家電的ユーザーインタフェースを有する
大規模マルチメディアLANシステム
丹康雄1)

野村隆2)

寛文2)

田守

ルコンピュータにも装備され、家電と計算機システ
ムをつなぐインタフェースとして期待されている。
しかしながら、今後の高速化やブリッジについて近年、急速に家庭用AV機器類のデジタル化が進み、米国においてはデジタル放送も開始された。こ は検討が行なわれているものの、ルーティングにつうしたデジタルAV機器を接続するためのインタフェー いては標準的な方式がなく、大規模なネットワークを構築することは困難である。
スとしてIEEE1394も広く利用されるようになり、Resource
より対線やPlastic Optical Fibreの低価格化および品Manager Agent
Terminal System
質向上とあわせ、家庭内広帯域ネットワークの可能
Selector GUI
ATM Port
DV Port性が現実のものとなってきている。
1394 Ports
一方、LANやInternetなど、計算機ネットワークにMPEG2
toEncoder
おけるマルチメディアアプリケーションは既に定着
Publicserver
ATM Line
D1 DV / D1(planned)
し、広く使われるようになっているが、当然ながら
converter
Terminal System
計算機中心的なシステムとなっており、そのオペレー
Selector GUI
ATM Network
IEEE1394
AAL 5, UNI 3.1
Classical IP over ATM
ションにあたっては計算システムへの習熟が必要とATM(OC3)
されている。
Nonlinear
Editor
我々は、家庭ネットワーク用の技術をLANやWANに拡張できるようにすることで、計算機中心
Terminal System
Selector GUI的ではないマルチメディアネットワークの構築を進IEEE1394
Terminal System
めてきた。本論文では、その構成について述べる。
DV / NTSC

はじめにNTSC

1. JAIST Video LANの構成
JAIST(北陸先端科学技術大学院大学)では、学内ネットワークシステムにおいて容易に利用可能なマルチメディアネットワークを実現すべく、ATMによるコアネットワークとIEEE1394によるエンドネットワークから成るビデオLANシステムを構築してきた。IEEE1394の有するユーザーフレンドリネスと、ATMの有するスケーラビリティを組み合わせ、両方の長所を持つネットワークシステムとすることを目的としている。図1にその構成を示す。
IEEE1394は帯域および遅延が保証された
Isochronous通信と通常のパケット通信であるAsynchronous通信を同時にサポートするシリアルバ
スで、帯域も100Mbps-400Mbpsとビデオデータを扱うに十分であることから、デジタルAV機器のインタフェースとして家電製品では標準的に採用されるようになってきている。この規格はまた、パーソナ
1)converter

NTSC

DV / NTSC
DVcDV
onv/e/NTSC
rNTSC
ter
converter
converter

Terminal System

Workstation
with ATM Interface)

Selector GUI

Space Collaboration System(National Institute of Multimedia Education)

図1. システムの全体構成
我々は、IEEE1394上の通信をATM上の通信にマップする端末装置を開発し、この問題に対処するアプローチをとった。
図1におけるTS(Terminal Sytem)は、IEEE1394およびATM何れのインタフェースも有し、プロトコルの変換およびブリッジングを行なう。またTSは、ユーザーとのインタフェースをとる役割も担っており、現在のところ、マトリクススイッチャと類似したGUIを提供している。
RMA(Resouce Management Agent)はシステム全体で共有する情報を管理するデータベースで、ネットワーク全体におけるエンドシステム等の状態を把握

北陸先端科学技術大学院大学〒923-1292 石川県能美郡辰口町旭台1-1
ytan@jaist.ac.jp, Tel. 0761-51-1148, Fax. 0761-51-11492)
ソニー株式会社IT研究所〒141-0001 東京都品川区北品川 6-7-35{tnomura, tamori}@sm.sony.co.jp, Tel. 03-5448-4603, Fax. 03-5448-4623

