ワイヤレスジャパン2018 講演資料(OKI山本) r4...3. 5Gネットワークと映像配信~5Gの特〜 5G 5Gは、4Gのスマートフォンを中としたビジネスから、IoTの基盤を実現するキーテクノロジーとして

沖電気⼯業株式会社情報通信事業本部ネットワークシステム事業部

⼭本秀樹

5G時代の4K8K映像配信技術とOKIの取り組み

© Copyright 2018 Oki Electric Industry Co., Ltd.

1. 4K8K映像配信の基本技術・4K8K映像コーデック、配信技術の標準

2. 4K8K放送と映像配信3. 5Gネットワークと映像配信4. OKIの取り組み

・映像配信 OKI MediaServer・AISION


1. 4K8K映像配信の基本技術 ~４K8Kとは~

出典︓総務省︓「4K放送・8K放送情報サイト」http://www.soumu.go.jp/menu_seisaku/ictseisaku/housou_suishin/4k8k_suishin/about.html

■ 4Kは現⾏ハイビジョンの4倍の画素数で、⾼精細かつ臨場感のある映像を実現■ 8Kは4Kの4倍、ハイビジョンの16倍の画素数で、映像が⽴体的に感じる


1. 4K8K映像配信の基本技術 ~４K8Kの特徴~■従来実現出来なかった⾊彩豊かでなめらかな表現⇒ 医療、美術等の分野での利活⽤

出典︓総務省︓「4K放送・8K放送情報サイト」http://www.soumu.go.jp/menu_seisaku/ictseisaku/housou_suishin/4k8k_suishin/about.html


1. 4K8K映像配信の基本技術 ~映像圧縮︓H.265~

H.262 | MPEG-2

H.264 | AVC

H.265 | HEVC

1/25

1/50

1/100

初版制定年 1994 2003 2013

IPTV、4K8K放送、

インターネットビデオ

IPTV、インターネットビデオ、Blu-ray、ワンセグ放送

DVD、デジタル放送

V-UP

【状況】－－頻繁にバージョンアップ• 初版 2013-04-13 基本符号化⽅式• (V2) 2014-10-29 範囲拡張 (モノクロと業務⽤カメラ向け) マルチビュー拡張 (多視点、3D放送) 空間・SNRスケーラビリティ拡張

(TV会議、ストリーミング）• (V3) 2015-04-29 3次元ビデオ拡張• (V4) 2016-12-22 プロファイル追加• (V5) 2018-02-13 モノクロプロファイル10

など様々な追加

画素数で4倍、なめらかさで2倍で、ハイビジョンの８倍のデータ量が必要⇒ 限られた帯域の中で、4K8Kを伝送するために、H.265/HEVCが誕⽣（H.264の半分に圧縮）

■ 正式名称︓ ITU-T H.265 “High Efficiency Video Coding” (2018.2.13)| ISO/IEC DIS 23008-2

圧縮⽐


1. 4K8K映像配信の基本技術 ~H.265の次~

H.262 | MPEG-2

H.264 | AVC

H.265 | HEVC

IPTV、4K8K放送、

インターネットビデオ

IPTV、インターネットビデオ、Blu-ray、ワンセグ放送

DVD、デジタル放送

■ H.FVC (Future Video Coding)は、2017年1⽉に要求条件公開、検討開始⇒様々な新しいアプリケーションを意識すること⇒H.265/HEVCの半分のデータまで圧縮できること

1/25

1/50

1/100

初版制定年

H.26?/FVC?

1/200 放送・VOD低遅延、監視

VR・AR混合ビデオ⾃動⾞/ロボット/医療

2???1994 2003 2013

圧縮⽐


1. 4K8K映像配信の基本技術 ~映像配信技術〜■メディアトランスポートは、映像・⾳声・データをまとめて送るための技術⇒ 現在MPEG-2 TS (Transport)が主流、新たに、MMT (MPEG Media Transport)が規格化

映像⽅式・⾳響⽅式(HDR、5.1chなど)映像符号化・⾳響符号化(MPEG-2, H.265, MPEG-4 AACなど)

