ビデオオンデマンド試験運用報告

I. はじめに

インターネットが研究教育関係者のあいだのネットワークから社会全体の情報基盤へと爆発的な広がりをみせた1994,5年ころ，アメリカでは情報ハイウェー構想がマスコミをにぎわせていた．そして，その目玉の一つとしてビデオオンデマンド(VOD)があげられていた．そのデモフィルムをテレビ映像のなかで見たのが筆者がVODという名を知った初めである．家庭にある情報端末に表示されたビデオやゲームの一覧から好きな時間に好きなものを楽しめるというもので，筆者には夢のような話に思えたが，すでにそのころVODの商品化を目指したプロジェクトがいくつか動き始めていたのである．

山梨大学のLANは1992年4月にインターネットにIP接続し，さらに92年暮にはキャンパス全域にイーサネットが敷設され，研究室のコンピュータをIP接続できる態勢が整った．この時の幹線網は4つのFDDIループによって構成されていた．しかし，その後のユーザの広がりに即応して，3年をおかずして622MbpsのATMによる幹線網の新規敷設が計画されるに至った．そして，この高速化されたLANの有効な活用法として，VOD導入が計画されたのである．

計画当時，筆者はセンターのシステム管理室長をしていたことが縁で，VODに最初からかかわることになった．センターでのVODの試験的運用を行った感想を一言でいうなら「予想以上におおくの困難をかかえている」ということになろうか．それは梨大での運用だけでなく世界各地でのVOD関連の動向が示すことでもある．マルチメディアおよびそのネットワーク経由での教育研究利用一般が難しいわけではない．94～95年当時発想されていたVODと現実の技術やニーズの動向との間にはギャップがあるということである．ここでは今後の発展のために，VODの計画運用に携わった一人として，その経験をお伝えすることにしたい．

II. VODシステム

II.1 VOD導入のねらい

教育支援のためのマルチメディア活用は高速ネットの有望な利用法である．当時，講義者が利用できるツールとして黒板以外にはせいぜいOHP程度であったのだが(それさえも未だに多くの教室には備わっていないことは問題ではある．)，それにくわえて動画，音声を含む教材を用いることは多くの教科にとって意味あるだろう．それが特定の教室で利用できるだけではなくネットワーク経由で複数の教室や自習室に配信できればなお良い．そのような発想のもとにVODの計画がたてられ，ATM幹線網(Super YINS)とともに1996年春に導入された．

II.2 nCUBEをサーバとするVODシステムの構成

本学におけるATMネットワークは，同時期に導入された他の国立大学の幹線網と同様に，主としてインターネットプロトコル(IP)をのせて利用されている．つまりインターネットを利用するための下位プロトコルとしてはたらいているのである．IPをのせるにあたってLANエミュレーションという方式が用いられている．しかし，ATMは，動画音声などのリアルタイム性が要請されるものに対してそのネイティブな伝送方式を用いてこそ特性が発揮できる．計画立案の時点で製品化されていたIPネットワーク上でのVODシステムの多くは遅滞なく動画を伝送，再生するにはかなり難があった．また，動画再生をうけ再生するクライアントとしてパソコンはまだ能力不足でもあった．そこで，ATMネイティブの伝送方式を用い，教室に設置するクライアントマシーンとしては専用のセットトップボックス (STB)を採用する構成をとることにした．

下に構成図を示す．サーバとしては，データ記憶装置(ディスクアレイ)やネットワークの入出力の向上に有望視されていた密結合型並列アーキテクチャをもつ nCUBE M5というコンピュータを採用した． VODシステムの構成図

