イーサネットによるトラフィック コントロール

イーサネットによるトラフィック コントロール
回線容量に対する需要がイーサネットを優先的プロトコールにする
ホワイトペーパー
by
Frank Marden, President, GarrettCom, Inc.
2002 年 8 月 (翻訳 H20 年 9 月/NDC)
イーサネットによるトラフィック コントロール
回線容量に対する需要がイーサネットを優先的プロトコールにする
概
[ホワイト ペーパー]
2002 年 8 月
要
ビデオカメラは、トラフィック コントロール および マネージメントにとって新しい魅力的なツールです。ビデオカメ
ラは、トラフィックのホットスポットでの展開を即時のフル・モーション ビデオでフィードバックすることができるだけ
でなく、危険車両、歩行者と車の安全、治安、および ますます密集するトラフィック コンディションのコントロールとマ
ネージメント機能等の優れた情報を提供します。ライブ・ビデオは、トラフィック コントロールの通信で革命的変化をお
こします。というのも、ビデオで必要とされる回線容量は従来のシリアル コミュニケーション ラインの容量より 100 倍
以上必要で、従来の回線では、一つの交差点のみで使い果たす容量だからです。
新しい回線容量技術での第二の影響は、莫大な量のデータ・フローをトラフィック オペレーション センター(TOC)に送
ることで難しさが増しました。集中されたトラフィック コントロール オペレーションには、高度に集中されたネットワー
ク トポロジーが必要とされます。ファイバーは、その雑音抵抗性能 および 長距離のデータ搬送が可能なことより転送媒
体としてよく使われています。トラフィック コントロール ネットワークの大きな割合では、ファイバーケーブルを使って、
複数のトラフィック コントロール サイトをレイヤーで分けられたスイッチにより接続する設計が行われますが、ファイバ
ーを通す通信プロトコールは幅広いものがあります。
イーサネットでは、交差点にビデオカメラを設置したり、高速道路の通行をモニターをするカメラを接続し、プロトコー
ルを選んで使うことは、新興の使い方になります。2 から 3 年前に紹介された新しい 1 ギガビット(Gb)イーサネット スタ
ンダードは、大量のデータを TOC に搬送できる最適な製品です。拡大縮小が可能なイーサネット スタンダードなら、各
種回線容量を網羅し、制限のない光ファイバー メディアの帯域容量をもち、安価が保証され、システム パスのアップグレ
ードにも比較的痛みを伴わないので、今後トラフィック コントロール テクノロジーとして発展します。
コミュニケーション プロトコール 101
集中されたトラフィック コントロール ネットワークは 2 個の主要部より構成されています。中間のローカル・コネクシ
ョン・ポイントにおける交差点内の、エッジ部であるネットワーク接続デバイスで、エッジ回線容量は一般的にはライブ・
ビデオでは、1 つの交差点 または いくつかの交差点からなるサブネットで 25 から 100Mb がサポートに必要です。バッ
クボーン部は、中間のローカル・コネクション・ポイントからのトラフィックを TOC へ搬送します。回線容量は、ここで
最も重くなり、100 メガビット(Mb)から 1 ギガビット(Gb)で走り続けて、機能停止は容認することができません。
エッジ部とバックボーンのアプリケーションは、従来のトラフィック コントロールの慣例によれば、テレコミュニケー
ション主導により行われていました。テレコミュニケーション ソリューションは、シリアル接続に代表され、信頼性があ
り、屋外用に強化された機器 － そしてこれらは手軽に使えます。しかしながら、回線容量の需要も増え、低価格で高性
能にできるオプションも可能となり、傾向はより新しいパケット・オリエンテッド スタンダード ソリューションへと移動
しています。
ファイバー、優先された媒体
信頼性のあるシステムを創るには、データの転送媒体はプロトコール同様重要です。バックボーンは、重いトラフィック
を処理し、ほとんどいつもファイバー・ベースです。ファイバーは、その制限のない回線容量 および 相対的に電気的ノイ
ズ、汚染物質 および その他屋外でのコミュニケーション 媒体周囲への侵入等の免疫性によりバックボーン媒体として出
現してきました。100Mb スタンダード シングルモード ファイバーの実施であれば、20km のレンジまで一般的な TOC
への距離として安全に転送が行えます。今日のファイバーの距離性能、ノイズ免疫性 および 信頼性により、エッジ部での
媒体としてまで、使われるようになってきました。
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エッジ部のイーサネット
音声帯域 および T1 シリアルラインは、交差点に設置されたエッジ プロトコールとして使われ、信号機の、横断歩道
