特別講演「被災直後の電話を即時復旧できる可搬型ICT基盤の研究開発」

NTT未来ねっと研究所 レジリエントネットワーク戦略担当
主任研究員

小田部 悟士 氏

ＩＣＴ利活用 東北サミットin気仙沼
月日: 2013年10月4日(金)場所：宮城県気仙沼市 ホテル一景閣

被災直後の電話を即時復旧できる
可搬型ＩＣＴ基盤の研究開発
２０１３年１０月４日

日本電信電話株式会社
未来ねっと研究所
小田部 悟士
1

講演内容

1. はじめに
2. 通信事業者から見た大震災の教訓
3. 可搬型ICT基盤によるサービス即時復旧方式
4. 具現化に向けた研究開発プロジェクト
5. まとめ本講演で紹介する研究開発の一部は総務省委託研究「大規模災害時における通信ネットワークに適用可能なリソースユニット構築・再構成技術の研究開発」および「被災地への緊急運搬及び複数接続運用が可能な移動式ＩＣＴユニットに関する研究開発」によるものです．
2

講演内容

1. はじめに
2. 通信事業者から見た大震災の教訓
3. 可搬型ICT基盤によるサービス即時復旧方式
4. 具現化に向けた研究開発プロジェクト
5. まとめ3はじめに 東日本大震災を契機に始まった、情報通信基盤の耐災害性強化に向けた研究開発をご紹介いたします．
 通信設備が甚大な被害を受け、長期に亘って電話や通信サービスが中断するような状況において、最低限のICT環境を即時にご提供する機能を持った可搬型ICT基盤の研究開発を進めております．
 本日は、ＮＴＴ等が取り組んでいる研究開発プロジェクトをご紹介させていただき、皆様から忌憚のないご意見を頂戴できますと幸いです．

4

講演内容

1. はじめに
2. 通信事業者から見た大震災の教訓
3. 可搬型ICT基盤によるサービス即時復旧方式
4. 具現化に向けた研究開発プロジェクト
5. まとめ5

東日本大震災におけるICT基盤の被災例
地震、津波などによって、日本の情報通信基盤は東日本の太平洋沿岸部を中心に広い範囲にわたって甚大な被害を受けた．
項目

被害等

機能停止通信ビル

３８５ビル

被災回線数

約１５０万回線サービス復旧時間

約５０日（除：原発・避難エリア）

通信設備被害
中継伝送路

約９０ルート（除：原発エリア）

通信ビル

全壊１６、浸水１２

電柱

約２．８万本（沿岸部）

架空ケーブル

約２７００ｋｍ（沿岸部）

出展：NTT東日本「東日本大震災における復旧活動の軌跡」,2011年11月28日, http://www.ntt-east.co.jp/info/detail/111128_01.html

6東日本大震災における輻輳発生 –電話が使えなかった音声トラフィックは平常時の固定網は４～９倍、携帯網では５０～６０倍
通信事業者の設備容量を大きく上回り、発信規制による通話を制御
安否確認など、緊急な用件などのための通信の確保が課題

出典：総務省「大規模災害等緊急事態における通信確保の在り方－最終取りまとめの公表－」（平成23年12月28日）

7

ICTネットワークで顕在化した課題
広域で爆発的に発生する情報通信需要への適応
復旧・復興フェーズに応じて変化するICT需要への適応

広域で甚大な被害発生

情報通信需要発災直後：リアルタイム系通信（電話、メール等）需要が増加

復旧・復興期：業務システム等
によるデータ通信需要が増加

発災

この期間のICT需要にどう対応するか

2～3日

1週間～1年時間8被災通信ビル・サービスの復旧推移
NTTは社員等6500人を投入し、50日という、被災規模からみて驚異的な早さでサービス復旧を果たした．
しかし、復旧したのはNTTビルまでであり、NTTビルから家庭までの回線を含めた復旧にはより多くの時間を要した．
◇震災直後機能停止ビル数：３８５◇約50日以内に、・機能停止ビル全復旧（除：原発警戒区域、島外避難区域ビル５）・約150万断回線ほぼ復旧（除：家屋等の甚大被害エリア）◇NTTグループ社員等6,500人が復旧活動に従事

