先端ネットワーク利⽤研究に関するワークショップ

ADVNET2019

NICT 総合テストベッド Update
2019年10⽉4⽇

東京⼤学 武⽥ホール

国⽴研究開発法⼈ 情報通信研究機構

総合テストベッド研究開発推進センター
研究開発推進センター⻑

原井 洋明

NICT総合テストベッドの概要• NICTでは、IoT実証を含め、技術実証と社会実証の⼀体的推進が可能な検証プラット
フォームとして、「NICT総合テストベッド」を構築・運営• NICT総合テストベッドでは、複数のテストベッドを⾃由に組み合わせて利⽤可能• ⼤学・企業・⾃治体等の幅広いユーザにご利⽤いただき、さまざまな実証を推進• 海外機関とのネットワーク接続等も整備し、国際共同研究・連携・展開を推進
2016年度以降、200件を超えるプロジェクトがNICT総合テストベッドを利⽤

1超⾼速研究開発ネットワーク 「JGN」 の概要
ICT技術開発の基盤となる超⾼速研究開発ネットワーク「JGN」を整備

・国内、海外のアクセスポイントを最⼤100Gbpsの広帯域な回線で接続し、L2／L3接続、仮想化サービス、光テストベッド等のサービスを提供
・リアルな広域ネットワーク環境を⽤いて、次世代バックボーンネットワーク技術の検証が可能
・StarBED、JOSE、RISEのネットワーク環境としても活⽤可能【国内外に広がるアクセスポイント・相互接続ネットワーク】•••

レイヤ2(Ethernet)/レイヤ3(IP) 拠点間接続
国内外のアクセスポイント(AP)へ直接接続• 商⽤サービス(フレッツ等)での接続
相互接続する学術研究ネットワークや地域ネットワーク経由の接続• ⼤学・⾼専から学術情報ネットワークSINET経由での接続• 地域ネットワーク経由での接続【利⽤者向け仮想ルータ/サーバ/ストレージサービス】••

各拠点の仮想ルータを使った広域でのネットワーク実験
主要拠点に配備する仮想マシン(VM)(仮想サーバ・ストレージ)利⽤【拠点間光ファイバ】•

低損失の光ファイバ芯線• ⼩⾦井ー⼤⼿町ー東京⼤学間• テラビット級の光伝送実験も可能

SINET・地域ネットワーク・
海外学術研究機関ネットワークとはJGNデータセンタ等拠点で接続

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JGN 国際回線 海外機関との接続

SeattleNORDUNET (Europe)
APAN(Asia, Pacific)

StarLight (USA)
PacificWave (USA)GÉANT (Europe)

欧州TransPAC (USA)

TEIN(Asi@Connect)(Asia, Europe)

KOREN (Korea)

Tokyo

HKIX(Hong Kong)KREONET (Korea)

米国
WIDE Project (Japan)
SINET (Japan)

CalREN (USA)HKOX(Hong Kong)

CERNET (China)LA

Maffin (Japan)
CSTNET (China)

TWAREN(Taiwan)

Hong Kong

ASGC (Taiwan)

UniNet (Thailand)

ASCC (Taiwan)

Bangkok

ThaiREN (Thailand)

ASTI (Philippines)

Internet2(USA)ThaiSarn (Thailand)

Singapore
SingAREN (Singapore)

2019/8/30

JP-HK line : Tokyo-Hong Kong, 100Gbps
HK-SG line : Hong Kong-Singapore, 100Gbps
SG-TH line : Singapore-Thailand, 1Gbps
3JGN 国際連携の取組
Asiapacific-Europe Ring (AER)形成 2019/7
LondonAmsterdam

AER 参加8機関
NICT(日）NII （日）Tokyo TEIN*CC (韓)SingAREN( シンガポール)
Aanet (豪)GÉANT (欧州)
SURF (蘭)NORDUnet (北欧)Hong Kong
JGN/SingAREN回線
NII回線
CAE-1回線Singapore

SC18 デモ 2018/11

1) 再構成可能通信プロセッサ(RCP) による IP/MPLS/EoE 収容
2) RCP (Flex Counter機能) によるトラフィックの国別統計
3) RCP/エッジサーバによる⾃動運転シミュレータ1), 2) アラクサラネットワークス、3) 慶應義塾⼤学