アプリケーションフォーマット

DRM

メディアトランスポート（MPEG-2 TS, MP4, MMTなど）

コンテンツのレイヤー

伝送路符号化・変調（RTP、DASH、QAMなど）通信回線放送伝送路

ネットワークのレイヤー

•映像、•⾳声、•副⾳声、•字幕、•アプリケーション情報（CMからWebのリンク）

などをどうまとめて送るか


1. 4K8K映像配信の基本技術 ~ﾒﾃﾞｨｱﾄﾗﾝｽﾎﾟｰﾄーMPEG-2TS~■ 現⾏MPEG-2 TSは、映像、⾳声、字幕情報などを、単⼀サイズのパケットにいれ、1本の伝送路で送信

⇒ 1本で送ることで、受信側で、映像・⾳声の同期を取ることが容易⇒ 通信・放送の同時利⽤などの場合、同期再⽣ができない

番組１

番組2

ビデオオーディオ

タイトルなど暗号化制御情報

ビデオオーディオ

タイトルなど暗号化制御情報

1番組の情報を１つのIP論理チャンネルとして構成する

TSパケット（1パケット=188バイト）

番組の構成情報や、システムクロックなどの管理情報も送る

TSの伝送イメージ


1. 4K8K映像配信の基本技術 ~ﾒﾃﾞｨｱﾄﾗﾝｽﾎﾟｰﾄーMMT〜■ MMTは、MPEG-2 TSの⽋点を補う⽅式、次世代放送/IPTV⽅式の規格として採⽤⇒ 放送と通信といった別々の経路で送られた信号を受信側で想定通りに再⽣可能⇒ 主ストリームは放送で、副ストリームは必要に応じてネットからという番組が作成可能

配信サーバ

放送

IPネットワーク

時刻つき

時刻つき


2. 4K8K放送と映像配信〜4K・8Kロードマップと規格の状況〜本年12⽉1⽇、新4K8K衛星放送開始 ⇒4K映像増 ⇒ 4K IP映像サービス増(IP放送,VOD他)を期待

BS右旋 CS左旋試験放送最⼤13ch

BS右左旋, CS左旋本放送最⼤１８ｃ

ｈ

8⽉から8K,12⽉から4Kも

衛星

BSCS

ケーブルテレビ（IPリニア）

IPTV 基幹放送（BS、地デジ）および⼀般放送の規格有り

継続継続

⼀般放送－－Jlabs SPEC 028基幹放送（⾼度BS、BS、地デジ）－規格無し

Jlabs SPEC 028

MMTの規格検討

RFのみJlabs規格

出典︓総務省４Ｋ・８Ｋロードマップに関するフォローアップ会合第⼆次中間報告参考資料(2015年7⽉公表）

4K/8K 映像サービスの

増加にはIPの規格が

重要


2. 4K8K放送と映像配信〜関連規格︓IPTVﾌｫｰﾗﾑ/⽇本ｹｰﾌﾞﾙﾗﾎﾞ〜■ 国内の映像配信の規格を策定するIPTVフォーラムは4K IP放送（⾃主放送）の

規格を策定済■ 新4K8K衛星放送対応の規格はこれから

放送種別 IPTVフォーラムIP放送仕様

⽇本ケーブルラボRF放送仕様

⽇本ケーブルラボIP放送仕様備考

地上デジタル放送

IPTVFJ STD-0005地上デジタルテレビジョン放送IP再送信運⽤規定

JLabs SPEC-006地上デジタルテレビジョン放送パススルー運⽤仕様ーJLabs SPEC-007地上デジタルテレビジョン放送トランスモジュレーション運⽤仕様

2K BSデジタル放送

IPTVFJ STD-0009BSデジタル放送IP再送信運⽤規定

JLabs SPEC-001BSデジタル放送トランスモジュレーション運⽤仕様

ー

⾼度BS放送ーJLabs SPEC-033,034⾼度BSデジタル放送トランスモジュレーション運⽤仕様

ー

⾃主放送 IPTVFJ STD-0004IP放送仕様

JLabs SPEC-017(018)デジタル放送⾼度リマックス運⽤仕様（⾃主放送）

JLabs SPEC-028IP放送運⽤仕様（⾃主放送）

SPEC-028はIPTVFJ STD-0004を参照して策定

JLabs SPEC-019デジタル放送⾼度JC-HITSトランスモジュレーション運⽤仕様JLabs SPEC-035⾼度ケーブル⾃主放送運⽤仕様


2. 4K8K放送と映像配信〜⾼度BSの放送の規格〜■ 放送の規格では、放送伝送路だけでなく通信回線のレイヤーモデルが記載■ 放送伝送路では、UDP/IPの下にTLV層があるが、通信回線では、TLVはない■ TLVは衛星のトランスポンダにのっている複数chの情報から、各chを選局するために使⽤(★）