信号灯、トラフフィック カウンター、および その他の軽い処理等のマネージメントに使われていました。
しかしながら、今日では、ライブ・ビデオ および 他の新しい技術により、より多い情報と、より応答のよいトラフィック
コントロールが見込めます。 － しかし、回線容量の大幅な増加を犠牲にしています。
モデムは、56kb で作動しており、T1 ラインは 1.544-3.152 メガビット／秒(Mbps)で作動していますが継続すること
はできません。
全交差点の 80%を超える交差点には、データ転送用配線が行われており、全国を通したトラフィック コントロールのデ
ザイナーやマネージャがより高性能な通信システムにアップグレードすることを考えています。イーサネットは、新しいプ
ロトコールを選ぶことです。イーサネットは、シリアル テレコミュニケーション ラインより回線容量と費用の点で常に優
位です。ただし、オフィス グレードのイーサネット製品は、きれいな、エアーコンディション環境用に設計されたもので
す。暑く、湿度があり、汚く そして 電気的干渉があることが共通しているトラフィック コントロール ボックス および そ
の他アウトドアのアプリケーションは、デリケートなオフィス用システムとは異なります。イーサネット性能 および 価格
の優位性は、テレコミュニケーション および インダストリ コントロールのような、他のマーケットにおいても認識され
ており、アウトドア向けに強化された新しいイーサネット ボックスが使用できるようになりました。このイーサネット機
器は、汚染物質が入らないシールドされた金属ケースに入っており、非常に厳しい温度定格のプレミアム部品を使用すると
共に、特別なサーマル デザイン テクニックが使用されています。ファイバー媒体の頑丈な機能とイーサネット プロダク
ツ デザインの一体化により、広い温度範囲 および 個々の汚染に耐えられ、他のマーケットにもイーサネットの利点を広
げることができました。
今日のイーサネットは、トラフィック コントロール システムのエッジ部の個々のニーズをみても理想的なプロトコール
のように見えます。イーサネットは、ライブ・ビデオ および ここ 10 年の超満員のトラフィック環境をマネージする手助
けができるアプリケーションを、サポートするのに必要な高い回線容量を備えています。強化型アウトドア イーサネット
製品の出現により、トラフィック コントロールにおいてもイーサネットは、実用的になりました。カメラ、ワイヤレス ア
クセス ユニット、および Model 2070 コントローラのような、トラフィック コントロール デバイスは、イーサネット イ
ンターフェイス組込みと共にお届けできます。イーサネット ハードウェアは、T1 装置同様手ごろな価格で、光ファイバー
メディア価格は、イーサネット または シリアル データで使われていたものと同じくらいです。更に、回線容量の急上昇
な要求によるパスのアップグレードも、原価意識の強いトラフィック マネージメント プランナーに作成させれば有利にで
き、簡単にアップグレードできます。
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バックボーンのイーサネット
バックボーンのプロトコールは、従来 SDH、SONET および ATM プロトコールが使われていました。最近の
1Gb(1999) および 10Gb(2002)イーサネット スタンダードの紹介では、IP データ トラフィックは、いま使われてい
るバックボーンで必要とされていたイーサネット回線容量を超えて作動しています。ビデオによるトラフィック コントロ
ール ネットワークのうち、95%以上のデータは、エッジ部から TOC へ移動しています。 ；かなり少ないダウン・フロー
です。ネットワーク・ベースの IP パケットは、このようなアンバランスな負荷にも適しています。さらに、SDH、SONET
および ATM システムでは通常でも、より多くの申し込みにより重い状態ですが、イーサネット ネットワークでは、全て
のデータ・パスをより早くバックボーンに通すことができ、イーサネット・ベースのトラフィック コントロール ネットワ
ークの最盛期活動時（すなわち、非常事態等）においても、より応答性よく活動することができます。特に、イーサネット
は、更にいっそう魅力的な原価構成をもご提供できます。
SDH、SONET、または ATM プロトコールの回線容量は従量制になっており、テレコミュニケーションでは従来よ
り回線容量の増加により価格も上がります。イーサネットの商用での位置づけでは、一度設置したなら、回線容量は事実上
フリーとされています。値段の高いルータは、最小限にされたり、省略されたりして、すべてのイーサネット ネットワー
クでの複雑さも減っています。明らかになってきたことは、SONET や ATM をすでに設置して支払をしていても、今後は、
