109Gbpsの8K非圧縮映像と音響環境の分割遠隔配信に成功 ～8K映像を分割、複数回線経由で復元～

2017年2月3日

国立研究開発法人情報通信研究機構（NICT） リンク

109Gbpsの8K非圧縮映像と音響環境の分割遠隔配信に成功
～札幌で撮影した8K映像を分割し、複数回線を経由し、大阪で復元～

【ポイント】
■　100Gbps超の8K映像と音声を分割、複数の回線を併用して伝送することに成功
■　従来の25Gbps伝送の4倍超となる109Gbpsの高画質映像の伝送を実現
■　大容量の回線が整わない環境でも8Kデータ配信に道を拓く

　国立研究開発法人情報通信研究機構（NICT、理事長代行: 黒瀬 泰平） リンクテストベッド研究開発推進センターは、ネットワークテストベッドJGNをはじめとする実証実験環境を提供しています。今回、産学官関係組織48団体の参画によるNICT主催の実証実験として、100Gbps超の8K非圧縮映像と、8K相当品質である立体音響の遠隔配信に成功しました。これは、100Gbps超のライブ映像を分割・同期再生する技術の確立により、複数の回線を用いた遠隔配信が初めて実現したものです。これにより、帯域が制約される実環境においても、複数の回線を組み合わせることによって、より高画質な映像配信が実現できました。
　本実験の成果は、2月6日（月）から開催される”さっぽろ雪まつり”の映像中継として、2月6日（月）・7日（火）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。

【背景】
　NICT及び雪まつりにおける映像配信実証実験に参画する団体は、2014年から8K非圧縮の映像配信に成功しています。今回の実験では、1回線の最大帯域が100Gbpsのため、109Gbpsの映像データではオーバーするので、1回線での配信は不可能でした。しかし、複数の回線を合わせて利用すれば、より高画質の映像を伝送できます。これには映像の分割・同期技術が必須であり、特に、100Gbpsを超えるようなケースでは、映像アプリケーション側での高速処理のほか、ネットワーク側での精緻な伝送遅延のコントロールが課題でした。今後、8K/4K普及に向けて様々な映像中継環境が想定される中で、回線状況の整っていないような場所からも大容量の配信を行うといった、より現実的な伝送技術が重要となってきています。

【今回の成果】
　NICTと参画プロジェクトは、従来の25Gbps映像配信の約4倍超となる109Gbpsの8K非圧縮映像を分割して、複数の100Gbps回線を併用し、伝送することに、世界で初めて成功しました。同時に、立体音響再現のため、ハイレゾ音声を収録（192kHzサンプリング、24bit、16ch）、遠隔地への伝送を行い、8K映像と音声を合わせた高臨場感環境を表現しました。
　実験では、複数台の8Kカメラを合わせた広視野角の8K映像（109Gbps）を札幌にて撮影し、その映像ストリームは複数の回線に分けて伝送するために、リアルタイムに分割されます。データは、それぞれ距離や遅延時間が異なる複数の回線で伝送されるため、経路制御による遅延時間調整を行うことで、再生場所である大阪で同期して、再度、一つの映像ストリームとして再構築されます。立体音響データは、映像と同期して札幌で収録し、大阪に設置した立体音響再生環境にて映像と合わせて復元されます。映像アプリケーションのみでは処理が難しい超広帯域配信を、ネットワーク側での遅延調整を併用することで実現しました。
  また、今回は映像のライブ配信と同時に、JGNとStarBEDを利用し、高臨場感環境の収録、再生も実施しています。
　映像配信を行う際、これまでは1回線当たり利用可能な回線帯域が、映像品質を決める際の制約となっていました。本実験の成功により、分割したストリームを回線ごとに柔軟に割当てができることで、複数回線を組み合わさなければ十分な帯域が確保できないような映像撮影、中継環境においても、より高画質な映像配信が実現できることを示しました。
　実験は、JGN上で運用中のネットワーク仮想化技術と合わせて、国立情報学研究所（NII）が構築・運用するSINET5上で今回、実験的に提供するL2オンデマンドサービスの双方を利用し、途中の中継経路を細やかに設定することで、遅延時間のコントロールが可能となりました。
　今回、神奈川工科大学、奈良先端科学技術大学院大学、関西大学で実験システムの開発・運用をはじめとして、 サイバー関西プロジェクトを通した産学官間の連携による人的交流や技術的ノウハウの共有が実験に貢献しました。また、各企業が製品開発中の8K映像・音声配信システムや通信装置を持ち込み、実験を通じて企業の製品開発チームが自らソフトウェア、ハードウェアに改良を重ねることで実験が実現しました。
これらの実験は、＜実証実験 参加機関＞に記載の機関の協力を得て実施するものです。

【今後の展望】
　今回の実験は、ネットワークテストベッドJGNを実験基盤として、多数の企業、大学や地域団体が、研究開発中の技術や製品プロトタイプ、運用技術を持ち寄り連携することにより実現しました。本実験で実証された各種技術は、2020年の東京オリンピック・パラリンピック競技大会で想定される地域のライブ中継会場とメディアセンター間での8K/4Kインターネット高画質映像伝送といった場面において、1本の回線では十分な帯域が確保できないような環境でも、複数本の回線を併用することによって、配信映像の高画質化が期待されます。

　今回の実証実験について、2月6日（月）及び2月7日（火）17時から、グランフロント大阪にて一般公開いたします。