⾼度BSのMMTのスタックモデル

⾼度BS放送のスタック

★

衛星のトランスポンダ１つに対して、4Kは3chを、8Kは1chを送る

出典︓電波産業会︓ARIB STB-B60、⽇本ケーブルラボ「⽇本ケーブルラボが拓くケーブル4Kの未来」他


2. 4K8K放送と映像配信〜IP規格に向けて⽇本ケーブルラボの規格〜■⽇本ケーブルラボは、新4K8K衛星放送を、CATVで再送信ための規格として、

Jlabs-SPEC-033と、034を策定済 ⇒IPではなく、RF⽅式（QAM変調）を⽤いて送る⽅式

64QAMと256QAMを⽤いて、4K/8K放送を⾏うために、単⼀QAM変調⽅式と複数QAM変調⽅式を規定。

64QAMと256QAMを⽤いて、4K/8K放送を⾏うために、単⼀QAM変調⽅式と複数QAM変調⽅式を規定。

出典︓⽇本ケーブルラボ資料「⽇本ケーブルラボが拓くケーブル4Kの未来」他


2. 4K8K放送と映像配信〜IPのプロトコル案:今後議論〜MMTP/MSTF/RTP⽅式が規格の候補。

TLV-NITAMT

(EPG)MMTP

NTP

IPデータフロー 1M

MT-SI 1

4K 1

IPデータフロー 2M

MT-SI 2

4K 2

・・・

IPデータフロー NM

MT-SI N

4K N

MM

T-SI N+1

8K

UDP/IP UDP/IP UDP/IP UDP/IP UDP/IP UDP/IP

RTPUDP/IP

RTPUDP/IP

RTPUDP/IP

・・・N N+1

8K

RTPUDP/IP

RTPUDP/IP

RTPUDP/IPRTP RTP

UDP/IPRTP

UDP/IP

・・・N N+1

8K

1つのマルチキャストアドレス



MMTP⽅式

MSTF⽅式

RTP⽅式

出典︓電波産業会、⽇本ケーブルラボ資料「⽇本ケーブルラボが拓くケーブル4Kの未来」他


2. 4K8K放送と映像配信〜2K放送から4K IP放送へ〜

IPMC配信サーバ

放送鉄塔

宅内

通信事業者ブロードバンド網 CATV FTTH網

放送波（２K）４K映像の所在情報(URL)の通知

(ハイブリッドキャスト情報）

IP放送(４K）IPマルチキャストの４K放送

2K

4K

選択１︓マルチキャストのデータ形式選択２︓4K TV向

けの通信プロトコル選択３︓付加価値

サービス

地上波からハイブリッドキャストで切替えて、4KのIP放送を視聴

FLUTE/DASH または MPEG-2/RTP MPEG-DASHまたはRTP

■ 地デジ放送局分の4K衛星放送は難しく、4K IP放送が検討されている■ 2017年度の総務省事業「ブロードバンドの活⽤による放送サービスの⾼度化」で実証実験で、

データ形式、TV向けの通信プロトコル、及び付加価値サービスの様々なバリエーションが⽰された

出典︓http://www.soumu.go.jp/menu_news/s-news/01ryutsu04_02000073.html実験関連プレス︓https://www.oki.com/jp/press/2017/12/z17075.html

4K/8K 映像サービスの増加のためのIPの規格化はこれから


３. 5Gネットワークと映像配信 ~５Gの特⻑〜

5G

■ 5Gは、４Gのスマートフォンを中⼼としたビジネスから、IoTの基盤を実現するキーテクノロジーとして新しい分野の市場を創出していく可能性が期待されている

■ 新しい分野は、映像の利⽤と密接に関係⾼精細映像（４K/8K）の⾼速通信によるプレジャー活⽤

⾃動運転、ロボット遠隔操作などリアルタイム操作や危険回避

スマートメーター、インフラ維持管理など膨⼤な端末、センサーによるIoT活⽤

超低遅延⇒ 約１ms

多数同時接続⇒100万台/㎢

接続数

超⾼速⇒ 最⼤10Gbps

⾼度IoT社会の実現 ⇒ 映像の利⽤シーン拡⼤


３. 5Gネットワークと映像配信〜5Gで実現できること〜

遠隔医療

8Kライブビューイング

ネットゲーム(VR)

