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1 放送機器の IP 化とマルチキャスト 株式会社インターネットイニシアティブ 本 治

2 4K/8K roadmap to IP - 2 -

3 放送機器の IP 化の背景 n 同軸ケーブルから光ファイバーへ 従来の局舎内伝送メディアは同軸ケーブルを いた SDI (Serial Digital Interface) が主流 フルハイビジョン対応 フレームレート増加など対応してきたが 4K/8K 時代を迎えるにあたり 周波特性の限界に達しつつある 光ファイバーが主要な伝送メディアに - 3 -

4 ビデオルータの例

5 Ethernet Roadmap n Log に近いスケールで速度が向上

6 Ethernet と SDI の速度向上 較 Mbps SD-SDI 270Mbps HD-SDI 1.5Gbps G-SDI 3Gbps 6G-SDI 6Gbps 4K30p 12G-SDI 12Gbps 4K60p Ethernet SDI - 6 -

7 ワークフローの変化 n All IP 化された放送局のシステム ファイルベース ( ノンリニア編集や送出 ) のシステムはすでに IP 化されている ライブシステムが IP 化されることにより All IP 化が果たされる Sony 発行 IP LIVE PRODUCTION SYSTEM メリットとテクノロジーのご紹介 p.6-7 -

8 IP の benefit n 階層化と多重化 OSI 階層モデル 下位レイヤは上位レイヤを多重化できる n 相互運 性 標準化されたプロトコルにより 機器間接続の透明性を確保 本来相互的なもので 優位 劣位の概念はない 7 アプリケーション層 6 プレゼンテーション層 5 セッション層 4 トランスポート層 3 ネットワーク層 2 データリンク層 1 物理層 n 相互接続 / ルーティング 異なったネットワークを相互接続 ( ルーティング ) ローカルだけでなくリモートとの接続も可能になる これらの利点を活かした IP 化こそ理想的といえる - 8 -

9 SDI と IP - 9 -

10 世界の動き n SMPTE による規格化 Society of Motion Picture and Television Engineers, 国映画テレビ技術者協会 Video Services Forum による Technical Recommendations SMPTE 2022 SMPTE 2110 n 企業によるキャッチアップ Evertz Software Defined Video Network Sony Networked Media Interface Grass Valley Imagine Communications VSF の参加社は 78 を数える n Joint JT-NM EBU-SMPTE-VSF AMWA Networked Media Incubator その他各組織 / アクティビティにて interop が盛ん

11 IP 化への流れ n 当初は SDI over IP その後多重化へ n 既存の規格を採 している AES67 (Audio Engineering Society) RFC4175 : RTP Payload Format for Uncompressed Video SMPTE 2059 : IEEE1588 の profile SMPTE Audio Video Ancillary Data SDI TR-04 AES67 SMPTE Timing SMPTE 2059 TR-03 AES67 RFC4175 SMPTE Timing SMPTE

12 放送機器の Video over IP 化における課題 n メーカの課題 IPのノウハウがなく 社では提案 運 が不可能 Private IP 網 /Public IP 網 /Internetを持つパートナーが必要 NW 機器と統合する時のSIパートナーが必要 IPのベネフィットを伝える必要がある n IIJ としての課題 今後 量の IP トラヒックが発 する市場に対して どのように強みを かすべきか? バックボーン クラウド データセンター等 IP 化されたメディアで Live IP は最 かつ最後の 物

13 IIJ s Proof of Concept

14 フィジビリティスタディ 2015/07 IIJ 飯 橋オフィス IIJ 阪 NOC EX T 10GBASE-SR or LR 1000BASE-T EX T 収容ルータ IIJ backbone 収容ルータ 10GBASE-T IP Live System Manager 収容ルーターにて折り返し SDI-IP GW #1 SDI-IP GW #2 SDI-IP GW #3 Quad SDI Quad SDI 4K Server 4K Monitor 4K 映像を 2 本 東阪間で往復映像伝送することに成功した IIJ バックボーン網を いた映像伝送が可能であることが実証できた 常に良好な受信品質を得ることができた

15 同 シャーシ内に 送信カードx2 受信カードx2 同期信号カードx1が同居 接続は10GBASE-T 2本のファイバの向こうは堂島 飯 橋送信側 堂島 飯 橋受 信側の単 subnetを構築 受信サイドL2SW 送信サイドL2SW

