ビッグデータ利活用を支える
ネットワーク基盤技術～新世代通信網テストベッド（ＪＧＮ－Ｘ）～

２０１３年１１月２８日
独立行政法人情報通信研究機構
テストベッド構築企画室
住友 貴広

NICT施設等所在地
東京都小金井市
本部
光ネットワーク研究所
ネットワークセキュリティ研究所
電磁波計測研究所
テラヘルツ研究センター
サイバー攻撃対策総合研究センター
石川県能美市
北陸StarBED技術センター

福島県田村市 － 双葉郡川内村
おおたかどや山標準電波送信所
宮城県仙台市
耐災害ＩＣＴ研究センター

茨城県鹿嶋市鹿島宇宙技術センター

京都府相楽郡精華町（けいはんな地区）

東京都千代田区

ユニバーサルコミュニケーション研究所

テストベッド研究開発推進センター

兵庫県神戸市
未来ＩＣＴ研究所

神奈川県横須賀市
ワイヤレスネットワーク研究所

佐賀県佐賀市 － 福岡県糸島市
はがね山標準電波送信所

本部
Headquarters

研究所
Research Institute推進センター
Promotion Center

技術センターTechnology Center

標準電波送信所

沖縄県国頭郡恩納村

Standard Time and Frequency
Transmission Station

沖縄電磁波技術センター

11

NICTが運用する大規模テストベッド
新世代ネットワークの実現に不可欠な要素技術を統合した大規模な試験ネットワーク（ＪＧＮ－Ｘ）、大規模エミュレーション環境（StarBED3）を構築し、エミュレーションから開発・実証まで行える総合的なテストベッド環境を利用して、新世代ネットワーク技術のスパイラル的進展を目指す。広く産学官にも開放し、タイムリーなアプリ開発等、利活用も促進。 海外の研究機関とのネットワーク接続等も整備し、国際共同研究・連携や国際展開を推進。
新世代通信網テストベッド

大規模エミュレーション基盤

テストベッドネットワーク上で、新世代ネットワーク技術の機能・運用を検証

単なるテストベッドを脱却し、知の蓄積・共有の場へ

DCN
DCN

DCNプレーン

DCN
OF

DCN
OF

OF

Openflowプレーン
OF

スターベッド キュービック

様々なテストベッドと連携

誰にでも使いやすくOF

VN

仮想化ノードプレーン
VN

機能・運用検証環境（プレーン）StarBED3

StarBED3

様々なネットワーク環境への対応

VN

様々なエミュレーション
対象への対応JGN-X/StarBED3によるネットワークR&Dのプロセスイノベーション

VN

北陸

光テストベッド■小金井-■大手町■大手町～大手町

海外線
米国

タイ

ｼﾝｶﾞﾎﾟｰﾙ

中国

韓国

2

ＪＧＮ－Ｘにおける技術フェーズ

研究開発

自主研究

ポスト研究開発

プレサービス
展開

高度運用PJ

サービス
展開

実用化
へ

NOC運用委託

主体

研究者による研究開発

研究者＋技術者による開発

技術者による開発＋NOCとの連携

NOCによる運用

JGNとの関係

ユーザプロジェクト

ユーザプロジェクト

連携
プロジェクトサービス
プロジェクト目指す
ところ

Proof of Concept、Feasibility Study

サービス化に向けた検討

サービスの開始
および拡張

研究ユーザーの拡大

展開の程度

一時的な展開中・長期的な展開運用能力に応じた展開

ユーザニーズに応じた展開

3

ＪＧＮとは••

JGN = Japan Gigabit Network– 1999年に通信・放送機構（TAO）の委託で設立

1999.4

2004.42008.42011.4

ATMによる
インフラ構築広域L2によるインフラ構築

NW仮想化の高度化

新世代NWのためのテストベッド

JGN-X（JGN-eXtreme)は、新世代ネットワーク技術の研究開発のためのテストベッド– 新しい技術を展開し、研究開発のための実証実験の場を提供するのがミッション