RCP• 2019/2 韓国KOREN
10G直接接続 ( シンガポール )• 2019/3 韓国TEIN
100G直接接続 ( シンガポール )• 2019/7 KOREN 及び TEIN
100G直接接続（香港）

RCP

RCP

FlexCntr

Agent

100Gbps
100Gbps

RCP

CloudControl

Agent

慶大キャンパステキサス大ダラス校

LHCONEサポートアジア地域のe-Science への貢献
WIDE/TransPAC (100G) SEA

その他、JGN国際ネットワークの拡張• 2018/9 台湾ASGC
10G直接接続( シンガポール )• 2018/10 中国CERNET
1G → 10G直接接続(香港)• 2019/2 香港JUCC
MOU締結

NICT
JGN/
NREN

JGN

• 回線相互バックアップ• 実証実験等での協力

たAPR(AsiaPacific Ring)等と合わせ、100Gbps以上の帯域を利用可能な回線接続環境が整備

SC18会場

NICT小金井u アジア太平洋・欧州の8機関でMoU締結

AER MOU署名式 Asi@Connect 会合 AERの成立により、2017年にNICTのアジア回線等で形成され（2019/7/22 マレーシア）

⽶国・ダラスKREONETTEINHK)

ESnet

TKO
JGN

HKG
JGNJGN (1G)

SIN

ASGC

CERN• 台湾 ASGC• LHCOPN Tier 1• Peering• ASGC/韓国KREONET/TEIN(HK)/SINET/米国ESnet(WIDE/TransPAC回線経由）

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JGN 国際連携の取組 - Data Mover Challengeへの参画• 各国のNRENが回線とサーバを提供し、データ伝送技術を競うコンテスト• ディスク―ディスク間データ転送性能、インストール容易性などの基準で評価• DMC19 2019年1〜3⽉にシンガポールのNational SuperComputing Centre 主催で初開催• DMC20 2019年9〜10⽉に開催 (SCAsia20@シンガポールで表彰)• いずれも7チームが参加• NICT は当初からパートナー参加し、20で競技者（JAXAとの共同チーム）として参加• チューニングした転送⽤サーバならびに回線(JP-SG 100G)の提供など技術協⼒

トポロジー

メイン回線

パートナー
• NICT• NII• KiSTi• SingAREN• NSCC• NCI• Internet2• Pacific Wave
• GEANT• NORDUnet• SURFnet

バックアップ回線

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JGN利⽤事例 SC18におけるJGNを⽤いたデモンストレーション•••

アラクサラが開発している再構成可能通信処理プロセッサ（数100Gbps級の⼊出⼒を有し、通信処理機能を再構成可能なパケット処理ノード)試作機と⽇⽶間の100Gbps回線を⽤いて伝送装置の実証実験およびデモンストレーションを実施
実験ではNICTと共同研究を⾏っているアラクサラ、慶應⼤、NICTサイバーセキュ室ほかが参加
協⼒。JGNと連携組織の100Gbps回線を利⽤
NICTのNIRVANA改を⽤いて、リアルタイムにネットワークの可視化デモも展⽰*SC18の展示ポスターより一部引用• スーパーコンピューティング分野で世界最⼤級の展⽰および会議• ⾼速ネットワークに関する出展も多数

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JGN利⽤事例 ひまわりリアルタイムWeb 東南アジア諸国展開• 気象庁から転送されたひまわりデータをNICTサイエンスクラウドで加⼯しリアルタイム可視化• Webミラーサイトを、タイ(2017),フィリピン(2018),台湾(2019)へ展開、災害対策に▲

タイ（2017）、フィリピン（2018）、台湾（2019）へのミラーリング

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⼤規模エミュレーションテストベッド「StarBED」の概要
l 実験専⽤のPC群
l 実世界と同じOSやソフトウェアが動作 （OS⼊替え可)
l 持込みハードウェアを接続可
l ネットワーク構成も⾃由に設定可
l インターネットから隔離され「失敗」を許容
l マルウェア等の動作検証可
l 約1000台のPCが存在するため⼤規模な環境での検証が可能
l 実時間で動作
l 実験PC群を簡単に操作可能なミドルウェアの提供

