Silviase/jgov_v1.4_full_ann huggingface dataset:
には達しなかったが、着実に知財獲得は進んでいる。

各年度の予算配分を表2に示す。試作の必要な課題に重点的に配分を行い、年度間でも必要度に応じて増減を行うといった予算マネジメントを実施し、研究グループ全体としての費用帯効果を最大限に高められる施策を進めた。

表 2．分担者毎の予算配分（単位千円）

分担者	H30 年度	R 元年度	R2 年度	R3 年度	合計
沖電気	55,000	52,963	54,750	54,750	217,463
東北大学	14,999	15,715	17,510	17,513	65,737
NEC	69,998	68,248	70,738	70,735	279,719
KDDI 総合研究所	24,218	45,566	32,000	32,000	133,784
慶應大学	25,000	20,196	19,000	18,000	82,196
エピフォトニクス	49,882	50,925	56,001	57,002	213,810
合計	239,097	253,613	249,999	250,000	992,709

高効率光アクセスメトロ研究開発運営委員会（座長：京都大学大木教授、委員：大阪市立大学阿多教授、近畿大学今宿准教授、日本大学源田教授、東京都市大学塩本教授、千歳科学技術大学吉本教授）を計11回開催し、研究開発の進捗確認に加えて、技術の方向性及び総合ビジネスプロデューサーも交えた技術切り出し（バイアウト）及び社会実装に向けた取組の議論を実施した。議論の結果として、知財獲得戦略及び研究開発成果のバイアウト計画を立案した。

以降、課題毎の成果を記載する。

### 3.1 ア400 Gbps 級高速大容量光アクセス伝送技術

A）低コスト多値光送受信技術：既存光デバイス（シンボルレート 12.5 Gsps）へ 16QAM 以上の偏波多重多値変調方式を組み合わせる光送受信技術および PON システム特有の信号劣化を補う DSP (Digital Signal Processor) の基本技術を確立することで、偏波多重多値変調においても ITU-T G.989.2（TWDM-PON）で規定される最小パスロス 29 dB と同等以上のバジェットを実現する。

b）バースト多値光受信器技術：PON システム特有の上りバースト信号に対応した光受信器の基本技術を確立することで、16QAM 以上の多値バースト信号からも瞬時にクロック抽出可能とし、a)と併せて 400 Gbps 級高速大容量光アクセス伝送技術を実現する。

#### 3.1.1 a）低コスト多値光送受信技術（沖電気工業株式会社）

400 Gbps 級高速大容量光アクセスは、100 Gbps×4 波長の TWDM-PON を想定し、波長あたり 100 Gbps の上りバーストが可能な安価な多値光送受信を検討した。安価な DFB (Distributed Feedback) レーザを適用するため、広線幅によるコヒーレント処理を検討した。

① TWDM-PON の上りバーストを実現するためにトレーニング信号（プリアンブル）を短くする高速偏波分離・位相補償が可能な DP-16APSK を採用した 12.5 Gsps による 100 Gbps のデジタル信号処理技術を確立した。
② 上記のデジタル信号処理で -30 dBm 以下の受光感度を確認し、最小パスロス 29 dB を達成した。

③ シリアル処理では処理遅延が発生するためリアルタイム処理が行えず、受信処理の並列化を立案し、-24 dBm 以下の受光感度を確認した。この時、送信出力を +5 dBm とすることで最小パスロス 29 dBm を達成できる見込みを得た。また、並列処理回路を FPGA (Field Programmable Gate Array) に実装し、動作できることを確認した。

④ b-1）の光位相同期技術と共同検証を行い、DP-16APSK の信号の送受信に光位相同期あり/なしの検証を行った結果、光位相同期を行うことで受光感度が 2 dB 改善することを確認した。

#### 3.1.2 b-1）低コストバースト信号光位相同期技術（国立大学法人東北大学）

高速・大容量アクセスシステムを低コストで実現するため、光源を共通化した簡便な構成のデジタルコヒーレント多値アクセス伝送システムの開発を実施した。多値信号を高精度且つ低遅延に伝送するため、光注入同期法とデジタル位相補償法を組み合わせたハイブリッド光位相同期技術を確立し、上りバースト多値信号を1μs以下の遅延時間と13.3度以下の位相雑音で位相同期可能な高速光位相同期技術を確立することを目標とした。以下に研究開発成果を示す。

① 送信・局発両光源の役割を担わせた汎用半導体レーザを OLT (Optical Line Terminal) と ONU (Optical Network Unit) にそれぞれ 1 台ずつ配置した簡便な構成の双方向デジタルコピーレント多値伝送システムを開発した。