9

顕在化した課題と今後の情報通信ネットワーク
震災を受けた課題

情報通信ネットワークへの要件

輻輳（電話）やメール遅延などサービス中断、品質低下が発生

震災後、情報通信設備が被災しても、いち早く立ちあがる情報通信ネットワーク

復旧が遅い（電話を一番使いたい時に使えなかった。）

サービス需要増減に即応可能な情報通信ネットワーク

被災地でこそ必要な情報が行き渡らなかった。（情報流通不全）

ローカルに情報通信システムを復旧・利用可能とする機能の実現

震災を受けた顕在化事象
リアルタイム映像が災害時重要

不安定なネットワーク環境下でも双方向の映像コンテンツ流通を可能とする情報通信
ネットワーク
平時でも利用可能な災害対応機能

インターネットの重要性再認識
地下ケーブルは頑強

可搬型ICT基盤による解決の提案

10

講演内容

1. はじめに
2. 通信事業者から見た大震災の教訓
3. 可搬型ICT基盤によるサービス即時復旧方式
4. 具現化に向けた研究開発プロジェクト
5. まとめ11

可搬型ICT基盤を用いたサービス即時復旧方式
大規模災害時に被災地へ最低限のICT環境（通信・情報処理）を即時に提供するため、アクセス機能、トランスポート機能、ICTプラットフォーム機能（サーバ・ストレージ等）を一体化した可搬型ICT基盤（リソースユニット）を活用する．
リソースユニットは、スタンドアロンでICTノード（通信ノード＆データセンタ）として機能する．
リソースユニットと既存サービスネットワークは、広域ネットワークを介して被災を免れた遠隔地で接続する．

被災地域
PSTN

Internet

広域ネットワーク

光ファイバ接続

無線アクセス

リソースユニット

通信ビル
12

サービス復旧迅速化の想定シナリオ
被災地へいち早くリソースユニットを投入し、近隣の通信はリソースユニット内で処理をし、遠隔地への通信は、リソースユニットを介して広域ネットワークへ接続することにより、被災地に集中したトラヒックを拡散し、輻輳を緩和する．
電話網

電話網

トラヒック量
交換機能

輻輳の発生

輻輳の緩和

通信ネットワーク設備
情報通信設備被災
リソース緊急投入
ResourceUnit

災害

ResourceUnit

地域内に閉じたトラヒックは、被災地に投入されたリソースユニットで処理

13

リソースユニットによる提供サービスイメージ
被災した自治体庁舎・拠点病院・避難所などにリソースユニットを搬送・設置し、通信・情報処理をピンポイントで復旧させる．
リソースユニットを中心とした半径500mのエリア内で、有線/無線アクセスを使った音声通話など、最低限のICTサービスを運搬・設置が完了してから1時間以内に提供する．
■目指すサービスイメージ

情報通信ネットワーク項目

内容

提供サービス•音声通話、インターネット接続、自治体・企業向け仮想ネットワーク等を提供

収容能力•１システムで半径500ｍエリア、5,000人程度をカバー•音声通話の同時接続数は100程度•複数システム（10台程度）で数万人規模の収容に対応

利用端末•スマートフォンやPC等、WiFiやイーサネットが使えるユーザ端末を活用

拡張性•残存している光ファイバ等を活用して、広域ネットワークへ接続することで広域にサービスを提供

被災地域
リソース
ユニット

被災した自治体庁舎、拠点病院、避難所等に設置
無線アクセス

リソース
ユニット
ハブ

被災地域

光ファイバ
有線アクセス

広域ネットワーク

通信ビル/データセンタ14

避難時、避難所、応急措置等での利用イメージ
災害発生直後から数日

災害発生後、数日から１週間以降安否確認や避難所などでの連絡手段をご提供します．

 被災地内/外の拠点との間でプライベートなネットワークを構築できます

地域外との連絡・データ通信手段や、自治体、公共機関や企業の情報システ
ム向けのネットワークをご提供します．
サービス網（電話網、インターネットなど） 町内/学区外との電話ができます インターネットに接続できます