簡単にシステムの構造を説明する．

nCUBEは入出力の基本部分のみを受け持ち，コンテンツの管理やクライアントからの要請をnCUBEに伝えるためのコントローラの役目はUNIX機(Sun SPARC Station 20, 以後SS20と表記) がおこなうようになっている．
ビデオストリームはnCUBEから，ATM Adaptation Layer 1 (AAL1)によるConstant Bit Rate (CBR)で幹線網を通じてCellwareの中継機Cell Masterまで伝送される．そこから端末のSTBまではE1回線で1対1の伝送となる．
STBはテレビと同様のリモコンで操作される．リモコンからサーバへの指令は，まず，STBからシリアル回線を通じてターミナルサーバへ送られ，そこからはIPプロトコルにより学内汎用LANを通じてSS20に伝送される．
コンテンツやタイトルは汎用データベースソフトOracle 7で管理される． VOD用のインターフェイスはOracle Intaractive Application Objects (IAO)と呼ばれるものである．
IAOによって選ばれたサービスを行うためにnCUBEをコントロールするソフトはOracle Video Server (OVS)という名で呼ばれている．
ビデオメニュー選択画面等のGUIは，Oracle Media Object(OMOと略称)によって作成するし，nCUBEに登録する．

II.3 コンテンツ作成のツール

アナログビデオ(VHS形式)をリアルタイムでエンコードするソフトとして Optibase社の"MPEG Lab Suite"が導入された(OSはWindows 3.1)．RS232Cシリアル回線を通じてVTRを制御し必要なビデオストリームをリアルタイムでエンコードできる．シンプルであり画質もよいが編集はできない．

II.4 導入後の状況

1996年6月には一般公開の出発式をおこない(そのときのNHKニュース報道)，学内6教室でこのVODを利用できるようになった．

しかし，(i)IAOのコンテンツ管理が不安定なままであったこと，(ii)OMOによるGUI作成にかなりの熟練が必要だったこと，(iii)mpegビデオストリーム管理のためのタグファイルをnCUBE上で作成するために長時間を要することどのために利用者は極めて少ない状況のまま推移した．

また，nCUBEを吸収し，システムの開発を引き継いだオラクル社が96年末には開発を中断してしまったため，IAOの不安定さは実質的な解決ができなくなった．したがって，利用しようとする人はきびしいロードを覚悟せねばならない状態になり現在に至っている．

このように初期の構想からすればVODは未熟な段階に停滞したままだが，副次的に

教室に設置したVTRやパソコン画面の出力をプロジェクターに提示することを講義の支援手段として用いる．
mpegエンコーダによりデジタル動画を作成し，CDやパソコンのハードディスクにいれて利用する．

といった形での，マルチメディア利用の本学における先鞭をつけたという点では評価できると思う．

III. IPプロトコル上で動くVODの導入(YINS-MOD)

先のVOD利用が普及しなかった理由として，システム利用の困難さの他にSTBが設置された教室以外では利用できない点が指摘できる．そこで，97年度の総合情報処理センターのシステム更新にあわせて，IPプロトコル上で動画を配信するシステムを導入することになった．ビデオに限らずマルチメディアコンテンツのサービスをおこなうということでMOD(Multimedia On Demand)システムと名付けられた．

システム構成は，以下のようにシンプルである．サーバはWindows NTをOSとする 2CPUのコンピュータである．ATMスイッチに直結しているがLANエミュレーションのもとでIP接続されている学内のクライアントにサービスするように考えられている．ソフトはNECが開発したHYPERMS-Lite[1]と呼ばれるもので，動画の品質保証のプロトコルであるRTP, RTCP, RSVPをサポートしている．

クライアントソフトは現在のところWindows95およびWindowsNT上で動作するものだけが開発されており，山梨大学内のコンピュータに対するサイトライセンスが契約されている．

YINS-MODシステムの構成図

エンコーダおよびコンテンツの登録ツールとしてOptibase社のMpeg Movie Makerというソフトが用いられている．導入された当初，クライアントソフトはDLLのバージョン依存性などの点でインストールにかなり手間取る場合があったが，最近のバージョンはほとんどの Windows95, 98システムに難なくインストールできるはずである．そして， Pentium II 200MHz程度以上の能力のがあるパソコンならばほぼ遅滞なく動画をみられるようになった．おおくの方が試してみられることを期待したい．それによってさらにバグ潰しやサーバソフトの改良もすすむであろう．