② 線幅の広い、安価な DFB レーザを局発光源として用いた簡便な光注入同期回路を開発し、目標に対して 0.6 度の低い位相雑音でデータ信号と局発信号間の位相同期を実現した。応答帯域の広い DFB レーザを採用することにより、当初の目標を大幅に上回る低位相雑音特性を実現した。

③ 0.4～0.8％と従来よりもおよそ1/10の長さのプリアンブルを用いたデジタル位相補償技術を確立し、目標に対して650 nsの信号処理時間で高精度な光位相同期を実現した。

④ 開発したハイブリッド光位相同期回路を双方向デジタルコヒーレント多値伝送システムに適用し、従来の伝送速度の10倍となる400 Gbps信号（4 ch-WDM、偏波多重12.5 Gsps 16QAM）の10 km 双方向伝送に成功した。これにより、次世代の高速PONシステムとしては十分な伝送距離を達成した。

#### 3.1.3 b-2）バースト多値クロック抽出技術（沖電気工業株式会社）

PON システム特有の上りバースト信号に対応した光受信器の基本技術を確立することで、16QAM 以上の多値バースト信号からも瞬時にクロック抽出可能とし、アーカ（低コスト多値光送受信技術と併せて400 Gbps 級高速大容量光アクセス伝送技術を実現した。加えて、シリコンフォトニクス技術による光処理部の集積化を追加の目標として設定し、アーカ）の成果と統合することで、400 Gbps 級に対応した光トランシーバの小型化・低消費電力化の検証を実現した。

① 1.2 μs のプリアンブル（トレーニングシンボル：TS (Training Symbol)）を加えることで同期検出する方式を確立（デジタルコヒーレント通信の同期は、通常数 10 ms 必要であり、数 μs で同期できることで上り TDMA（Time Division Multiple Access）が実現可能）し、TIA（Transimpedance Amplifier）にて強度差吸収及び波形整形でクロック抽出ができることを確認し、16APSK で 10 Mrad/s の高速偏波分離・位相補償が可能なデジタル信号処理技術を確立した。

② TS を含む DSP（マッパ、TS 検出、波形整形、位相補償など）を FPGA に実装し、動作を確認し
た。

③ア-a、ア-b1、ア-b2技術を利用することにより、DP-16APSK信号を用いた400 Gbps級光アクセス信号伝送が可能であることを確認した。

④ 光処理部の集積化は受信部の部分検証ではあるがバランスド PD (Photodiode)の集積化を行い入出力の線形性や応答特性を評価し、強度多値信号を受信しても十分なアイ開口が得られる良好な動作を確認した。全体の集積化は COVID-19 の影響や製造装置故障等により 2022 年 3 月末までに完了せず、研究終了後も継続して実施し 2022 年 8 月に完了する見込みである。

### 3.2 イ 光ネットワーク監視・制御基盤技術

a）光ネットワーク監視・分析技術：光信号の特性変化に基づく監視・分析技術を確立し、マルチベンダ化により増大する運用工数を単一ベンダ時と同等以下（従来技術に基づく2ベンダ装置の混在運用時と比べて1/2以下）にする。

b）光ネットワーク制御プラットフォーム技術：ベンダに依存しない制御プラットフォーム技術を確立し、a）と併せて、マルチベンダ化により増大する運用工数を単一ベンダ時と同等以下にする。

c）故障リスク増大に対応した高可用ルーティング技術：マルチベンダ化に伴うシステム全体としての故障率増大に対応した故障推定技術及び推定結果に基づく高可用ルーティング技術を確立することで、データセンター並（年間1%）の故障率を許容可能なシステムを実現する。

#### 3.2.1 a）光ネットワーク監視・分析技術（日本電気株式会社）

ベンダに非依存の光信号の特性変化に基づく監視・分析技術として、障害の主要因となる伝送路障害（ファイバ断線）、ノード障害（トランスポンダ出力異常）に着目し、以下の2項目の開発を実施した。

① ファイバ断線を検知する技術として、線路監視装置の試作を行い、性能実証を完了した。19インチ1Uシェルフに最大6心線同時監視、線路損失20dB（双方向，80km以上）、警報検知時間1秒以下、分解能±25mを達成し、要求される障害復旧時間50ms以内への対応可能、電柱1スパン以内の断線箇所の特定可能等、実用上遜色のない特性が得られることを確認した。

