発表の流れ 1. 研究の背景と目的 2. 相互接続の概観 3. ワームホールデバイスの動作の概要 4. 実験 性能評価 5. まとめ DICOMO2007 2

ワームホールデバイス：

DLNA情報家電の

遠隔相互接続支援機構

武藤大悟

†

吉永 努

†

†電気通信大学大学院

情報システム学研究科

マルチメディア，分散，協調とモバイル

(DICOMO2007)シンポジウム

発表の流れ

1.

研究の背景と目的

2.

相互接続の概観

3.

ワームホールデバイスの動作の概要

4.

実験・性能評価

5.

まとめ

発表の流れ

1.

研究の背景と目的

2.

相互接続の概観

3.

ワームホールデバイスの動作の概要

4.

実験・性能評価

5.

まとめ

１.研究の背景と目的

ブロードバンド回線・携帯端末の普及

DLNA規準情報家電等デジタル機器の

普及

ホームネットワーク内のデジタル機器

を，家庭間，屋外で利用を可能にし，利

便性を高める

既存の機器をインターネット越しの利

用に対応させる支援機構を導入

DLNA情報家電遠隔接続支援機構

DLNA 対 応 テ レ ビ (Medi a Renderer ) DLNA 対 応 レ コ ー ダ ー (Media S erver) DLNA 対 応 ソ フ トウ ェ ア が 稼 動 す るPC DLNA対 応 オ ー デ ィオ プ レ ー ヤ ー 無 線 ・有 線ＬＡ Ｎ接 続 UPnP で構成され た ホー ム ネッ トワ ー ク の 一例 操 作 UPnPコ ン トロ ー ラ 操作 動画な ど の コン テ ン ツ 音楽な ど の コ ン テ ン ツ internet

背景

目的

家庭間・屋外からのデジタル機器の利用

インターネットに常時接続されたデジタル機器

Gateway DLNA DMS DLNA DMP Wormhole device SIP Server P2P_接 続 non-DLNA Device ホームネットワーク Sensor Gateway インターネット ホームネットワーク モバイル ネットワーク シグ ナリン グ接 続 携帯電話/PDA

アプローチ

発表の流れ

1.

研究の背景と目的

2.

遠隔接続の概観

3.

ワームホールデバイスの動作の概要

4.

実験・性能評価

5.

まとめ

２.遠隔接続の概観

SIP Proxy UPnP IGD UPnP IGD WD Wormhole Device ( WD ) Digital Media Player (DMP) Digital Media Server (DMS)

SIP

シグナリング

コンテンツ

ホームネットワーク

ホームネットワーク

Wormhole Device ( WD )

UP

ｎ

P

の中継

２.遠隔接続の概観

⑤SIP Proxy UPnP IGD UPnP IGD WD WD DMP DMS

Signaling

channel

Wormhole Device (WD) とDMP / DMSの通信について

• WDは異なるネットワーク上にあるDMS と DMPの間の

(Universal Plug and Play:UPnP) 通信を中継する。

→異なるネットワーク間のUPnP通信の実現

コンテンツ

UP

ｎ

P

２.相互接続の概観

SIP Proxy UPnP IGD UPnP IGD WD WD ②UPnP Control Point ③UPnP Device

data channel

Wormhole Device (WD)同士の通信はSIPメッセージの交換で行われる。

・ WDはSIPユーザー・エージェント(UA : User Agent)として動作し、自身をSIP

Proxy Serverに登録（REGISTER）する。

・ その後、接続相手となるWDとはSIP-URIを指定することで通信を行う。

・ 相互接続に必要な情報を交換する。

example.net

SIP-URI:

[email protected]

SIP-URI :

[email protected]

SIP

シグナリング

２.相互接続の概観

⑤SIP Proxy UPnP IGD UPnP IGD WD WD DMP DMS

Signaling

channel

Wormhole Device (WD) とUPnP IGD(Internet Gatway Device)

・ ホームネットワークとインターネットをつなぐIGDを操作して

NATトラバーサルや外部IPアドレスの取得します。

UP

ｎ

P

で制御

UP

ｎ

P

で制御

発表の流れ

1.

研究の背景と目的

2.

相互接続の概観

3.

ワームホールデバイスの動作の概要

4.

実証実験

5.

まとめ

３-1.機器の検出

WD

WD

IGD 検出

IGD 検出

DMS検出

SIP

Proxy

Server

(DMP)

(DMS)

３-２.DLNA機器情報の交換

WD

SIP

Proxy

Server

WD

GetDeviceSummary

response

RootDeviceSummary

(XML)

３-３.接続の開始・停止

WD

SIP

Proxy

Server

OpenDevice

response

Location:

http://xxx.xxx.x.x/dexc.xml

LocalIp

192.168.0.3

WD

３-４．DLNA機器の通信を中継

WD

SIP

Proxy

Server

WD

UPnP Proxy

コンテンツの中継

中継プロセス

デバイス参加通知

UPnP Proxy

中継プロセス

発表の流れ

1.

研究の背景と目的

2.

相互接続網の概観

3.

ワームホールデバイスの動作の概要

4.