IP スイッチ イーサネット バックボーンによる計画がよりよい戦略だということです。
政府支援のイーサネット
運輸省(米国)の出現により、Intelligent Transportation System(ITS)主導で、相互運用を重点的にお取組むことが増え
てきました。近代、地元 および 長距離輸送は高速道路に依存し、20 マイルより長いバックアップ道路の見込みをつけた
り、災害時にフリーウェイ および 周辺地域の平面道路を何時間も不通にできたり、トラフィック マネージメントは、改
善しなければなりません。
首都環状道路の最近の事件でも、救急サービスの 2 州とコロンビア特別区間、および いくつかの連邦政府の機関を含め
て調整が必要でした。ベーシック レベルの相互運用性を除き、異なった管轄区域からサービスを許可し互いに”話”をし
ても、コミュニケーションの混乱状態は、ますますの混乱を招くだけです。
ITS 主導の一環として、イーサネットで使えるトラフィック コントロール デバイスである、Model 2070 Advanced
traffic Controller が生まれました。イーサネットは、トラフィック コントロール用において価値があるプロトコールであ
るとの認識は、ここしばらくの間続く傾向にあるでしょう。
パーソナル コンピュータが、”Adidas net” ( ディスク をあるシステムから別のシステムに運ぶ)に接続された時代の
オフィス環境から現れて、イーサネットは創造、および 複数のベンダーから複数のシステムの相互接続を可能にし、相互
運用のレベルを止めることなく育て上げて、ﾞ実質 20 年の歴史になります。イーサネットは、ARCnet、Token Ring、
AppleTalk および ATM 等を払拭してきました。コスト効率がよく、相互運用できる機器は、複数の供給業者の製品がす
ぐ利用でき、イーサネットは、政府が選択すべき今日のネットワークです。
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イーサネットは熟成して、高可用性かつ高信頼性のテレコミュニケーション マーケットにおいて、
高く評価されたプロトコールになりました。強化型イーサネット製品の発表により、イーサネットがインダストリアル マ
ーケットの独自仕様のプロトコールに急速に取って代わることは、悪いことではありません。ほとんどの、今日の新しいイ
ンダストリアル コントローラには、イーサネット ポートが組込まれています。小型で低価格のシリアル/イーサネット コ
ンバータで古いシリアル ラインをインダストリアル イーサネットに簡単に移行することもできます。回線容量は控えめな
要求仕様であるにしても、インダストリアル ネットワークにおいてファイバーメディアは有力であり、イーサネットの普
遍性がイーサネットを勝利者にするでしょう。
イーサネットがトラフィック コントロール マーケットのエッジ プロトコールとして使われるようになるのは、当然で
あり、 － そして、イーサネットが評判の良い、価格効率のよいバックボーン プロトコールになるのもまた、当然のこ
とです。トラフィック システムがテレフォン・エイジ(シリアル ライン)からインターネット・エイジ(IP パケット データ)
に代わる、今がそのときです。
サンプルでの実施 ： トラフィック コントロール用ビデオ システム
ライブ ビデオには、リアルタイム マネージメント用として、即時のトラフィック情報を備え提供することができますが、
必要とするデータの回線容量は、従来のシリアル通信ラインの容量の約 100 倍多く必要になります。さらに、信頼性 およ
び 冗長化も問題になります。密集した通行状況下での交差点での故障は、その影響が広範囲に及びます。
4 台のカメラを交差点に設置し、完全な通行状況の監視をしたとして、各交差点において必要な回線容量は、最大 25 メ
ガビット／秒になります。しかしながら、コストは、従来のテレコミュニケーションの高回線容量ソリューションを使うこ
とがありませんので、安くなることが分かります。
交差点に置かれたトラフィック コントロール ボックス内の環境では、その温度範囲、埃や汚れ、および トラフィック コ
ントロール ボックスが曝される霧や湿度等での動作をサポートする特別に強化された機器が必要です。アウトドア用強化
型イーサネット デバイスは、機器そのものが同じ回線容量のほかの機種に比べて 10% またはそれ以下の価格であること
により、大変好まれています。さらに、イーサネットのアップグレード パスを施すに当たっても、今日より更に安い価格
で将来行えることも保証されています。
サンプル エッジ ソリューションとして、トラフィック コントロール ボックスの厳しく制限されたスペースを節約する
ため、カードに搭載した新しい ITS ブレイド イーサネット スイッチがあり、モデル 2070 トラフィック コントロール