災害対策
拠点

市庁舎

自治体用ネットワーク

警察署

警察用ネットワーク

被災地外

広域網

Resource
Unit

消防用ネットワーク

消防署

企業用ネットワーク

被災地

企業
 普段使っているスマートフォン・電話番号をそのまま使って電話ができます．

エリア外通話

エリア内通話

 電話できる範囲は、町内/学区内に限られます．

避難所など周辺（半径500m ）15

自治体様における想定利用イメージ
リソースユニットは、情報通信ビルの諸機能（電源、空調、情報処理、通信）を備えたボックスです．これを活用した平時、災害時の利用形態を想定しています．
＜平常時の利用＞・平常時は自治体様庁舎や学校等にリソースユニットを設置し、内線／外線電話、インターネットアクセスに活用。

■被災自治体様の通信手段確保、住民への通信手段の提供

学校

自治体様庁舎避難所
リソースユニット

被災地へ運搬/運用支援

仮設庁舎

拠点病院
リソースユニット＜災害時の利用＞■自治体様情報システムを収納するボックスとしての利用自治体クラウド

利用可能な情報システムを移行

倒壊した庁舎リソースユニット■通信ネットワーク復旧、重要情報バックアッ
プ機能の提供自治体NWが故障

仮設庁舎設備が倒壊した庁舎

リソースユニット

16

講演内容

1. はじめに
2. 通信事業者から見た大震災の教訓
3. 可搬型ICT基盤によるサービス即時復旧方式
4. 具現化に向けた研究開発プロジェクト
5. まとめ17

具現化に向けた研究プロジェクト激甚災害など急激な環境変化に際して、迅速かつ臨機応変にリソースユニットを再配置し、ICT利用環境の継続性を確実にするレジリエントネットワーク方式の基本技術確立を目的に研究プロジェクトを立ち上げた．
プロジェクトには、NTT未来ねっと研究所を中心に、東北大学、NTTコミュニケー
ションズ、富士通が参画．
総務省直轄研究として、リソースユニット単体、複数台接続によるネットワーク化の検討も含め、平成２４年度から取組を開始．

リソースユニット

リソースユニット

レジリエントネットワーク
リソースユニット
リソースユニット
18

研究開発の状況
昨年度、コンセプトプルーフを目的としてテストベッド環境を東北大学片平キャンパス内に構築．
主な機能について、テストベッド環境を用いて有効性の実証実験を実施中．
遠隔監視制御横須賀R&Dセンタ（災害対策拠点） 管理運用支援

通話サービス

サービス網（電話網など）階層符号化技術
仮想ネットワーク提供

ゲートウエイ

リソースユニット内システム
高速光接続活用技術
リソースユニット利用ガイドライン

東北大学片平キャンパス（被災地）

無線アクセスネットワーク構築
リソースユニット（可搬型コンテナ）
19

試作したリソースユニットの外観

20

リソースユニット・コンテナ概要
外観・特徴
前室

UPS

PDFラック空調機

ラック 室内機

ラック ラック
空調機
室外機

上面図

諸元
• 大型トラックで運搬可能なサイズ

サイズ• 複数種類の光ファイバを用意しており、外部NWと接続して様々な検証が可能

重量※アンテナ部除く（伸縮アンテナポール長：9m）• 各種無線通信用のアンテナを装備• 電源車等の外部電源に対応（※現状、コンテナの外に電源盤の設置要）

W 9m×D 2.4m×H 2.9m※

収容ラック数

コンテナ本体：4ｔ
電源装置、UPS、空調機、ラック：3.67ｔ
4本（19インチラック）

最大電力供給能 40kW（ＵＰＳ定格出力）
力21リソースユニットが提供する主な機能の特徴
 通話サービス機能– WiFiやイーサネットを使ってスマホやＰＣで通話できます– ユーザからの簡単な登録で通話できます– 普段使っている携帯電話、固定電話の番号で発着信できます 遠隔監視制御機能– 簡単にシステムを起動することができます– 電源需給状況等に応じて適応的に制御できます 仮想ネットワーク（スライス）提供機能– 復旧状況に応じて変化するＩＣＴ需要に対して、柔軟にスライスを提供できます（例）全ての人が使う通話用の共通スライスと、自治体職員向けの通信サービスを提供する個別スライスを容易に構築 無線アクセスネットワーク構築機能– センサＮＷ（NTTが開発中の広域ユビキタスNW）を活用して無線アクセスポイントを集中制御し、無線アクセスＮＷを効率的に構築できます– 環境変化に合わせて、ネットワークトポロジや無線チャネルを柔軟に変更できます22