⾃動運転

■ 5Gにより、「移動体」で現在の固定網同等以上のサービスを実現■ ユーザインタフェースには、⾼精細映像が当たり前の世界

遠隔ドローン

⇒ ⾼精細かつ⾼速な(低遅延) 映像の利⽤シーン拡⼤


３. 5Gネットワークと映像配信〜5Gで実現できること〜5G時代は、センシング情報を活⽤した各システムをメッシュに接続し、持続可能な社会をICTで実現

ビッグデータAI

インフラ・防災分野⽣活分野

構造物⽼朽化監視トンネル、橋梁、鉄塔等

⼟砂災害予兆監視地すべり、がけ崩れ、⼟⽯流等

インフラ監視電気、ガス、上下⽔道等

農業⽣産性向上⽔、温度、湿度管理等

⾞両運⾏⽀援⾞両、プローブ、⾃動⾛⾏等

移動の安⼼・快適電⾞・バス、⾶⾏機等

お客様満⾜度向上学校、病院、店舗、⾦融機関

エネルギーマネージメント

CEMS、太陽光等

ダム・⽔⾨・湾岸監視ダム管理、樋⾨・⽔⾨管理等

河川災害予兆監視⾬量、⽔位、温度等

5G設備稼働率向上商業施設、⼯場等

超⾼速多数同時接続超低遅延

LPWA V2X/DSRC


モバイル・フロントホール(MFH)

エッジ・ネットワーク⾃営サービスホームネットワーク V2Xネットワーク

RRH RRH RRH

モバイル・バックホール(MBH)RH/BBU RH/BBU

３. 5Gネットワークと映像配信〜5Gネットワークの階層構造〜■ 5Gはネットワークスライシング技術等により、条件の異なるサービス毎に柔軟な対応が可能■ ⼤容量、低遅延が必要な、映像配信のための活⽤技術が必要

コアネットワーク

PGW

SGW

PGW

OSS/BSS MME, PCRF, HSS, etc.

SGW

ネットワークスライシング

WDM/L2/L3/PTPキャリアネットワーク

RRH : Remote radio head

BBU : Base band unitRH : Radio head

MME : Mobility Management EntityPCRF : Policy and Charging Rules FunctionHSS : Home Subscriber ServerPGW : Packet data network gatewaySGW : Serving gatewayRRH : Remote radio headOSS : Operation Support SystemBSS : Business Support System

RH/BBU

⇒ モバイル・エッジ・コンピューティングとマルチパスの活⽤が重要


４．OKIの取り組み〜映像配信システムの取り組み〜

放送局様過去番組アーカイブのVODサービス

クラウドサービス化

2013

OKIの映像配信は、研究所の技術を集め、VODサーバとして、2001年に国内初の⼤規模システムを実⽤化しました。国内最⼤規模の商⽤IPTVサービスでご採⽤頂いております。4K/8Kの配信にもいち早く対応。業界標準への対応のみならず、国際標準対応、国内・国際標準への提案も進めています。今後は、⾼度IoT社会の新しい分野の映像利⽤に対応していきます。

5Gネットワーク(MEC等)新コーデックFCVIoTアプリﾌﾞﾛｰﾄﾞﾊﾞﾝﾄﾞ

時代到来

1994

20012004

ＦＴＴＨ時代

ISP事業者様ADSL上でPC向け商⽤VODサービス

UNIXを⽤いてOKI独⾃のVODシステムを開発開始

2008

FTTH/ADSL 商⽤映像サービス開始VOD・放送システムを提供

商⽤IPTVサービス開始ハイビジョン、分散ＶＯＤ、ＮＧＮ

スマホ・タブレット配信HLSに対応

ロケーションフリーパーソナル化

５Gネットワーク時代

⾒逃し(スタートオーバ)開始リアルタ︓イム録画＆配信

通信・放送融合

2010

20168K

⾼度IoTアプリ

ITU IPTV IPv6 global test bed

字幕/ヘルスケア連携

2020

CATV 4K IPサービス開始IPマルチキャスト配信

4K/8K実⽤放送再送信

2030

地⽅放送局4K


４．OKIの取り組み〜映像配信システムの取り組み〜■ ブロードバンドの拡⼤に伴って広がってきたIP映像配信のサーバとして展開■ 様々な規格に対応。５G,新コーデックにも順次対応予定