16 受信カードからの映像 00:00.42:25を表 送信カードに映像を送 り出すプレイヤーの画 00:00.42:26を表 機器遅延 伝送遅延が あるにもかかわらず 1フレームのディレイに 収まっている

17 4K over IIJ backbone powered by Evertz n 4K transmission from Koshien to Umeda will be done by ABC n Ingest to Evertz at Umeda n Upstream from Umeda to IIJ Iidabashi office n All traffic goes through IIJ backbone Except Dojima-Umeda Umeda (Public Area) ABC s 4K decoder Evertz L2SW Dojima (Telco Bldg.) GbE Ded.Line/ 10GbE Router GbE IIJ Router Upstream IIJ Backbone IIJ Iidabashi Office IIJ Router IIJ L2SW GbE Evertz Koshien (Broadcast van) ABC Ded.Line/ GbE Upstream ABC s 4K encoder GbE L2SW Ded.Line/GbE (temporarily) L2SW ü 4K60p ü 3G-SDI x 4 ü J2K compression under 1Gbps ü Unicast without FEC ü GbE

18 Traffic as of 20 Aug 効果がなく元通りに +α パケロス対策のためトラヒック下げてみた ABC CODEC Evertz TYO->OSA Fig.1 Switch port traffic view serving Evertz and ABC s decoder at Umeda Blue shows input to public view area, including ABC s H.264, HEVC traffic and Evertz Tokyo to Osaka. Green shows output from Evertz J2K encoder. Fig.2 IIJ router traffic view serving CKP at Osaka (1GbE) Almost Evertz s traffic occupied. Input (green) traffic decreasing and increasing caused by encoder setting change manually

19 2016 雪まつり : ネットワーク構成とトラヒック Grand Front Osaka 9F/2F SDI-IP GW 4K sender 10GBASE-LR EX4550 PIM router IIJ Iidabashi SDI-IP GW 4K receiver 10GBASE-LR PIM router untag L2SW (JGN) tagged Dojima L2SW (CKP) L2SW (CKP) tagged L2SW (IIJ) tagged untag IIJ rack CKP rack L2SW (IIJ) Server L2SW (IIJ) SNMP Server Router (IIJ) 8K 札幌雪まつり会場 グランフロント大阪 4K 8K Panasonic 沖縄 4K IIJ

20 2016 雪まつり : オペレーションの模様 ( 阪 ) グランフロント 阪 The Lab. 3 階にてパブリックビューイング り に 4K ディスプレイ その後ろに 4K 受信 PFU QG70, Village Island J2K 伝送箱そして Sony SDI-IP GW を配置 少しでもデコレーションするため Web ページから図案をいただいた

21 2016 雪まつり : オペレーションの模様 ( 東京 )

22 Interop 2016 デモンストレーション IIJ 飯田橋オフィス Interop 会場 PFU QG70 PFU QG70 tap NTT-IT StreamMonitor tap NTT-IT StreamMonitor Router Router uni-dir UDP Unicast 3Gbps IIJ-ShowNet peering StreamMonitor 提供 Interop 会場オペレーション (ShowNet NOC メンバ ) 会場デモ QG70 提供 送信サイト提供

23 東京 阪 東京のルート計測 FreeBSD Subnet#1 Subnet#3 L2SW R1 R3 R2 R4 L2SW Subnet#2 Subnet#4 SEIL

24 マルチキャスト

25 マルチキャストに対する関 の まり n 同時再送信 地上波 衛星波との同時のIP 送信 通常時と緊急時 n 4K 放送の普及 地上波での 4K 対応はまだプランがない 同時再送信もしくは独 放送 CATV 局では RF と IP の つの選択肢がある 通信事業者としての優位性を鑑み ( ふたたび ) マルチキャストへの対応を検討しています

26 マルチキャストの Pros/Cons n Pros ユーザ数の増加に対して 送信サーバの増強が必要ない n Cons ネットワークのコストが必要 ネットワーク設計が完璧である必要がある Inter-Domainでの相互接続が困難 n IIJ としての 向性 IIJ バックボーンの活 (CATV 局への接続 ) フレッツ キャストの利 部分的なマルチキャストの採 は マルチキャストの最適なユースケースであり現実味がある

27 IIJ マルチキャストネットワーク概要 送信側 受信側 IIJ 面 1 TX RX IIJ 面 2 フレッツ キャスト面 (NTT 東日本 / 西日本 ) アプリケーションレベルで面の切り替えを実施する

28 RTP n RTP ヘッダ V=2 P X CC M PT sequence number (16 bits) timestamp (32 bits) synchronization source (SSRC) identifier +=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+ contributing source (CSRC) identifiers n こうした情報を利 した監視ができないか?

