Ⅰ

ネットワーク基盤技術

１. 光ネットワーク技術

光パケット・光パス統合ネットワーク／和田 尚也・古川 英昭・宮澤 高也

光パケット・光パス統合ネットワーク－多様なサービスの実現、運用の簡易化、省エネに貢献－「多様なサービスを高速かつ省電力で提供可能な光パケット・光パス統合
ネットワークの基本原理を説明し、NICT の最新の光技術を駆使して開 発した光統合ノードを紹介します。
」

和田 尚也（わだ なおや）

光ネットワーク研究所
フォトニックネットワークシステム研究室 室長

大学院博士後期課程修了後、1996 年、CRL（現 NICT）に入所。以来、フォトニックネットワークや光伝送システムに関わる研究に従事。博士（工学）。

古川 英昭（ふるかわ ひであき）

光ネットワーク研究所
ネットワークアーキテクチャ研究室 主任研究員

大学院博士後期課程修了後、2005 年、NICT に入所。
以来、フォトニックネットワークに関わる研究、AKARIアーキテクチャ設計プロジェクトなどに従事。博士（工学）。趣味は旅行。

宮澤 高也（みやざわ たかや）

光ネットワーク研究所
ネットワークアーキテクチャ研究室 研究員

大学院博士後期課程修了後、2007 年、NICT に入所。
以来、光ネットワークに関わる研究、AKARI アーキテク
チャ設計プロジェクトなどに従事。博士（工学）。趣味は、ゴルフ、ミュージアム巡りなど。

010

現在のインターネットで使用されているパケッ

それに伴い、通信機器の消費電力も増加の一ト交換方式は、通信回線を多数のユーザで共有途をたどっていることから、低消費電力で大容するため、回線利用効率を高めることができま量通信が可能な技術の開発が求められています。一方で、従来型の電話網などに取り入れられす。また、多様なコンテンツがネットワーク上でているパス（回線）交換方式は、ユーザが通信回流通することが 想定され、Web 閲覧やメール線を一時占有するため、QoS を確保できます。

交換、センサ情報収集といったベストエフォー

光パケット・光パス統合ネットワークは、これらト型サービス（通信のサービス品質（Quality of両交換方式を 1 つのネットワークで提供するもServices: QoS）は保証されないが、低コストかのであり、ユーザは利用シーンに合わせて、ベスつ効率的なデータ通信）から、デジタルシネマ

トエフォート型サービスと QoS 保証型サービス

配信や遠隔医療といった QoS 保証型サービスを選択することができます（図 1）。

が、QoS が保証されるデータ通信）まで、多様なルータでは、光信号を一旦電気信号に変換して形態のデータ通信を提供できる仕組みが求めらデータ転送処理を行っており、処理量の増大にれています。

伴って大 規模化する中継装置の消費電力が問に光技術を導入することで消費電力の抑制を図

ケット交換処理が可能な光パケットスイッチと、り、パケット交換・パス交換の両方式を採用す

データを光信号のままパス交換処理が可能な光ることで多様な通信サービスの提供を可能とすパススイッチの研究開発が行われています。本る、「光パケット・光パス統合ネットワーク」の研統合ネットワークでは、光パケット交換機能と光究開発を行っています。

パス交換機能を両方具備した光パケット・光パ

ユニバーサルコミュニケーション基盤技術

題となります。そこで、データを光信号のままパⅡ

これらの課題に対して、私たちは、通信機器

Ⅰ−４

また、現在のネットワークの中継装置である

Ⅰ−３

新世代ネットワーク基盤構成技術／
テストベッド技術（ネットワーク資源の排他的利用でコスト高だ

Ⅰ−２

ネットワークセキュリティ技術

近年、通信トラフィックは増大し続けており、Ⅰ−１

ワイヤレスネットワーク技術

光パケット・光パス統合ネットワークとは光ネットワーク技術

はじめに

光パケット・光パス統合ネットワーク：光統合ノード

Ⅲ 未来：光パケット：光パス基盤技術

ICT

Ⅳ 電磁波センシング基盤技術

省エネと大容量化を両立
パケットとパスの長所を統合活用
図1

光パケット・光パス統合ネットワークの概念図௶ၡฆఒɈ჎ᅰɬȾȩɥॸ࢞ଞȹȻ

011

Ⅰ

ネットワーク基盤技術

光パケット・光パス統合ネットワーク／和田 尚也・古川 英昭・宮澤 高也

ス統合ノードを用い、データ伝送速度に依存し開発した光パケット・光パス統合ノードない低消費電力かつ大容量の転送処理を可能にします。

我々は、2011 年に、NICT の最新の光技術（光本統合ネットワークでは、光パケット交換用とスイッチ、光増幅器、等）の研究成果を結集し、光パス交換用にそれぞれ別のネットワーク資源安定性と操作性に優れた光パケット・光パス統（波長）を割り当てており、複数の波長を並列で合ノードを開発しました（図 2）。この光統合ノー

伝送および処理可能な波長分割多重技術を用いドは、光ファイバを環状に接続したリングネットて、両交換方式を共存させています。両交換方

ワーク用に開発されており、100Gbps の光パ式に割り当てている資源量を、トラフィックの状ケット信号と、1 チャネルあたり 10Gbps の光況やユーザの要求に応じて動的に変えることで、パス信号（計 7 チャネル）を、同時に転送できま資源の効率的な利用ができます。例えば、災害す。本光統合ノードには、光パケットスイッチ機

時に通信が繋がりにくい場合、光パケットの資能、光パススイッチ機能、光信号をクライアント源量を増やすことで、多数のユーザが回線を使側ネットワークから光統合ネットワークに挿入す用することができます。一方、重要な通信の品質

る Add 機能、光統合ネットワークからクライアを確保する要求が増えた時に、光パスの資源量ント側ネットワークへ分岐する Drop 機能、前述を増やすこともできます。また、光パケット交換の動的な資源割り当て機能などがあります。ここ

用資源では、通信相手に届ける実際のデータだ

では、Add 機能を有する光挿入装置及び Drop

けでなく、光パス資源の予約 / 解放のための制機能を有する光分岐装置の中に、光パススイッチ御信号も光パケットで送受信することで、余分なが搭載されています。

制御用インターフェースを減らし、ネットワーク

これ ま で、光 統 合ノード 2 台を 光ファイバの制御部および管理運用を簡易化することがで50km で接続したリングネットワークを構築し、きます。

遠隔地から NICT のテストベッドネットワーク

図2 開発した光パケット・光パス統合ノード

012

１. 光ネットワーク技術

光ネットワーク技術

Ⅰ−１

ワイヤレスネットワーク技術

Ⅰ−２

ネットワークセキュリティ技術

Ⅰ−３

新世代ネットワーク基盤構成技術／テストベッド技術

Ⅰ−４
図3

実証ネットワークの構成図

JGN-X の通信回線を経由して送られてきた 4K映像（ハイビジョンの 4 倍の解像度）などの高精Ⅱ
ユニバーサルコミュニケーション基盤技術

細映像の転送、双方向テレビ会議、高速データ転送などの動態展示を行い、安定動作を実証してきました
（図 3）
。
今後の展望

Ⅲ 未来

今後は、光統合ノードの機能をさらに強化するため、光バッファ機能の導入、統合制御装置の高機能化や自動化等の研究開発を進め、JGN-X の基盤技術

ICT

インフラとして利用するとともに、多くのユーザや管理者が容易に利用できる、信頼性の高い光Ⅳ 電磁波センシング基盤技術

パケット・光パス統合ネットワークの実用化を目指していきます。

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013