4

JGN-Xのネットワークの特徴・構成
新世代NW技術の確立とその展開にフォーカスし、日本を縦断する広域NWに・新世代ＮＷにつながる先端技術を実装し一般利用により、実証可能な複数プレーンを同時に構築
・仮想化NW上での利活用を促進する仮想化環境を段階的に構築
・海外ＮＷとの接続や他のテストベッド（StarBED3等）とも連携し新世代NWのプロトタイプ構築を目指す。

DCN

DCN

DCNプレーン
DCN
OF
OF

OpenFlowプレーン
OF

JGN-X接続拠点

札幌

OF

東京大学
大阪大学
横須賀
九州大学
いしかわCL九州工業大学
NICT神戸東北大学
NICT北陸NICTけいはんな
つくば

DCN NICT鹿島

OF

OF

VN
VN

仮想化ノードプレーン

VN

VN

VLANﾃｽﾄﾍﾞｯﾄﾞﾈｯﾄﾜｰｸ
光テストベッド岩手■小金井-■大手町■大手町～大手町

仙台
OF

VN
VN
VN
VN

OF金沢海外線の帯域

OF

岡山

DCN

OF

OF

DCN

VN

大阪

NICT小金井

日本～米国： 10G
日本～韓国： 10G
日本～香港(中国)： 10G
香港～ｼﾝｶﾞﾎﾟｰﾙ： 2.4G
ｼﾝｶﾞﾎﾟｰﾙ～タイ： 622Mbps

DCN

OF

東京

広島

福岡
名古屋
香川高知

凡例
OF

沖縄

海外線

VN
OF

40G
10G
1G
DF

VN

仮想化ノード

DCN

DCN

StarBED

米国

タイ

ｼﾝｶﾞﾎﾟｰﾙ

OF

OF

OF

中国

韓国

VN
OF

OpenFlow

仮想化ストレージ5ネットワーク仮想化のイメージ

仮想ネットワークサービス（２）

各仮想ネットワークサービスは、サービス内容に応じたネットワーク機能(性能、品質等)を提供。

仮想ネットワークサービス（１）

仮想ネットワークサービス（３）

ネットワークの仮想化（ネットワークをスライス化）

物理ネット
ワーク

仮想化ノード物理ネットワーク上で、複数の仮想的なネットワークの制御を可能とする機器

6

JGN-Xのアクセスポイント
地区

AP名

備考

地区

AP名

備考

北海道

札幌AP

1Gbps(中央区)

東海

名古屋AP

10Gbps(栄)東北

仙台AP

10Gbps(青葉区)

近畿

大阪AP

10Gbps(堂島)東北大学AP

10Gbps

大阪大学AP

10Gbps岩手県立大学AP

1Gbps

NICTけいはんなAP

10Gbps

大手町AP

10Gbps

NICT神戸AP

1Gbps

NICT大手町AP

10Gbps

岡山AP

10Gbps(中山下)

NICT小金井AP

10Gbps広島AP

10Gbps(基町)

東京大学AP

10Gbps

香川大学AP

1Gbps

つくばAP

1Gbps

高知AP

1Gbps(高知IX)

NICT鹿島AP

10Gbps福岡AP

10Gbps(天神)横須賀AP

10Gbps

九州大学AP

1Gbps

金沢AP

10Gbps(無量寺)

九州工業大学AP

10Gbps

いしかわCLAP

10Gbps

沖縄AP

1Gbps

関東

北陸

中国
四国
九州

沖縄

7

JGN-X APと利用者の接続形態について

NICT管理の範囲

AP

利用者

JGN-X APへの接続形態は２種
・日本各地にある最寄りのAPにあるNICT装置に接続。
・JGN-X APに接続しているPNWに接続
PNW：Partnership Network