IV. 今後のMODに望まれるもの

以上，3年にわたる試験運用について述べてきたが，VOD, MODの試みは目標からすればまだ端緒的な段階にある．教育用のマルチメディアデータをネットワーク上のどこかに蓄えておき，必要に応じて必要な時にそれを閲覧できるということは，放送大学等マスメディアを介した教育方法の先にある未来型であるといえよう．WAN上でそれが実現する前に，構内でのVODの実用化が考えられているわけであるが，動画単独で教材として成り立つ(放送大学のビデオのような)ものの作成には多大な労力を要し，現在の大学には求めがたい．日常的な研究，教育の一部としてコンテンツ作りを行うことができ，それが役にたつというような利用形態として，つぎのようなものが現実的であると思う．

特別講義，来訪者によるセミナーなどをビデオ収録しておき，出席できなかった人や復習したい人に利用してもらう．[2] 教授法の改善や語学の研修にも役にたつであろう．
文字を基調とした教材のなかに動画，音声を含めたハイパーテキストとして利用する．[3]
上記を，CD-ROM等携帯用メディアに入れておいて講義室等のパソコン等にて利用する．

このような利用を想定した時，総合情報処理センターとしてはつぎのような機器，サービスの充実が肝心であろう．

リアルタイムエンコーダはかなり身近なものになってきたが，VTRもふくめ研究室単位で用意するのには費用も手間もかかりすぎる．センターで利用できる台数を増やすとともに，現存のVHS用VTRからだけでなく8mmテープなど種々のメディアからデジタルコンテンツを作成できるようにすること．
おおくのユーザがリモートでコンテンツ登録できるような環境を作ること．
授業でのマルチメディア利用には何よりも多くの教室にプロジェクター等の提示装置が備わること．
教卓にノート型パソコンをセットすれば，プロジェクターやネットワークに簡単に接続でき，それらの機器を教卓で統一的に制御できるようになっていることが望まれる．プロジェクタが安価になり，動画をスムーズに再生できる能力をもつノート型パソコンがでてきた今，そのような普及型マルチメディア教室のプロトタイプを作成することが課題となっていると思う．現存する教室設備の多くは，電源，I/Oコンセントの位置や鍵の管理等，考慮不足の点が多く，実際の利用時には隔靴掻痒な感じがする．実際に授業をする教官と維持管理する技術系職員と製造業者の協力態勢が不足していたのだと思う．そのようなシステムの共同開発とともに，それを維持管理するするための大学内の専門のセクションが是非とも必要であると考える．

以上，今後への期待を表明して，山梨大学における最近約3年間のマルチメディア利用に関する活動報告の筆をおくことにする．

最後に，ATMネットワークの導入と安定化への先頭にたって努力され，VODへの方向づけをされた伊藤洋総合情報処理センター長，および，初期VODとの苦闘をともにした藤田孝夫，森沢正之センター員やセンター職員の方々に感謝の意を表します．

[注]

[1] より詳しいHYPERMSに関する情報はNEC 社のページより得られる．

[2]講義収録のサンプルとして，96年に行われたWhelan博士(ケンブリッジ大学) の講演"Do Electorns Exist?"の一部を添付する． 8mmビデオで撮影したものをVHSにダビングし，その後 mpeg1にエンコードしたので画質はあまり良くないが，この程度でも復習等には役にたつと思う．

[3] 情報提供/閲覧プロトコルの代表格となっているhttpを通じてサービスできるのが，もっとも普及しやすいでろう．この文章を書いている最中に，それが簡単に実現できそうな状況に至っていることをみつけた．mpeg1，QuickTime, aviなどのプレーヤで WWWブラウザのプラグインソフトとして動作するものが充実してきているのである．試してみたクライアントはLinux上のものであったがサーバが汎用のhttpサーバであっても十分なめらかな映像をみることができた．くわしくはこちらのページをみていただきたい．わたしとしては，このページにある方法を今後しばらく拡張的に試してみたいと思っている．

［研究報告の目次へ戻る］