実装実験と評価

5.

まとめと今後の予定

実験環境

ホームネットワーク環境

DLNA DMS、DMP

各社DLNA製品

家庭向けインターネット接続環境

NTT Bフレッツ(FTTH) KDDIひかりone(FTTH)

Yahoo BB! ADSL

J:COM NET（CATV）

UPｎP対応家庭向けルータ

実験環境

ワームホールデバイス

OS:PC – linux

プログラム：C言語

ライブラリ

Portable UPnP SDK 1.4.6

The oSIP library 2.2.2

The eXtended osip library 2.2.3

SIP Proxy Server

実験の概観

ホームネットワーク2

WD2 NTT東日本メディアコンバーター ・グローバルアドレス×１ ・光ファイバー⇔Ether Buffalo LinkStation (DMS) 光回線へ BUFFALO 有線ブロードバンドルーター ・ＮＡＴルーター ・ＵＰｎＰ IGD搭載 Panasonic DMR-E500H (DMS/DMP) internet

ホームネットワーク1

WD1 Yahoo! BB トリオモデム ・グローバルアドレス×１ ・ＮＡＴルーター機能搭載 ・ＵＰｎＰ ＩＧＤ搭載 電話回線へ Sony

Network Media Receiver

(DMP) Sony Net juke (DMP) Dell Inspiron 9400 (DMS/SMP) internet

♪

♪

ワームホールデバイスを使ったDLNA機器の

相互接続に成功

実験結果

Home Network 1

Home Network 2

DMS

DMS

DMP

IGD

IGD

DMP

コンテンツの再生能力の評価

中継している通信は2種類

UPｎP通信

コンテンツの通信 HTTP−GETなど

Digital Media Server

(Device)

Digital Media Player

_{(Control Point)}

ContentDirectory Service ConnnectionManager Service

Transfer Server Process

(HTTP serverなど)

AVTransport Service

UPnP

コンテンツの中継方法

UPnP Proxy DLNA DMP DLNA DMS Home Network 2 Home Network 1 UPnP IGD UPnP Proxy UPnP IGD

①DMP，DMS間でコンテンツを

直接転送

UPnP Proxy DLNA DMP DLNA DMS Home Network 2 Home Network 1 UPnP Proxy HTTP Proxy HTTP Proxy UPnP IGD UPnP IGD

②中継プロセスがコンテンツの

転送を中継

平均転送速度

0.0 200.0 400.0 600.0 800.0 1000.0 1200.0 1400.0 1600.0 1800.0 2000.0

CATV -> ADSL

CATV ->FTTH1

CATV ->FTTH2

回線種別

kb

ps

直接転送

PROXY経由

internet

FIFOバッファを利用した中継

HTTP

PROXY

回線のスループットに近い

ビットレートを持つ

動画データ

HTTP

PROXY

HTTP中継プロセスの

FIFOバッファ

②中継プロセスがコンテンツの転送を中継する場合利用できる

平均転送速度

0.0 200.0 400.0 600.0 800.0 1000.0 1200.0 1400.0 1600.0 1800.0 2000.0

CATV -> ADSL

CATV ->FTTH1

CATV ->FTTH2

回線種別

kb

ps

直接転送

PROXY経由

可変ビットレート(VBR)コンテンツの転送

500 1000 1500 2000 2500 3000 kb p s DMPスループット(kbps) バッファ済み容量 コンテンツのビットレート(kbps) コンテンツの平均ビットレート(kbps) CATV -> ADSL平均転送速度（kbps）

回線速度がコンテンツの平均ビッ

トレートより速いにもかかわらず

バッファ枯渇

バッファ完了

再生開始

可変ビットレート(VBR)コンテンツの転送 FIFOバッファ有

0 500 1000 1500 2000 2500 3000 7 4 1 _-8 _-5 _-2 1 4 7 ₁0 ₁3 ₁6 ₁9 ₂2 ₂5 ₂8 1_{3 3}4 ₃7 ₄0 ₄3 ₄6 ₄9 ₅2 ₅5 8_{5 6}1 ₆4 ₆7 ₇0 3_{7 7}6 ₇9 ₈2 ₈5 ₈8 ₉1 ₉4 ₉7 0 kb ps DMPスループット(kbps) バッファ済み容量 コンテンツのビットレート(kbps) コンテンツの平均ビットレート(kbps)

バッファ完了

再生開始

コンテンツの再生能力の評価・結論

中継を行うことで回線の平均スループットは低下す

ることが多い

↓しかし

中継とバッファリングによって再生品質が安定する．

特に回線の平均スループットに近い平均ビットレー

トを持つVBRコンテンツを再生する場合．

発表の流れ

1.

研究の背景と目的

2.

相互接続網の概観

3.

相互接続の動作

4.

実証実験

5.

まとめと今後

まとめと今後

まとめ

既存のDLNA機器を相互に接続する仕組みを提案し，開

発に成功した．

コンテンツの転送方法について評価を行った

今後

ALM配信などの応用アプリケーションの基盤として拡張

携帯端末用向けのWD開発で屋外からの利用方法の検

討