⽯川県
能美市

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StarBED利⽤事例 BLEビーコン検証システム“AOBAKO”

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⼤規模IoTサービステストベッド「JOSE」の概要
IoT関連技術の技術検証やIoTサービスのフィールド実証をサポートするため、センサーネットワークが接続可能なクラウド設備を提供するテストベッド
u 実験内容に応じたリソース（仮想マシン、ストレージ、ネットワーク）を提供
u 点（計算リソース）のみの提供に留まらず、複数地点の計算リソースを繋ぐ⾯を提供
u 仮想マシンは、すぐに利⽤開始可能な状態（OS、データベース等、起動済み）で提供ユーザが⽬指す様々な課題の解決に向けたIoT (Internet of Things)サービスを実証

ユーザ毎のIoTサービス実証（マルチテナント環境）
1,000台(実マシン)〜20,000台(仮想マシン)
規模の分散計算処理リソース

IoTサービスの要求に応じた数のリソースを動的・迅速に⽣成- 計算・ストレージリソース- 専⽤セグメントネットワーク

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JOSE利⽤事例 北海道芽室町の農業現場で実証実験■研究テーマ
農業におけるG空間ビッグデータ収集・分析・活⽤による⾼度営農⽀援プラットフォームの構築■研究機関
北海道⼤学、(国研)農業・⾷品産業技術総合研究機構 北海道農業研究センター、北海道⽴総合研
究機構、芽室町農業協同組合、(株)オーレンス■研究成果
とうもろこしの収穫時期を⾒極めるため、地域に設置された気象センサネットワークからの測定データを⽇々データベースに蓄積し、ほ場毎の最適な収穫時期を推定・提⽰する「スイートコーン※
収穫適期情報システム」
を開発
収穫時期を迎えた畑を地図上にマッピングするWebインタフェースも備え、農業現場で試験利⽤※北海道⼤学、芽室町農業協同組合、（株）オーレンス ３者の共同開発
現在、利⽤農家を拡⼤して運⽤中地域設置の気象セン
サネットワークから測定データを取得

測定データの収集・蓄積
収穫適期の解析・予測
農作業適期マップの作成

JOSE共通
基盤設備

各農家はWebブラウザを使って収穫時期、場所を把握

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広域SDNテストベッド「RISE」の概要• SDNによる先進的な広域ICTサービスのための開発検証環境• ユーザは海外を含む環境を⾃由に構築し実験が可能
u 各ユーザが求めるトポロジ、仮想スイッチ、VMを配置したユーザスライスを作成して提供（トポロジの仮想化）
u ユーザは各⾃のスライス上で独⽴にSDNによる制御を⾏う、50ユーザ以上が同時実験可能 (ユーザスライスのマルチテナント化)
u JGN広域網にオーバーレイしたシステム展開、国内11拠点+海外4拠点で広域に分散した環境での実証実験・評価実験
ユーザは各⾃のスライス上で⾃由に経路を制御

RISEシステム概要

さまざまなOpen Source Softwareを導⼊
u オーケストレータ Trema ベース
u VM管理 libvirt, ハイパバイザkvm
u スイッチ ⼀部にLagopusu Ryu, OpenDayLight 等をSDNコントローラ
利⽤可Storage/Database

RISE活用事例

User’s Controller

User’s Controller
User’s Controller
メッシュ型

リング型

RISE OpenFlow Switch
個々のユーザに独⽴したスライスを提供

RISE Infrastructure
JGN Layer2 Switch

JGN Infrastructure

スター型

VM(s)

OpenFlow Switch
各拠点のリソース利⽤状況やデータ特性・量に合わせて柔軟に経路を変更
災害発⽣時に有効な迂回経路設定やデータの分散配置

StarBED

RISE Controller

各ユーザスライス、RISEインフラを構成するOpenFlowスイッチ、仮想マシン、仮想回線を制御・管理 User A’s Slice

User A’s Controller
RemoteControl

SDNコントローラ、アルゴリズムの研究開発ほか、医療情報の秘密分散、耐災害ネットワーク、⾼度画像分散処理等の実⽤化に向けた研究開発、SDN実験基盤の国際間連携などの利活⽤事例
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IoT ゲートウェイサービス ーJGNをより使いやすくー
IoT ゲートウェイサービスの⽬的