通信事業者様商⽤映像サービス (2002〜）、ITU の標準テストベッドサーバ (2012〜）ケーブル 4K試験放送 (2014〜) 総務省主催タイでの次世代放送ラウンドテーブルでの4K IP放送展⽰(2015/4) ケーブル技術ショーでの4K IP放送展⽰ (2015/6) ケーブルテレビ局様 4Kチャンネル実験 (2015/7〜) <社内>８K映像配信実験 (2015〜)、MMT映像配信実験（2016〜) 「ブロードバンドの活⽤による放送サービスの⾼度化に向けた技術等検証」事業参加

IPリニア対応 STBVOD、Live、Broadcast2K(Full-HD)/4K/8K

PC端末VOD、Live、Broadcast

スマートフォンタブレット

VOD、Live

IPTVフォーラムのIPTV仕様に対応

⽇本ケーブルラボの4Kの仕様策定に参画し、対応しました。

Marlin DRMで暗号化。

放送途中に番組を最初から視聴するスタートオーバを実装しています

ディジタルサイネージに応⽤できます。ITU-TのIPTV仕様にも準拠してい

ます。

MMT(MPEG Multimedia Transport), 8k対応（⼀部開発中）

【主な特徴】

IP NW

【主な実績】 ---- IPTV商⽤/試験実績多数


４．OKIの取り組み〜映像IoTシステム「AISION」〜〜■ AISIONは、「映像圧縮」機能と「画像センシング」機能によって、多様なニーズに対し付加価値を提供する

映像IoTシステム

★ AISIONの構成要素

★

★ ★

★ ★

★

★


４．OKIの取り組み〜映像IoT-GW 4つの特⻑〜① 映像圧縮

② 画像センシング

③ 映像録画

④ 冗⻑化※提供予定機能

• 映像IoT-GW上に映像データをローカルに録画• 録画データのPC等へのダウンロード

• 体感品質を損なうことなくデータを⼤幅に圧縮• エッジ側の圧縮でコストの削減• 汎⽤プレイヤーで再⽣可能• マルチベンダのカメラをサポート

• 処理の軽いセンシングモジュール

• 様々な種類のセンシング機能を提供

・機器故障時にも短時間での映像復旧が可能

存在⼈数カウント例


まとめ

ビッグデータAI

インフラ・防災分野⽣活分野

構造物⽼朽化監視トンネル、橋梁、鉄塔等

⼟砂災害予兆監視地すべり、がけ崩れ、⼟⽯流等

インフラ監視電気、ガス、上下⽔道等

農業⽣産性向上⽔、温度、湿度管理等

⾞両運⾏⽀援⾞両、プローブ、⾃動⾛⾏等

移動の安⼼・快適電⾞・バス、⾶⾏機等

お客様満⾜度向上学校、病院、店舗、⾦融機関

エネルギーマネージメント

CEMS、太陽光等

ダム・⽔⾨・湾岸監視ダム管理、樋⾨・⽔⾨管理等

河川災害予兆監視⾬量、⽔位、温度等

5G設備稼働率向上商業施設、⼯場等

超⾼速多数同時接続超低遅延

LPWA V2X/DSRC

■ 5Gによる⾼度IoT社会では、4K8K映像配信は様々なシーンで活⽤■ OKIの配信サーバ(OKI MediaServer), 映像IoT GW(AISION)が、⾼度IoT社会の実現に寄与


ご清聴ありがとうございました。

※ All names of companies and products generally referred to herein, are the trademarks or registered trademarks of their respective owners.

※ The contents of this presentation material are subject to change for enhancement without prior notice.※ The contents of this presentation material includes those under development.※ここで記載された企業や製品の名前は、各社の商標または登録商標です。

※機能向上のため、この資料の内容を予告無しに変更する場合があります。

※この資料の中には、開発中のものが含まれています。

Documents

ワイヤレスジャパン2018 講演資料(OKI山本) r4...3. 5Gネットワークと映像配信~5Gの特 〜 5G 5Gは、4Gのスマートフォンを中 としたビジネスから、IoTの基盤を実現するキーテクノロジーとして

ワイヤレスジャパン2018 講演資料(OKI山本) r4...3. 5Gネットワークと映像配信~5Gの特〜 5G 5Gは、4Gのスマートフォンを中としたビジネスから、IoTの基盤を実現するキーテクノロジーとして