IOWNIOWN構想特集─オールフォトニクス・ネットワーク─

オールフォトニクス・ネットワーク

ネットワーク技術

IOWN構想に基づくオールフォトニクス ・ネットワーク関連技術の取り組み
社会のデジタル化の急速な進展に伴い，近い将来さまざまな課題が顕在化 し て く る こ と が 想 定 さ れ ま す． そ の 中 で，NTTはIOWN（InnovativeOptical and Wireless Network）構想を提唱し，パートナーの方々とともに新たなイノベーションを起こすべく多様な研究開発を進めています．本稿
では，IOWN構想の ３ つの構成要素のうち，オールフォトニクス・ネットワー
クについて，その実現に向けて取り組んでいる関連技術を紹介します．

はじめに
この十数年の間，インターネットの進展やスマートフォンの普及などが社

い と う

伊藤あらた

新NTT情報ネットワーク総合研究所 所長

微細化が進んでおり，発熱の問題や製的な要素であるAPNにおけるネット造上の物理限界が近づいています．

ワーク関連技術について主な取り組みを紹介します．

What’s IOWN

What’s APN

会のあり方を大きく変え，いまや私た

このような中，NTTではこれまでちが生活していくうえで必須の存在との情報通信システムを変革し，従来技APNは，ネットワークに接続されるなっています．インターネットを利用術の限界および消費電力の壁を超えてあらゆるデバイスを対象として，すべすることで生活環境は劇的に変化し，ネットワークの大幅なポテンシャル向ての情報伝送と中継処理をフォトニク

スマートフォン上で展開されるさまざ上をもたらす革新的な情報処理基盤のスベースへ転換することで光の広帯域まなサービスにより，プライベートだ実現をめざすIOWN（In­nova­tive Op­

性 ・ 柔軟性を十分に活用し，端末 ・ ユー

けでなくビジネスシーンを含めて私た（１）ti­cal and Wireless Network）構 想

ザ ・ サービスごとに，多地点間にフルちの生活や働き方は日々進化していまを提唱し，さまざまなパートナーととメッシュ接続された光パスを波長単位（２）す．またIoT（Internet of Things）のもに活動を開始しています ．
「エレで提供するネットワークです．現在の進展により，インターネットに接続さクトロニクスからフォトニクスへ」そ通信システムでは，網内において複数れる各種デバイスは爆発的に増えておして結果としてもたらされる「デジタ回の光信号と電気信号の変換が必要でり，それに伴いインターネット上を流ルからナチュラルへ」という ２ つの大すが，APNでは電気信号を用いることれるデータ量も急激に増加しています．

きな変革により，環境に優しい持続的なく光信号だけで通信を確立すること

これらに起因して，既存の情報通信シな成長，究極の安心 ・ 安全の提供，多を最終的なターゲットとしています．

ステムの伝送能力と処理能力双方の限様性に富んだ個と全体の最適化をめざ

APNでは情報ごとに異なる波長を界や，IT関連機器のエネルギー消費しています．

割り当てることから，例えば８K120P量の増大などが大きな課題となりつつ

IOWNは，①オールフォトニクス ・のような高精細なコンテンツを大量にあります．さらに近年，情報処理産業ネットワーク（APN: All Photonics

送りながら，自動運転や遠隔手術などの発展を支えてきたムーアの法則につNetwork），②コグニティブ ・ ファウミッションクリティカルな通信を同時いて今後の持続性に関する懸念が指摘

ンデーション（CF: Cognitive Foun­

かつ超低遅延に提供することが可能とされています．ムーアの法則は，「同da­tion），③デジタルツインコンピューなります．ベストエフォートのイン

じ面積当りの集積回路上のトランジスティング（DTC: Digital Twin Com­

ターネット回線で提供されるサービス

タ数は18カ月ごとに倍になる」というputing）の ３ つの要素で構成されます．とは異なり，IOWNでは大容量かつ帯ものですが，既存のトランジスタサイ本特集ではそのうち，情報処理基盤の域保証された超低遅延サービスの提供