IoT実証実験を⾏うテストベッドユーザの環境構築を容易にするため、テストベッドスライスをデバイス接続環境まで拡張し、NICTでサポート

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状況と事例は

NICT総合テストベッド利⽤状況

https://testbed.nict.go.jp/example.html

テストベッドの円滑な利⽤促進を図る観点から、運営⾯において、機構内にテストベッドや施設等を集中的に管理する体制を整備し、テストベッド等の利活⽤を円滑に進めるためのテストベッド等に係る利⽤条件の整備や⼿続きを検討するとともに、広く周知広報を⾏うなどにより、利⽤⼿続処理を確実に実施し、テストベッド等の利活⽤を活性化させる。
＜2016-2018年度までの利用状況＞

活性化:スマートIoT推進フォーラムテストベッド分科会と連携
H28年度 H29年度

テストベッド利⽤テーマ数
102127
新規ユーザ
710（今中⻑期の総利⽤プロジェクト件数（含む終了プロジェクト））
社会実証
1921
IoT関連
4658
複数テストベッド利⽤
3646
SINET経由
1921◆利⽤状況
国際回線利⽤
56
利⽤機関
251
298
注︓テーマ数の分類は重複を含んで⼤学・専⾨学校
7896いるため、合計はテーマ数に企業
86
101⼀致しない。
官公庁
10
⾃治体
44
その他
2131
NICT
6166
ネットワーク
2260
⼈材育成
57
アプリ開発
424
画像・⾳響
617
◆利⽤分野別件数
ビッグデータ29
36（上記203件の参加研究機関数）AI
１
3
テストベッド実証基盤技術
1332
その他
63
周知活動
95
105
◆広報活動
内外のイベント参加数
10
15
共同研究
11
◆国際連携
MoU
911
国際的な技術実証テーマ
7
12
商品化数(含む予定)
11
５
実運⽤化数（含む予定）
22
7◆ユーザによる成果論⽂数（掲載+掲載決定）
89
15
ユーザアンケートによる集計結果 国際会議
72
48
外部発表数
200
86

203

425

利⽤機関の⽤割合
利⽤機関の割合（2018年度の利⽤プロジェクトの利⽤機関割合）
大学・専門学校
26%34%

企業
官公庁/自治体/その他

10%

NICT
30%

利⽤分野別件数（2018年度の利⽤プロジェクトの利⽤分野（重複を含む））
80
70
60504030
20
100件数

68398391523

画像・ネット 人材育 アプリ 音響 ビッグワーク
成開発 （伝送・ データ解析）
6883915233AI

テストベッド実証基
盤技術33915新たな取組を⽣み出す活動
NICTが事務局を務める、スマートIoT推進フォーラムのテストベッド分科会を通して、新たな取組を検討しています。

IoT推進コンソーシアム
会長：村井純（慶應義塾大学大学院 政策・メディア研究委員長
環境情報学部 教授）

IoT推進ラボ(先進的ﾓﾃﾞﾙ事業推進WG)

