ファストデータのRemote Data Acquisition（遠隔データ収集）【第2回】

課題1：データの完全収集（欠損補完）

　インターネットには、そもそもデータを確実に伝送できるギャランティはない。UDP（User Datagram Protocol）など到達保証がないプロトコルを選択した場合はもとより、回線に起因するデータの欠損が発生する。特にモバイル回線を利用した場合、電波状態によっては帯域不足や回線不通に陥り、伝送データが欠損することになる。

　TCP（(Transmission Control Protocol)などでは、帯域のロバストに対して、ある程度までの到達を保証できるが、極端な帯域不足下では処理不能になる。完全に回線不通に陥った場合は、もちろん大幅に欠損が発生する。

　こうした欠損に対する補完処理は、どのユースケースでも求められることが多い。欠損を補完するには、送信側と受信側、つまりエッジシステムとサーバーシステムの間で欠損データを管理し補完伝送を実行する仕組みが必要になる。

課題2：データの順番保証

　たとえば、データ伝送においてリアルタイム性を要する際にUDPを選択した場合など、プロトコルの特性上、データが届く順番に保証はない。欠損データを補完処理する場合は、過去のデータが最新データの後からサーバーに到達することになる。

　これらの事象下でデータの順番を保証してサーバーに格納するためには、データ本体に順番を付与してゲートウェイから送出し、受信したサーバー側でデータの順番を管理する必要がある。

課題3：タイムスタンプの統合

　CAN（Controller Area Network）などに代表される制御データや、アナログ／デジタルセンサーから発せられるデータの多くには、基本的にタイムスタンプという概念がない。これらのデータをハンドリングする際は原則としてゲートウェイ装置側でデータに時間を打刻する必要がある。

　さらに、複数の制御ネットワークやセンサーネットワークを統合して計測する場合は、すべての入力データに打刻する。秒単位などの緩い精度の要求であればサーバー側での受信時間で打刻することも可能だが、ミリ秒単位のファストデータのハンドリングで一定の精度要求を担保する場合は、このアプローチは不可能といえる。

課題4：伝送帯域に対するペイロード設計

　インターネットを介したデータ伝送では、当たり前ではあるが、伝送帯域のキャパシティを超えたデータは送れない。産業計測の場合、膨大なデータ伝送量が要求されるため、伝送するデータの取捨選択によるペイロード設計は不可欠だといえる。

　特にモバイルネットワークを利用する場合は、地域や時間などの要因によってネットワークが変動するため、帯域のロバストが激しい。前述の欠損処理も含めて帯域を想定し、伝送するペイロードを設計する必要がある。

　次回は、遠隔データ収集における課題解決のアプローチについて、もう少し深堀して解説する。