サービス例：被災地における通話サービス
横須賀R&Dセンタ 遠隔管理運用（災害対策拠点）

サービス網（電話網など）ゲートウエイ

エリア外通話＜エリア内通話＞•スマートフォン等、ユーザの端末をそのまま利用•ユーザからの簡単な登録で通話•普段使っている携帯電話番号でエリア内通話が可能＜エリア外通話＞•広域ネットワークとの接続が回復し、エリア内に加えて、エリア外との通話が可能
東北大学片平キャンパス
（被災地）

番号登録

リソースユニット（可搬型コンテナ）

エリア内通話
23

通話サービス ～番号登録①～●簡単な登録で通話ができます
災害対策拠点

被災地（リソースユニット周辺）
広域ＮＷ
IP-PBXVoIPアダプタ

番号登録
ひかり電話網/携帯網

被災地外
０８０-２２３９-AAAA

０８０- ８７４２-BBBB
０９０- １５４７- XXXX

24

通話サービス ～番号登録②～●簡単な登録で通話ができます

アイコンをタップ

25

通話サービス ～エリア内通話～●普段使っている携帯電話、固定電話の番号で発着信できます
災害対策拠点

被災地（リソースユニット周辺）
広域ＮＷ
IP-PBXVoIPアダプタ

エリア内通話
ひかり電話網/携帯網

着信番号０８０-２２３９-ＡＡＡＡ

０８０-２２３９-AAAA

被災地外

０８０- ８７４２-BBBB
０９０- １５４７- XXXX

26

通話サービス ～エリア外への発信～●普段使っている携帯電話、固定電話の番号で発着信できます
災害対策拠点

被災地（リソースユニット周辺）
広域ＮＷ

エリア外通話

IP-PBXVoIPアダプタ

レジリエント通話サービス
代表番号０４６- ８７４- ZZZZ

ひかり電話網/携帯網発信番号０９０-１５４７-XXXX
着信番号０４６-８７４-ZZZZ(代表番号)

被災地外

０８０-２２３９-AAAA
０９０- １５４７- XXXX

27

通話サービス ～エリア外からの着信～●普段使っている携帯電話、固定電話の番号で発着信できます
災害対策拠点

被災地（リソースユニット周辺）
広域ＮＷ

エリア外通話

IP-PBX
レジリエント通話サービス
代表番号０４６- ８７４- ZZZZ

着信番号０９０-１５４７-XXXX『こちらは、災害用仮設交換機です』

VoIPアダプタ

ひかり電話網/携帯網

被災地外

０８０-２２３９-AAAA
０９０- １５４７- XXXX
発信番号０４６-８７４-ZZZZをダイアル
トーキの後、０８０-２２３９-０４６８を入力
28

ヒアリングでいただいた声昨年度、利用ユーザとして想定される通信事業者者や自治体関係者、災害対策に関わる研究機関へのデモンストレーション、ヒアリングを実施．
本研究開発のコンセプト、想定成果に対する肯定的な意見が多数得られ、本研究開発により得られる成果が有効であるとの見通しが得られた．
 壊れた通信設備自体の復旧には時間がかかるため、いち早く臨時の代替通信手段を提供するのに適している．
 いつも使っているスマートフォンや電話番号を利用して、ユーザが普段通りに近い形で音声通話ができる点がよい．
 通信事業者に関係なくWiFiを使って音声通信ができる点がよい．
 電源の確保を含めた可搬性・小型化の実現が重要．
 有スキルエンジニアでなくても簡単に運用できることが重要．
 他の移動式装置との連携により機能拡張を考えることが良い．
 被災地では瓦礫に埋もれたファイバを取り出すことは困難．被災直後から迅速にエリア外通話を提供するために衛星等の活用も考慮すべき．
29