ｽﾏｰﾄIoT推進ﾌｫｰﾗﾑ(技術開発WG）

IoTセキュリティＷＧ

データ流通促進ＷＧ

国際連携ＷＧ

座長：徳田英幸（情報通信研究機構 理事長）
ﾈｯﾄﾜｰｸ等のIoT関連技術の開発・実証、標準化等

2,476会員 (2019年 9月 5日現在）

技術戦略検討部会

分科会⻑︓河⼝ 信夫 教授（名古屋⼤学）

技術・標準化分科会• 国内外の動向把握と技術・標準化戦略、普及展開戦略の検討 等

テストベッド分科会• 技術実証・社会実証を促進するテストベッドの要件とその利活用促進策の検討 等

IoT人材育成分科会• IoTの活用等に必要な専門知識の要件に関する検討、技術開発人材等の育成の推進 等

IoT価値創造推進チーム• マーケティング活動のトータルコーディネート• アイデアソン等、イベントの開催• ＩｏＴ導入事例収集支援と会員向け紹介

自律型モビリティプロジェクト• 自律型モビリティシステムの早期実現に向けた技術開発、実証 等

スマートシティプロジェクト• スマートシティの社会実証に向けた技術、課題の検討 等

異分野データ連携プロジェクト• 異分野ソーシャルビッグデータの横断的な流通・統合を行うための課題の検討 等

部会長：森川博之（東京大学教授）• 産学官の今後の戦略の策定や具体的なプロジェクト組成、テストベッド活用ノウハウの共有、国際標準化活動の推進を実施

研究開発・社会実証プロジェクト部会
部会長：下條 真司（大阪大学教授）• 各プロジェクト成果の情報共有、対外発表。
また、具体的な検討結果を技術戦略検討部
会を通じ国際標準化へ向けて議論を展開

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テストベッド分科会2019年度: 実践と機能拡張
IoTキャラバンシステムテストベッド

NICT総合テストベッド活⽤研究会

LPWAテストベッド
テストベッドパートナー

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IoTキャラバンシステムテストベッド
n IoTのラスト１マイルをサポートする可搬型通信セット
n 可搬型システム⼀式を準備し、1か所最⼤３か⽉のIoTテストベッド環境を構築→ JGN・RISE・JOSE・StarBEDとの⼀体運⽤はもとよりセンサデバイスや通信デバイスなどの組合せも容易となり価値が⾒える実証実験を促進
スマートIoT推進フォーラムのテストベッド分科会での検討結果を反映して2018年度より運⽤を開始した取組
SmartSightカメラ

コアネットワーククラウド基盤

NerveNet

LPWA
試験機(WiFi、LPWA)

IoT-GW(LTE)

センサ等

センサ収容BOX

エミュレーション基盤

現場のIoT環境が容易に構築できる可搬型デバイス⼀式によるテストベッド
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IoTキャラバンシステムテストベッド利活⽤事例①
研究機関名︓⾼知⼯業⾼等専⾨学校

Ø 気球観測の研究において、上空を移動する気球から地上への⾶⾏情報の通信⼿段として⼩型化・省電⼒化が可能なLPWA(Low Power, Wide Area)⽅式を検討
Ø 上記に向けた予備試験として、LPWA(Private LoRa)試験機⼦機を⾞載し、⾛⾏しながら親機との通信状況を確認することで、現場環境におけるLPWAの通信特性を検証

国土地理院の地図

学校屋上に設置した
LPWA試験機親機⾞載した
LPWA試験機⼦機

⾞載実験での通信位置と受信レベル

将来の気球利⽤イメージ
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IoTキャラバンシステムテストベッド利活⽤事例➁
研究機関名︓広島⼤学
Ø 脳波データ収集実証
環境エリアの拡⼤に向けた事前検証にLPWA（Private1kmLoRa）試験機を活⽤
Ø データ収集ポイント500mとなる研究センターに親機を設置
Ø GPSを実装した⼦機を持ってセンター周辺を移動すること
でLPWA通信の通信状態を収集

国土地理院撮影の空中写真

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LPWAテストベッド
同⼀条件下で複数のLPWA⽅式の⽐較実験ができるフィールド。YRPが主体となり横須賀ハイブリッ
ドLPWAテストベッドとして実現。
利⽤者は、専⽤LPWA基地局を利⽤して、LPWA端末や各種計測機を借りたり、あるいは検証したい⾃⾝のLPWA端末を持込んで実地検証が⾏うことが可能。
当初３⽅式（Sigfox、LoRa、Wi-SUN）から、ELTRESとLoRaWANの運⽤を開始し、５⽅式に。
専⽤基地局も新たに⼤楠⼭が稼働し、3地点になった。
おおぐすやま⼤楠⼭⼭頂