APAP

PNW

利用者

地域情報ネットワークＡ

地域情報ネットワークＢ

大学など

PNW

PNW

利用者

通信事業者等を利用した足回り回線

8九州地区での利用事例（JGN2plus)
九州地域間広域接続における多様なアプリケーション実験・九州各地域の情報ネットワークを広域接続した研究開発環境を構築し、各県共通のアプリ
ケーションプラットフォームの開発、実験に活用。
・「九州広域防災ポータルサイト」、「九州広域家畜防疫ポータルサイト」のプロトタイプシステ
ムを構築し、九州本土全県を実際に接続した実験を実施。この接続実験は九州初の試み。
・この実験から九州各県のネットワークを相互接続するに際しての様々な技術課題の抽出を行った。

実験機器構成イメージ9

スマート環境センシング基盤の構築と地域デザインへの応用に関する研究開発
・小中学校内に設置されている百葉箱内で収集した気象データ、太陽光発電量データ等（ビッグデータ）を、一定時間毎に伝送しJGN-X内のサーバで蓄積する。収集したデータは、JGN-X の仮想マシン内で可視化処理をして学校の環境教育に使えるコンテンツにしてリアルタイムに配信する。学校外からも同様にして環境データを収集する。収集した気象情報と発電電力の時間的空間的分布との相関性を明らかにすることによって、太陽光パネルを気象センサ化する。また、蓄積したデータを用いて校区限定コンテンツや、松山平野共通サービスを開発し、これらの有用性を検証する。
なお、本研究は平成25年度ICT分野の競争的資金「戦略的情報通信研究開発推進事業（SCOPE）」に係る研究開発課題として採択されています。
JGN-X環境に蓄積したデータを仮想マシン内で可視化処理を実施

可視化処理

データ蓄積

プロジェクトリーダー
愛媛大学

気象データ、太陽光発電量データやセンサーの情報等のビッグデータ

JGN-X IP仮想化環境（仮想化ストレージ）10中小ベンチャー企業向けクラウドサービス開発支援事業○ 総務省では、平成２２年５月の「スマート・クラウド戦略」を踏まえ、国が保有する統計情報を初めてＡＰＩで公開すること等により、高付加価値を生み出す中小企業等による新たな事業機会の拡大に貢献する事業を推進。
○ サービス開発環境は、（独）情報通信研究機構の研究開発用テストベッド（ＪＧＮ－Ｘ）及び（独）統計センターの統計情報データベースで構成。
○ 本事業の運営組織となる「クラウドテストベッドコンソーシアム（http://www.cloud-testbed.jp/）」を、平成２３
年１２月１６日設立（会長：小宮山宏 三菱総合研究所理事長・前東京大学総長）。
→参加対象は、中小企業の他、中小企業に対してサービス開発のプラットフォームを提供する民間企業等。クラウドテストベッドコンソーシアムを通じてサービス開発環境を利用可能。

ＪＧＮ－Ｘの設備を活用した仮想専用サーバ（ＶＰＳ）サービスの提供

コクンラ
ソウー
シドアテ
ムス
ト
ベッド
中小・ベンチャー企業

流
れ

資金面、技術面でのマッチングの場を提供

統計情報等の政府公開情報をＡＰＩで提供

仮想マシンの提供

統計ＤＢの提供(API)

開発環境上でのサービス開発

情報通信ベンチャー支援センター
による通信キャリア等とのマッチングの場の提供等

販路面でのマッチングの場を提供

ＪＧＮ外での事業化

11中小ベンチャー企業向けクラウドサービス開発環境
参加協力機関：統計データ等を活用した新しいクラウドアプリの開発
NICT:クラウド上のトラフィックの計測技術や可視化技術を確立し、ネットワーク要件にフィードバック