している。
システムはユーザーから見ると巨大なDVマトリクススイッチャのようにみえ、単にTSに市販のデジタルAV機器を接続し、GUIで接続を設定するだけで、LANや公衆網を通じての接続を行なうことができる。
JAISTでは、このネットワークシステムにリアルタイムMPEG2エンコーダ、ノンリニア編集装置、SCS(Space Collaboration System: 文部省メディア教
育開発センターの衛星ビデオネットワーク[3])を接続し、これらの高価なビデオ設備を共有できるようにしている。

2. インプリメンテーション
図2にプロトコルスタックの概略を示す。a)はシグナリングプロトコルを示し、b)がデータの扱いについてあらわしたものである。
ATM Network

Terminal System

1394 TE

Video LAN
Control
UNI3.1UNI3.1

AV/C

AV/C

SSCF +SSCOP

SSCF +
SSCOP

1394
LINK

1394
LINK

AAL5

AAL5ATM

ATM

PHY
OC-3

PHY
OC-3

1394
PHY

1394
PHY

ATM OC-3

1394 Serial Busa) Signaling (connection set-up)

ATM Network

Terminal System

1394 TE
SD-DVCR
Data

CIP

CIP

1394
LINK

1394
LINK

1394
PHY

1394
PHY

AAL5ATMPHY
OC-3ATMPHY
OC-3
ATM OC-3

は受信側TSまでのATMコネクション(CBR)を張り始める。スイッチなどのATM網を通じて受信側TSまでATM Setupが届いたところで受信側TSは目的のDVデッキに対する接続要求のロックをかけ、IEEE1394上のIsochronous Channelを確保するロックトランザクションを起こす。これが成功すると、DVデッキのロックを外して送信側TSに向かってATM Connectが返り、送信側TSにおいてもIEEE1394上のチャネルの確保が行なわれる。これが成功した時点で、DVカメラからDVデッキへのコネクションが確立され、データを流すことができるようになる。
データについてはIEEE1394 Isochronous Channel上のCIP形式のSDUを直接AAL5のSDUとして送り、受け手側では逆の乗せかえを行なって、オーバーヘッドのない転送を実現している。
なお、TSの一部は単体で製品化されている。

3. アプリケーション
1節でも述べたように、JAISTではこのシステムを特殊なビデオ器材の共有に利用している。しかしながら、このシステムのしくみを利用することで、様々な新しい形態のアプリケーションが可能となる。
例えば、ATMインタフェースを有するビデオサー
バーにAV/Cなどの必要なプロトコルを実装することで仮想的なビデオデッキやカメラとして利用することが可能となる。ユーザーは、家電AV機器を操作して、VODサーバーや、高品位ビデオ会議システムと接続し、利用することが可能になるわけである。
これは、従来の複雑ながら高機能で大規模な計算機中心的システムと、利用は容易であるが機能や規模が限定される家電機器との橋渡しという点では大きな意味を持つものと思われる。

1394 Serial Busb) Digital Video Data

図2 プロトコルハンドリング
標準的なプロトコルのみを利用するため、何れのネットワークにおいても市販の製品をそのまま利用することができる。
TSはATM、IEEE1394何れのプロトコルも解釈し、end to endのIEEE1394機器同士の接続をおよそ以下のような手順で行なう。
ユーザーがカメラをTSに接続すると、TSのGUI上には現在接続可能な機器がマトリクス上に表示される。ここで、送信側に自分のDVカメラ、受信側にDVデッキを指定すると、TSはシグナリング手順を開始する。
まず、送信側TSは受信側のTSに対してATM上のClassical IP over ATMを用いて機器およびチャネルの予約依頼を送る。これが成功すると、送信側TSまとめIEEE1394とATMの組み合わせによる、大規模ながら家電AV機器による操作が可能なビデオネット
ワークシステムについて述べた。

参考文献[1] Y.Tan, Scaling up IEEE1394 DV network to an
enterprise video LAN with ATM technology", ICCE 98,
1998[2] 丹 康雄, JAIST Video LAN : 実世界指向マルチメディアネットワーク, 人工知能学会 SIG-FAI-9802[3] http://www.nime.ac.jp/SCS/index.html[4] T. Nomura, et.al., "New Protocol Architecture
ASEL", ICCE98, 1998
[5] H. Tamori, "The AV Controller on PC Using AV
Plug", ICCE98, 1998