shownet.conf_ 2024 Interop Tokyo 2024 ShowNet NOCチームメンバー 廣瀬 真人 ShowNet x 宇宙ネットワーク

衛星通信の基礎

Ø地上ネットワークは主に⼈⼝密集地や都市部を中⼼に展開 Ø⼭間部、海上、災害発⽣時など、インフラが届きにくい地 域では接続が困難 Ø様々な制約により通信エリアの「空⽩地帯」を埋めるため に衛星回線を活⽤ 地上ネットワークの空白地帯 3 総務省 令和6年能登半島地震における情報通信の状況 衛星通信アンテナを搭載した船舶

高度・軌道による分類 衛星の種類 4 ＬＥＯ (Low Earth Orbit) ＭＥＯ (Medium Earth Orbit) ＧＥＯ (Geostationary Earth Orbit) 約36000km GEO(静⽌軌道) MEO(中軌道) LEO(低軌道) ⾼度 約36000km 2000km ~ 30000km 160 ~ 2000 km 軌道周期 24時間 (地球の⾃転と同期) 6 ~ 12時間 90 ~ 120分 カバーエリア 地球の表⾯の約1/3 をカバー LEOより広いエリア をカバー (※) ⼩さな地域をカバー (※) 遅延(RTT) 約500ms 約120 ~ 150ms 約20 ~ 40ms (※)コンステレーションにより広いエリアをカバー可能

衛星通信の基本構成 5 ユーザ端末・ VSAT(Very Small Aperture Terminal) 地上局・ HUBシステム 外部NW インターネット モバイル基地局 フィーダリンク サービスリンク アップリンク ダ ウ ン リ ン ク ア ッ プ リ ン ク ダ ウ ン リ ン ク 衛星

ShowNet 2024における取り組み

Øこれまでは地上ネットワークと衛星回線はそれぞれ個別に 制御され独⽴に存在 Ø地上ネットワークと衛星回線をシームレスに統合すること により、常に接続可能なネットワークの構築 ü例: 船舶 • 陸地に近い場所にいる場合は地上ネットワークを利⽤ • 陸地から離れた場所にいる場合は衛星通信を利⽤ ü例: 災害発⽣時 • 復旧が完了するまでは衛星通信を利⽤ • 復旧が完了したら地上ネットワークを利⽤ 地上ネットワークと衛星回線の統合 7

L2L3 2024 テーマ 8 多様化するネットワーク環境を柔軟に統合する ルーティングテクノロジー Compressed SIDを⽤いたSRv6のさらなる活⽤ キャンパス・アクセスネットワークにおける Ethernet VPNの活⽤ SRv6による地上ネットワークと衛星回線の シームレスな統合に向けた取り組み

9 Compressed SIDを⽤いた SRv6のさらなる活⽤ = SRv6 uSID バックボーン キャンパス・ アクセスネットワークにおける Ethernet VPNの活⽤ = EVPN Type 5 による L3VPN SRv6による地上ネットワークと衛星回線の シームレスな統合に向けた取り組み = 地上・衛星 2系統での SRv6-VPN

SRv6 Layer-3 VPN over 衛星回線 • 僻地を想定し、普段は地上のバックボーン回線を利⽤ • バックボーン障害時には衛星リンクを利⽤ • ヘテロジニアスな回線をSRv6で統合して利⽤する試み • 回線種別に応じたTraffic Engineeringも可能 10

• SRv6 SIDの使い分けにより 経由する回線を制御 • Cisco Accedian Skylight 「SFP型ハードウェアセンサー モジュール」をバックボーン ルータに導⼊し遅延を計測 SRv6 Layer-3 VPN over 衛星回線実験 地上局 Internet x Space Summit FX2 地上経由 衛星経由 SID A uSID ⾞載アンテナ 静⽌衛星 11 衛星経由でも1分間のジッタの平均は 3ms以下、最⼤でもほぼ10ms以下

SRv6 Layer-3 VPN over 衛星回線でPing 12

Ø地上ネットワーク(ShowNetバックボーン)の⼀部として、 衛星回線を扱うことが可能 ü衛星回線を収容するルータのアドレスをSIDとして利⽤ ü地上ネットワーク、衛星回線を意識することなくTraffic Engineeringを実現 Ø今後の課題 ü異なる事業者間(Inter-Domain)でのSRv6の活⽤ • ポリシーの整合性等 SRv6を用いて統合して良かったこと 13

Delay Torerant Network (DTN)デモ 14 • 惑星間ネットワークを模擬(遅延のエミュレーション) • Bundle Protocolを⽤いた、中継ノードでStore & Forward • 繋がるまでStoreし、送れるようになればForward • Contact Graphをアニメーション描画

標準化動向

Ø衛星通信 ü例: 3GPP: NTN(Non-Terrestrial Network) • 衛星通信をモバイル通信に統合することが ⽬的 • 現在、Rel-19でNTN NR拡張 やRegenerative payload(Non Transparent)の標準化が進行中 Ø惑星間ネットワーク ü例: IETF: Delay/Disruption Torerant Netwroking (DTN) WG • RFC5050: Bundle Protocol Specification • RFC9171: Bundle Protocol Version7 • TCP/IPネットワークとの相互接続、セキュリ ティ等の検討が進行中 標準化動向 16 TS 38.311 RFC9171