シャーシ内で A1 または A2 ペリフェラル スロットを占めています。このボードは最大 6 ポートの 10/100Mb 銅線ポ
ートがあり、イーサネット可能なビデオカメラ、および 2070 CPU カード 他のノードに接続でき、さらにプラスして、
2 ポートのシングルモード 100Mb イーサネット ファイバーポートが組込まれており、階層構造のトラフィック コント
ロール ネットワークの上流接続での、高回線容量データの転送に使えます。モデル 2070 コントローラは、交通信号灯、
トラフィック カウンター および センサー、歩行者用標識 および スイッチ等が接続できます。ファイバー ケーブルによ
るリダンダント メッシュ および TOC による各交差点の中間イーサネット スイッチがイーサネット カードに接続でき
ます。
Magnum P62F 強化型 スイッチは、フリーウェイ上に複数のトラフィック カメラを接続でき、同じく TOC のファイ
バーが組込まれたポートに、接続することができます。
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完全な IP スイッチ化されたネットワーク ソリューションのなかで動作中のハードウェアのコストは、T1 および
SONET または ATM ソリューションで組合わせたコストに比べて、おおまか 1/2 くらいですが、ビデオ データまで送
れる約 10X の大きな回線容量を持っています。
GarrettCom Inc.について
GarrettCom inc は、カリフォルニア州、フリーモントにあり、専門分野のマーケットの要求仕様に合わせてイーサネッ
ト 製品を設計できるリーディング プロバイダーです。今日では、ファイバーポート 組込みの機能により、テレコミュニ
ケーション コントロール マーケットをターゲットにした、幅広い製品、モジュール化された製品、高信頼性でコスト効率
のよい製品群の Magnum イーサネット LAN 製品として知られています。2002 年、GarrettCom 社は、トラフィック コ
ントロール および マネージメント マーケット用アウトドア向け イーサネット 製品の率先した提供を始め、これにより
トラフィック コントロール デザイナーがこのマーケットでイーサネットの強さと便利さをうまく利用することができる
ようになりました。Naztec, Inc., Sugar Land, Tex.他の会社と共に、イーサネットの接続できる、モデル 2070 トラフ
ィック コントローラのペリフェラル スロットに入れられるボードレベルの製品の設計開発が行われました。
GarrettCom 社は、スイッチ および ハブにファイバーを組込んだ製品の開発で、通信 および インダストリアル イー
サネット マーケットの要求と経験を組合せたユニークなテクニカル バックグランドを持ち、トラフィック コントロール
マーケット用革新的製品の創造により、会社は確固たる地位を築きました。GarrettCom 社のトラフィック コントロール
システム用イーサネット製品には、アウトドア スイッチ、2070 シャーシ用 ITS ブレード スイッチ、マネージド ファイ
バー スイッチ および アウトドア メディア コンバータがあります。
GarrettCom 社は、製品をネットワークの再販売業者、OEM、システム インテグレータ、 および インターナショナル
ディストリビュータを通して販売しています。更に GarrettCom 社 の情報をご希望される場合には、次のウェブサイトを
ご参照ください。
www.GarreyyCom.com
住所 : 47823 Westinghouse Drive Fremont, CA 94539
また、GarrettCom 社の Magnum 製品 および アウトドア用イーサネット製品についてのお問合せは、日本ディジタル㈱
までご連絡ください。
注
記
本書は、GarrettCom, Inc の Ethernet Applications in Traffic Control を、日本ディジタル株式会社が翻訳して作成したものです。本書内に記載さ
れた仕様、性能特性 およびモデル名等は予告なく変更される場合があります。
GarrettCom、Magnum、Magnum Blade、パーソナル スイッチ(Personal switch)は、GarrettCom,Inc.の商標です。パーソナル ハブ(Personal Hub)
は、GarrettCom, inc.の登録商標です。NEBS は、Telcordia Technology の商標です。Ethernet は、Xerox Corporation の商標です。
全ての他の製品 and/or 会社名はそれぞれの所有者の商標です。
取扱店 :
〒143-0022 東京都大田区東馬込 2-19-11 日邦ビル
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