Interop Tokyo 2023 〜 L5G x IoT Connect Gateway の取り組み紹介〜

はじめに

こんにちは、5G&IoTサービス部、IoTサービス部門の岩辻です。 NTTコミュニケーションズ株式会社 (以下、NTT Com) は、世界最大級のネットワーク展示会である「Interop Tokyo 2023 (会場 : 幕張メッセ、会期 : 2023年6月14日〜16日、以下Interop) 」において会場内に構築されたローカル5G (以下、L5G) とIoT Connect Gateway (以下、ICGW) の相互接続を実現しました。また、L5G、ICGWを通じて収集したIoTデバイスのセンサデータ、L5Gネットワークのスループット計測などの可視化も実施しました。

本記事ではその構成や可視化方法、IoTデバイス運用面での工夫について解説します。 Interopでの取り組みを通じて、ICGWによって実現できること、それをいかに効率よく構築・運用できるかを知っていただけると思います。

L5GとICGWの相互接続構成

現状、ICGWはNTT ComのMVMO回線であるIoT Connect Mobile Type S (以下、ICMS) のみで利用できるサービスとなっていますが、今回はL5Gとの相互接続にチャレンジしました。下図にあるように、Flexible Inter Connect (以下、FIC) を活用して、各社スライスを切ったL5G環境とICGWを容易に繋げることができました。 ICGWからThings Cloudへの接続はすでに商用提供されている機能となり、L5GとSDPF商材との組み合わせによって新たなソリューション展開が可能であるという技術的確認ができました。 ICGW以外にも様々なSDPFサービスの組み合わせにより、お客様環境を柔軟に構築することが可能になります。

L5Gの基地局や上流NWのトラブルによって、ICGWがデバイスを識別できなくなるという事象はありましたが、これについては暫定対処を実施しました。デバイスに対して監視用のPingを定期的に飛ばし、疎通がなくなったら通知する仕組みを急遽用意し、異常検知を通知していました。この通知によって問題解決をスピード感をもって実現できました。

デモ内容

Interop会場内にセンサー類を取り付けたデバイスを計8台配置し、会場内のL5G経由でICGWに接続 & クラウドへ転送して可視化しました。

クラウド上で可視化したデモ一覧は以下となります。

温湿度、Co2濃度の可視化
カメラ画像
各社様L5Gのスループット計測値

順次、実際の画面を交えて説明していきます。

温湿度、Co2濃度の可視化

センサーから送られてきたデータをICGWのクラウドサービス接続機能を使ってThings Cloudに送り、可視化をしています。 Things Cloudの標準ウィジェット機能を利用して温湿度のグラフ化を行っています。また、Co2濃度に関してはカスタムウィジェット機能を使って、Interopの会場図上にヒートマップで可視化しました。過去の類似例を参考に、Angularで開発してThings Cloud上にデプロイしています。

Things Cloudが受け取るデータのフォーマットは厳しく決められており、それに合わせるのはデバイスにとって負担となりますが、ICGWのフォーマット変換機能 (2023/09リリース予定) を使って解決しています。予め作成した変換テンプレートに沿ってICGW内でデータの加工するため、デバイスからは計測値のみ送って、ICGW内でThings Cloudの形に統一する、ということが可能です。デバイス側でのデータ加工の負担をなくし、送信するデータのサイズも小さくできるメリットがあります。

カメラ画像

M5Stack UnitV2 AI カメラをデバイスに取り付け、画像をThings Cloudで表示しています。また、今回取り付けたカメラには物体認識の機能が備わっているため、撮影された画像の中のオブジェクト数と人数もデバイスから送信し、Things Cloud上でグラフ化しています。

実際のユースケースでは、イベント会場内の来客人数把握や人流検知に応用できるものだと考えています。

各社L5Gのスループット計測値

各社L5GのスループットをThings Cloudと、AWS EC2上に立てたGrafanaで可視化しました。当初、Things Cloud上での可視化のみを予定していましたが、各社のLatency/Jitterの制御をよりきれいにグラフで表現したいという声があったため、急遽Grafanaでの可視化も行いました。データはThings Cloudにのみアップロードし、Grafana側はThings Cloudに対してデータ取得のリクエストを発行して取得&利用しています。今回は稼働が足りず断念しましたが、ICGWのミラーリング機能 (2023/09リリース予定) を利用すればThings Cloudに送りつつ、他クラウドにも同時に送ることが可能となり、複数のクラウドでの可視化がさらに容易になります。

(※ 各社帯域に制限をかけているため、Upload/Downloadについては差分が出ています)

設定・運用面の工夫

実際のお客様の環境では、IoT デバイスの数は多数になり、また設置場所もそれぞれバラバラになってしまうことが多いです。設定の変更やトラブル対応時にはデバイスの元まで駆けつける必要がありますが、ICGWを利用すればその負担も軽減できます。今回はInterop会場を実際のお客様環境に見立てて、我々が運用する上でチャレンジした内容を紹介させていただきます。

ゼロタッチプロビジョニング

今回のInteropで利用したデバイス数は8台程度で1台1台設定しても大きな負担にはなりませんが、実際のお客様環境ではもっと多数を利用することがほとんどです。そのため、ICGWのコンフィグ配信、ストレージ機能を使って、下図のような構成でゼロタッチプロビジョニングを実現しています。まずは以下の事前設定をします。

Node-REDでICGWにセンサーデータを送信するシナリオファイルを作成
シナリオファイルをクラウドストレージ (Wasabi) にアップロード
ストレージ機能を使うための設定情報をコンフィグ配信機能に登録
設定ファイルの更新をICGWに問い合わせ、更新があればストレージ機能を使ってWasabiにシナリオファイルを取得するスクリプトを作成
4で作成したスクリプトをデバイス上で動作し続けるよう設定

事前設定を終えると、SIMをデバイスに差すだけで、シナリオファイルの取得&センサーデータの送信が始まり、ゼロタッチプロビジョニングが実現できます。また、Node-REDのシナリオファイルを更新する際にも、1デバイス上でシナリオファイルを修正してWasabiにアップロードし、設定ファイルを更新するだけで8台全てにシナリオファイルの変更が完了します。初期設定だけでなく、更新にも強い構成にでき、準備段階での稼働削減になりました。

デバイスの遠隔保守

ICGWのリモートアクセス機能を使って、IoTデバイスに遠隔から入れるようにしました。リモートアクセス機能は、下図のようにICGW上で設定するだけで、外からオンデマンドにデバイスへアクセスできるエンドポイントを提供する機能です。各デバイス毎のリモートアクセス設定を投入さえすれば、場所を選ばずデバイスの設定ができるため、まずはリモートアクセス設定を入れるところから始め、Interopの準備を進めていました。会期中の運用では、デバイス上で動作するNode-REDに入ってシナリオの動作確認をしたり、必要であれば修正してました。会場が広く、設置場所もバラバラであったため、一台一台デバイスの元まで行って確認する手間を省け、大きなメリットとなりました。

おわりに

Interop会場に構築されたL5GとICGWの相互接続と環境データの可視化、運用負担の軽減などについて紹介させていただきました。今回L5GとICGWの相互接続とのフィージビリティが検証できたので、今後はICMS以外の回線とも連携を進めていき、あらゆる回線からICGWを利用できて、よりお客様に利用していただきやすくなるよう努めていきたいと考えております。 9月以降にはインターネット回線からICGWを利用できる機能もリリース予定です。

ご興味のある方はぜひICGWのご利用を検討してみてください。

ICGWに関するお問い合わせ先