クラウドサービス
開発（２）クラウドサービス
開発（１）

クラウドサービス開発（３）仮想化ストレージ
JGN-X上のネットワーク及び仮想マシーンをクラウドサービスの開発環境として提供。

JGN-X
ネットワーク

統計DB

12

中小ベンチャー企業向けクラウドサービス開発支援事業【政府統計の活用例】：統計情報の可視化＋

高齢世帯の分布（国勢調査）

情報連携

飲食料品小売店の分布

高齢世帯と飲食料小売店の統計情報を連携。
「買い物弱者」の分布を示すことにより、デリバリーでの購買需要のマーケティングに活用

小売店１店舗あたりの高齢世帯の分布

13

モバイル・ワイヤレステストベッド
河川、橋梁、道路、建物等に多様なセンサーを配備し、有無線ネットワークを通して集めた大容量のデータを大規模データセンターで高度分析することにより新たな価値を生み出し、「社会インフラの維持・管理」、「防災・減災機能の強化」、そして「新産業・雇用の創出」に資する。
センサー観測・データ収集
災害エリア(近距離)

データ分析

データ伝送・蓄積

災害エリア(遠距離)

メタデータ作成

移動局
農場エリア

センサ
（子機）
SPU

構造化

収集・登録情報統合

横断検索ルータ

ワイヤーセンサー
WiFi/Wi-SUN

既設ネットワーク

ハイブリッドインバータ
Wi-SUN

可搬型
基地局
移動局
フィールド
ポイン（親機）コンテクスト・アウェアネス

ソーラーパネル

コンテナ型M2Mデータセンター設備
制御

系統電力

モバイル網

家電・住宅設備

ワイヤレスセンサーネットワーク設備
JGN-X高機能ノード・ストレージ設備

最先端気象センシングネットワーク設備

データベース分散拠点設備

オープン・フロース
イッチ/SDN

WISDOM 2013

大規模情報分析システム設備

情報収集

情報の配信

情報の運搬
端末間通信ユニット

計算機分散拠点設備

端末間ワイヤレスネット
ワーク設備
仮想無線
基地局

Internet

分散型サーバによる無線
メッシュネットワーク設備
移動型環境無線センサー
固定型環境無線センサー

ソー[路面観測] 道路や橋梁の振動モニタリングやシプローブカーによる路面のモニタリングによャる路面状態や構造物の見える化と異常検知[路線観測] センサーによる鉄道路線のトンネ
ルル口付近の土砂崩れ等の検知等
ビ[電力制御] 電力使用量や蓄電量のモニタリン
グによる電力供給の制御
ッグ
防災・減災機能の強化
デー[河川観測] 降雨量や水位予測等を組み合わせた河川水位の見える化、水門開閉バランスの最タ
適制御に係る判断情報及び避難誘導情報の配信の[気象観測] 降水発生直前の気流から雲形成に高よる豪雨までのプロセスを3次元で瞬時に把握し、関係機関に情報提供
度[運行観測] バス内やバス停のセンサーによる分
運行情報や自治体情報等の配信や端末間緊急通信
析[環境観測] 環境観測データとGISデータとのに連動によるヒートアイランド現象等の都市型災
害の見える化
よる
新産業・雇用の創出
新し[農業管理] 農業現場の気象や病害虫等の各種リスクの監視・管理による農業生産性の向上
い[人流観測] スマートフォンの携行状態の判別
価や混雑度の推定精度等の高度化による屋内環境値
アプリケーションの実証[車両観測] 駐車場の車番や車速等の収集・分の析等の実証
創[人物検出] 駅構内やビル内のカメラのネットワーク化による人流分析、マーケティング、ナ造
ビ等の実証
14
社会インフラの維持・管理

監視カメラ

データ
観測・収集・
伝
送・
蓄
積・分
析
デー
タの流
れ

データ利活用分野横断相関検索・可視化設備

ご静聴ありがとうございました。

連絡先：独立行政法人情報通信研究機構
テストベッド研究開発推進センター
03-3272-3060 jgncenter ＠jgn-x.jp
http://www.jgn.nict.go.jp/