WINDS車載移動局との連携
今年3月に仙台で開催された第2回耐災害ICT 研究シンポジウムにおいて，NICTの車載衛星地球局と連携し、 迅速に被災地と被災地外との音声通話やインターネット接続を提供する機能の検証、デモを実施．
今年度も引き続き共同で検討を進め、自治体様における防災訓練利用へのご提案や、デモを計画中．

大型車載地球局

30

ＩＣＴユニット・コンテナ概要
外観・特徴

リソースユニットとの比較
外部電源
端子

ICTユニット
PDF

PDF
空調機
室外機

空調機
室外機

ラック ラック

空調機
室内機

コネクタ
ボックス

ラックラック空調機
室内機

3.6m（12フィート）

リソースユニット

上面図• 国内物流に適応した貨物コンテナサイズ• 電源車等の外部電源に対応• 光ファイバ接続用の外部インタフェースを実装• 各種無線通信用のアンテナを装備

約3.4t

前室UPS

空調機

約7.7t

ラック ラック室内機 ラックラック

PDF

空調機
室外機

諸元

9m

項目
サイズ

ICTユニットW 3.6m×D 1.8m×H2.5m※（参考）リソースユニット
W 9m×D 2.4m×H 2.9m※※鉄脚H130を含む、アンテナ部除く（伸縮アンテナポール長：9m）※アンテナ部除く（伸縮アンテナポール長：9m）

重量コンテナ本体：2ｔ
コンテナ本体：4ｔ
電源装置、UPS、空調機、ラック：1.36 電源装置、UPS、空調機、ラック：3.67ｔｔ
収容ラック数2本（19インチラック）
4本（19インチラック）
最大電力供給能力 16.8kW（ＵＰＳ定格出力）40kW（ＵＰＳ定格出力）31小型化に向けた考え方

大今年度は、昨年度試作した中規模のICTユニットの更なる小型化・移動性向上をめざし、車載型ICTユニットを実現する．

ユニットネットワーク化
によるユニット容量・カバレッジ・堅牢性増大

リソースユニット (2012)
ユニット単体の小型化

平時イベント等へ適用／災害時レジリエントNW化（通信事業者、自治体等のほか人の流動性高い大都会等
既存市場向）

中型ICTユニット (2012)

小型 ICT ユニット
モジュール化ICTユニット

小ICTリソース容量・堅牢性

平時データセンタ利用／災害時レジリエントNW化（通信事業者、自治体等のほか、途上国等新興市場向け）

小移動性・拡張性・柔軟性

大32

今年度の取り組み：福島実証実験
可搬性、および即時性の有効性を実証することを目的に、被災地を模擬した
フィールド環境に移動式ICTﾕﾆｯﾄを持ち込み、実利用シーンに沿った評価を行うことにより、その有効性を実証する．
東北⼤学【災害対策拠点】

サービス網（電話網など）遠隔管理運用遠隔監視

会津⼤学

スライス設定ICTﾕﾆｯﾄ間の無線接続

ICTユニットの運搬／設置（移動電源車含む）

小型ICTユニットの設置
IU

ガイドラインに準じた
ICTサービス即時立上
被災者情報登録

ユニット間接続での各アプリの確認

センサ等からの情報収集

電話サービス復旧

33

講演内容

1. はじめに
2. 通信事業者から見た大震災の教訓
3. 可搬型ICT基盤によるサービス即時復旧方式
4. 具現化に向けた研究開発プロジェクト
5. まとめ34

まとめ 東日本大震災を契機に始まった、情報通信基盤の耐災害性強化に向けた研究開発をご紹介しました。
 耐災害性強化に向けた方向性の一つとして、NTTでは可搬型ICT基盤を活用したサービスの即時復旧方式を提案しています。
 提案方式の具現化に向け、ＮＴＴ等が取り組んでいる研究開発プロジェクトをご紹介しました。今後の研究開発に役立てるため、皆様からの忌憚のないご意見を頂戴できますと幸いです。

35

本件連絡先：
NTT未来ねっと研究所
レジリエントネットワーク戦略担当
resilient-mirai@lab.ntt.co.jp
36