diagnostics ( ) The Society of Motion Picture and Television Engineers European Broadcasting Union Video Services Forum Advanced Media Work ow Association Alliance for IP Media Solutions The Internet Engineering Task Force(IETF ) 図 -5 各標準化団体の関連 27

IS-06はこの3 点の機能をカバーするものになる予定です ( 現状は1の部分に着手しているそうです ) 主にコントローラからネットワーク装置に対するAPIに相当しますが SDN 的なアプローチと考えて良いかと思いますアプリケーション層からダイレクトにネットワーク層へとAPIでアクセスする発想そのものは EvertzもSoftware Designed Video

11 IS-06はこの3 点の機能をカバーするものになる予定です ( 現状は1の部分に着手しているそうです ) 主にコントローラからネットワーク装置に対するAPIに相当しますが SDN 的なアプローチと考えて良いかと思いますアプリケーション層からダイレクトにネットワーク層へとAPIでアクセスする発想そのものは EvertzもSoftware Designed Video Networkというコンセプトで訴えていました大きく異なるのは IS-06は標準を狙っているということですしたがって多くのネットワーク装置メーカの賛同を得る必要があります ARISTAは既に IBC2017で積極的な姿勢を見せていました他のメーカもいセキュリティが扱う範囲は非常に多岐に渡るためどの分野をどのような観点でカットするかは今後の議論が必要になるでしょう一例として伝送されるIPデータの暗号化が挙げられるでしょう閉域網を流れるデータだからといって暗号化をしなくても良いとは限らないはずです IPの世界ではIPsecと呼ばれる汎用的にIPパケットを暗号化する仕組みがありますまた RTPに対して暗号を施すSRTP(Secure Real-time Transport Protocol) という規格もありどちらもRFCとして出版されていますしかしVideo over IPとしてどのような技術を採用するかはまだまだ議論も始められていないようですずれ対応を明らかにしてくるでしょう IIJ としてこの Video over IP 技術をどう応用してマネタイズ AMWAの活動の中ではセキュリティについても問題意識が高まっているそうですセキュリティについての討議がVideo over IP 関連のどのコミュニティで成されるべきかはさておき必要な議論には違いありませんして行くかはこれからの検討課題ですバックボーンの利用はもちろんですがデータセンターあるいはクラウドとの結合が大きなテーマになると考えています放送局からの発信が CDNやOTT 更にはハイブリッドキャストや4K/8K 放送など図 -6 JT-NM による JT-NM Roadmap of Open Interoperability(August 2017) *2 *2 Joint Task Force on Networked Media(JT-NM)( FINAL.pdf) 28

12 Dec.2017 Vol フォーカスリサーチ (2) によりどんどん IP 化されていく中 Video over IP への移行がどのようなメリットをもたらすかを幅広く議論していくことになります大胆な設定も可能でしょうしあれやこれや試してみることもできるでしょうそれにはこうした相互接続検証の場を設けることが一番ですそうした観点で IIJ では VidMeet というイベントを開始しました Video over IP 技術について公開のまた放送局にとってはIP 技術の習得が大きなテーマになるでしょうテクノロジーカンパニーとしての放送局業務において IPは既に切っても切り離せない技術になっているはずです映像の編集作業はビデオテープによるものからファイルベースと呼ばれるPCソフトウェアによるものに替わっ場でのレクチャーやデモの機会はまだ限られているのが現状です Video over IP 市場はこれから熟成していく段階にあり必要な人 ( ニーズ ) に必要な人 ( 知恵 ) が出会う必要があると感じていますユーザとメーカソリューションプロバイダとの出会い実地デモそして議論ができる場を意図していますてきていますノンリニア編集ソフト (Adobe Premiere や Apple Final Cut Proなど ) を使うために大容量のストレージと作業用のPCはネットワーク化されています既に業務に深く入り込んだネットワークがあるわけで IPの観点からするとVideo over IPは新しいアプリケーションに過ぎないとも言えますいずれにせよ IP 技術の理解なしにVideo over IP 技術の理解はなくエンジニアとして習得すべきものとなっこの初回イベントは VidMeet1 として 2017 年 10 月 4 日に第 1 回を開催しています 100 名を超える参加者に対し3つのレクチュア及びデモンストレーションを実施しましたが非常にポジティブな意見をいただきました VidMeet2も2017 年 12 月 11 日の開催を予定しており引き続き積極的な参画をお願いしたいと考えていますていくでしょう Video over IP 技術は技術が立ち上がる黎明期特有の期待また日本でも相互接続検証を立ち上げることが必要です IIJ でもPoCを通じて経験を蓄積していますがこれは広く共有されるべきものだと考えています多くの参加者を募り全員でひとつの目標のためにオペレーションする案件ではないので感に溢れています新しい技術の獲得と進展に心が躍りエンジニアリングそのものが問われる新しい業界の知己が増え新鮮な気持ちでディスカッションできるエンジニアとしてそんなエキサイティングな時間を過ごしています執筆者 : 山本文治 ( やまもとぶんじ ) IIJ 経営企画本部配信事業推進部シニアエンジニア 1995 年に IIJ メディアコミュニケーションズに入社 2005 年より IIJ に勤務主にストリーミング技術開発に従事同技術を議論する Streams-JP Mailing List を主催するなど市場の発展に貢献 29

IIJ Technical WEEK2017　Video over IPの発展

IIJ Technical WEEK2017　Video over IPの発展 DEVELOPMENT AND DEPLOYMENT OF VIDEO OVER IP TECHNOLOGY Video over IPとは n 放送など業務系映像の機器間伝送がIP化されているすでに音声はAudio over IP化されている VoIPと略されるとVoice over IPと見分けがつかない Media over IP とも言われる n 標準規格が発刊されるため規格名が通り名になるかも