ズは数 nm（ナノメートル）単位までポテンシャルを大幅に向上させる基本が実現されます．

10NTT技術ジャーナル 2020.3

特 集

ネットワークサービス
ストレージ機能

機能別ネットワーク機能

論理層 データ管理・交換機能

位置測位機能時刻同期機能コンピュート機能
光伝送

物理層

低軌道衛星

各種媒体

時刻同期

エンジニアリング

ビル設備
電柱・ケーブルアンテナ

管路・とう道局舎

エネルギー

端末

概要
取り組み
技術

・光ネットワークインフラ上で産業ごとの多様なネットワーク・サービス要望にこたえる基盤機能
協調型インフラ基盤技術
光分散コンピューティングネットワーク

ネットワーク設計・制御機能
・膨大な組み合わせ数となる波長や周波数を有効活用するためのエンド・ツー・エンド通信の制御管理機能
エンド・ツー・エンドAPNアーキテクチャ
取り組み
光波長のトータル設計制御管理技術
技術
無線品質推定・制御技術

概要

ネットワークトランスポート構成機能
端末技術（ハードウェア）
概要
取り組み
技術

概要

・光技術が適用された情報処理端末および，それを構成する技術

取り組み
技術

光電融合デバイス
AI光インターコネクト
LASOLV図APNを構成する基本機能は ４ つに整理されます（図）．第 １ は，エンド ・ツー ・ エンドで高速 ・ 高品質のデータ・エンド・ツー・エンドで光通信を行うためのコアネットワーク，有線アクセスネットワークを実現する機能，Beyond 5Gに資する無線アクセスネットワークを実現する機能
大容量・長距離伝送技術
光高多重化技術
トポロジ可変光アクセス網構成技術
無線ネットワーク構成技術（大容量化・空間拡張ほか）

APNを構成する基本機能

APN実現に向けたネットワーク関連技術

転送を行うための光フルメッシュネッ

APN実現のために，現在NTTではトワークおよび無線アクセスネットさまざまな研究開発を行っています．

ワークを実現する「ネットワークトラ本特集では，その中でキー技術となるンスポート構成機能」です．第 ２ は，特徴的な ４ つのトピックスについて取それらのネットワークを構築 ・ 運用すり組みを紹介します．

る際に必要となる膨大な数の波長や周新たな光伝送基盤に関する取り組み

波数を効率的に収容するための「ネッとして，波長分割多重と空間分割多重トワーク設計 ・ 制御機能」です．そしを組み合わせることでバックボーンて第 ３ は，ネットワークリソースやコネットワークの大容量化をめざす最先

ンピューティングリソースなどのICT

端デバイス ・ 部材に関する超大容量光リソースを最適に組み合わせ，さまざ通信技術（トピック １ ）を取り上げま

まなサービス要件を満たす専用環境をす．ネットワークトランスポート構成提供する「機能別ネットワーク機能」

機能に関連する取り組みとしては，無です．

線部分の大容量化や無線エリア展開のまた，上記機能を実現する装置 ・ 端

自由度向上に向けた検討（トピック末を構成するための核となる技術とし

２），およびトランスポート機能の大容て，データ量あたりの低消費電力化 ・量化や低遅延化を実現する光フルメッ

低遅延化を実現する光電融合デバイス

シュネットワーク構成技術（トピックをはじめとする「端末技術」が必須と３ ）を紹介します．最後に，
ネットワー

なります．

ク設計 ・ 制御機能に関連する取り組み
として，大量の光パスをAPNに効率的に収容するためのネットワーク設計技術の検討（トピック ４ ）を紹介します．
■参考文献（1） https://www.ntt.co.jp/news2019/1905/190509b.html（2） https://www.ntt.co.jp/news2019/1910/191031a.html（3） 伊 藤：“NTT R&Dフ ォ ー ラ ム2019特 別 セ ッション 2030（Beyond2020）を見据えた革新的 ネ ッ ト ワ ー ク，” NTT技 術 ジ ャ ー ナ ル，
Vol.32，No.1，pp.22-25，2020．

伊藤新

従来技術の限界や消費電力の壁を超えた革新的な情報処理基盤をめざしたIOWN構
想，その構成要素であるオールフォトニク
ス ・ ネットワークの実現に向けた取り組みを鋭意進めていきます．

◆問い合わせ先

NTT情報ネットワーク総合研究所
企画部
TEL 0422-59-2033
FAX 0422-59-5600
E-mail injousen-pb hco.ntt.co.jp

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