横須賀市役所YRPセンター屋上

横須賀市役所屋上

4.5km

市街地エリア

4km
3.5km
3km

⼤楠⼭
横須賀市
ドローンフィールド

2.5km
2km
1.5km
1km

起伏帯エリア

LPWAの性能って、実際はどれくらい？

0.5km

YRPセンター

貸出⽤LPWA端末⼦機

各種計測機

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Session1:NICT総合テストベッドの事例紹介
R&Eネットワークを活⽤した研究開発実証実験:

n 100Gbps広域テストベッドを⽤いた⾮圧縮8K超⾼精細映像
リアルタイム処理実験の取り組み
瀬林 克啓(神奈川⼯科⼤学)・丸⼭ 充(神奈川⼯科⼤学)・岩⽥ ⼀(神奈川⼯科⼤学)
⻘⽊ 弘太(神奈川⼯科⼤学)・君⼭ 博之(⼤同⼤学)・⼩林 和真(NICT，IPA)・ 河合 栄治(NICT)・漆⾕ 重雄(NII)n JGN/RISE/StarBEDを結んだ統合実験環境の試み〜⾼信頼設計エッジ・クラウド・ネットワークの研究開発〜
鶴 正⼈

先⽣(九州⼯業⼤学)

n JGNを⽤いた量⼦暗号ネットワーク(Tokyo QKD Network)
藤原 幹⽣(NICT)

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100Gbps広域テストベッドを用いた非圧縮8K超高精細映像
リアルタイム処理実験の取り組み
Session１の事例紹介
ローカル環境の映像制作からエッジとクラウドの連携による8K非圧縮映像制作を目指したソフトウェアパケットスイッチの開発と実証実験

NICTさっぽろ雪まつりトライアル
映像ソース２本の切り替え

ADVNET2019 (2019.10.4)

Interop Tokyo 2019
映像ソース4本の切り替え

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JGN/RISE/StarBEDを結んだ統合実験環境の試み~⾼信頼設計エッジ・クラウド・ネットワークの研究開発~（九州⼯業⼤学）

Session１の事例紹介

IoT端末を収容する無線アクセスと分散配置エッジノードとの連携技術、
n 分散配置エッジノードおよび中央クラウドでの計算やネットワークの仮想化・⾼信頼化技術、
n IoT端末を考慮した分散型セキュリティ基盤技術、n エッジノード上に構築される⾼効率・⾼信頼な分散データベース技術、の連携協調に基づく⾼信頼設計エッジ・クラウド・ネットワーク基盤技術を、⽶国CCNYと連携し、⽶国の実験環境と⽇本のRISE/StarBED環境を接続した実仮想統合広域テストベッド環境を⽤いて検証する。

※COSMOS (Cloud Enhanced Open
Software Defined Mobile Wireless
Testbed for City-Scale Deployment)はマンハッタン西ハーレム地区で開発中のtestbedプロジェクトであり、それとの接続は現時点では予定

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JGNを⽤いた量⼦暗号ネットワーク（Tokyo QKD Network）（NICT）

Session１の事例紹介

東京QKDネットワークを拡張し、重要データアクセス監視技術を実証する。
具体的には東京QKDネットワーク内に量⼦暗号通信で相互接続された秘密分散システムを構築し、重要なデータを保存するサーバへのアクセス監視を⾏う際の、監視に必要な情報の秘匿化や監視のためのデータの分散バックアップを実施することにより、秘匿データを安全に保管管理できる安全なバックアップ機構を実現する。

25

まとめ
l

NICTでは、IoT実証を含め、 ICT関連研究開発成果の技術実証と社会実証の⼀体的推進が可能なテストベッドとして、「NICT総合テストベッド」を構築・運営していますl

従来、紹介してきた基盤(JGN/StarBED/JOSE/ RISE)と新しい機能とを組合せ利⽤できますl

⼤学・企業・⾃治体等の幅広いユーザにご利⽤いただき、さまざまな実証を推進していますl

海外機関とのネットワーク接続等も整備し、国際共同研究・連携・展開を推進していますl

テストベッドの提供を通じ、みなさまによるイノベーションの創発に貢献して参ります26

国立研究開発法人 情報通信研究機構

総合テストベッド研究開発推進センター

https://testbed.nict.go.jp/042-327-6024

tb-info@ml.nict.go.jp
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