29 RTP を いた品質監視の例

30 RTP を いた品質監視の例

31 TR を いた監視の例 n ETSI TR Digital Video Broadcasting (DVB); Measurement guidelines for DVB systems

32 将来的な構想 想定する送信側顧客送信側顧客受け入れ設備 Multicast 配信網 想定する受信側顧客 コンテンツホルダ 送信センター IIJ Multicast backbone 番組供給会社 なにがしかのソース交換? CATV 局 放送局 番組供給会社 他社マルチキャスト網 OTT 事業者 一般企業 NTT-East Flet s Cast (multicast) コンシューマ 一般企業 NTT-West Flet s Cast (multicast) CATV 局バックアップ

33 業界展望と IIJ の今後

34 Map 国際標準規格 アライアンス メーカ 規格の標準化と 普及 促進 標準化における 協調 規格の採用と 商用化 相互運用性の確保

35 もし放送が最良の networking/computing サポートを得たら broadcaster Video over IP Contribution Streaming, CDN, Web Distribution ü 4K になると帯域が増加し IP 化のモチベーションが生まれやすい ü メーカや局にとって新しい取り組みであり イノベーティブ / チャレンジャブルな領域 ü すでにテレビ局各社は CDN 利用に取り組み済み ü クラウドや Contribution と組み合わせることで CDN 以外の新しい価値を生む Contribution と Distribution の結節点が放送局舎からクラウド / データセンターに変化しうる 他の業態では すでに起きている出来事 放送は特別 だと 世の中の最良のソリューションを受けられなくなってしまう

36 Sandbox Live IP Project SMPTE AES67 Openflow PTP

37 放送機器の IP 化はどこから始まるか n 分されるネットワーク 放送局舎 外部ネットワーク 制作ネットワーク 回線センター Gateway 外部ネットワークと回線センター ( 受けの部分 ) から IP 化が始まると見ている関係者が多い

38 4K over IP 伝送トピック 4K over IP 伝送をきっかけに 放送局様の ALL IP 化を強 にサポート トピック l 放送機器の IP 対応が進むなか ISP としての強みを かしてバックボーン データセンター クラウドを いたトータルソリューションを検討開始 ALL IP 化へ ISP としての豊富な知 を活かし Contribution 網の IP 化に着 CDN/OTT Distribution 網も含めて ALL IP 化のプランニング 実装 運 をワンストップで実施します データセンター クラウドでの映像制作機能についても エンコード トランスコードを始めとした各種サービスを提供していきます ソニー様との協調体制 ソニー様の 4K over IP 技術であるネットワーク メディア インターフェースに通信事業者としていち早く対応 賛同者として活発な意 交換を進め 業界を技術的にリードしてまいります 実証実験についてもお応えしてまいります マルチキャリアで万全の品質を保つ 伝送網にはマルチキャリアでの構成を選択可能 A 系 /B 系の回線を組むことによって 品質がキャリアに依存することはありません また将来的には IIJ バックボーンを使 していただくこともできるように 網構成について検討を開始しています

39 現場型パブリックビューイング : イメージ n ソニーと IIJ のコラボレーション 放送機器については ソニー株式会社が ネットワーク メディア インターフェース 搭載放送機器の発売を通じて 4K ライブ制作の IP 化を提案 推進しています IIJでは このようなシステムのインフラに適したネットワークを 構築を含めてソリューションとして提供し ソニービジネスソリューション株式会社と協 し 各種事業者向けに提供いたします 演所 配信先 ネットワークスイッチ ネットワークスイッチ 4K カメラ ネットワーク対応 出 ユニット 映像切替器 IP-SDI コンバータ ネットワーク 対応 4K プロダクツ ( 従来型カメラなど ) SDI-IP コンバータ 収録再 機 変換機 デジタルシネマ プロジェクタ 4K テレビ

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