② トランスポンダの異常出力を検出する技術として、簡易リアルタイムスペアナの試作を行い、性能評価を完了した。市販の光バンドパスフィルタ、フォトディテクタを組み合わせた簡易構成とし、独自の隣接波長間クロストーク抑制アルゴリズムを実装し、C帯測定時間約5秒、最大推定誤差0.26dBを達成し、要求される測定誤差1dB以下が可能となり、実用上遜色のない特性が得られることを確認した。

また、b）光ネットワーク制御プラットフォーム技術（KDDI 総合研究所）が構築した異種ベンダ機器で構成するマルチベンダ光ネットワークのテストベッドに、開発した線路監視装置、及び簡易リアルタイムスペアナを組み込み、光ネットワーク制御プラットフォーム技術と組み合わせた連携検証を行い、ファイバ断線、トランスポンダ異常を想定通り検知することを実証するともに、シングルベンダで構成した光ネットワークと同等の運用コストが達成できることを実証した。

#### 3.2.2 b）光ネットワーク制御プラットフォーム技術（株式会社KDDI総合研究所）

オープンソース制御プラットフォームである ONOS (Open Network Operating System)を活用し、国内外 5 ベンダ装置を制御・管理可能なマルチベンダ対応管理システムを開発した。Open ROADM モ
デルを用いて管理を共通化することにより、ベンダ差分を吸収しマルチベンダ化に伴う装置設定に関する運用工数の増加を抑制した。また、光パスの設計機能としてGN (Gaussian Noise)モデルを用いた光信号品質推定機能を実装し、ベンダ固有の機能に依存していたこれまでの光信号品質保障技術をマルチベンダ対応の管理システム上に実現することにより、新たに増加する運用工数を削減した。さらに、5ベンダの装置で構築された光ネットワークテストベッドを用いて、光パスのプロビジョニング(経路の設計から装置の設定)動作を、単一ベンダ時と同等の運用工数（1 コマンドで完了）で可能であることを実証した。加えて、a）光ネットワーク監視・分析技術の線路監視装置、及び簡易リアルタイムスペアナと連携することにより、障害時においても単一ベンダ時と同等の運用工数で障害検知から光パスの自動復旧まで実現可能であることを実証した。

#### 3.2.3 c）故障リスク増大に対応した高可用ルーティング技術（学校法人慶應義塾）

マルチベンダ環境の監視制御を行う a）光ネットワーク監視・制御分析技術（NEC）、b）光ネットワーク制御プラットフォーム技術（KDDI 総合研究所）のシステムより取得可能な情報（レーザの駆動電流、レーザ光出力、環境温度、稼働時間）をパラメータとして EDFA (Erbium Doped Fiber Amplifier) に対する故障をモデル化し、故障分布曲線の誤差平方和を 10% に低減することに成功した。これは、開発した手法を適用することで、従来の事前知識として与えられるワイブル分布パラメータのみでの寿命推定による正解率を、例えば 1 σ 範囲（正解率 68%）から 3 σ 範囲（正解率 99.7%）に向上できる見込みを得たことを意味する。

本故障予測を取り入れた高可用ルーティング技術として、マルチパス経路転送手法である“転送容量期待値保証ルーティング（ECGR (Expected Capacity Guaranteed Routing)）”を考案した。信頼性シミュレーションの結果として、年間1%故障率の環境下で、NSF (National Science Foundation)ネットワークトポロジでの99.9%以上の要求達成率実現を確認した。ECGRテストベッドを構築し、故障予測に基づいてマルチパス経路の切り替えが可能であることを実証した。

故障予測の考え方をエッジコンピューティングの計算機リソース及び通信リソース管理に適用し、将来のホワイトボックス機器の管理・制御部を計算機リソースとして利用する新しい“アクセスメトロエッジコンピューティング（AMec (Access and Metro Edge Computing)）”技術を考案した。AMec テストベッドを構築し、コンセプトが実現可能であることを実証した。

a)、b）が構築したマルチベンダ光ネットワークと、c）で構築したECGRテストベッド、AMecテストベッドを連携させ、b）が開発した制御プラットフォームから取得した情報に基づいて、両テストベッドが動作可能であることを実証した。

### 3.3 ウフレキシブル波長選択光スイッチ基盤技術（エピフォトニクス株式会社）

波長選択光スイッチのポート入出力をソフトウェアで柔軟に切り替え可能なフレキシブル光スイッチ（M×N型）基盤技術を確立することで、新たな光スイッチを追加することなく柔軟なネットワークトポロジー変更を実現する。これにより、2方路ROADMを構成する際に、既存光スイッチ（1×N型、N×1型）を用いる場合と比較してスイッチ部に係る消費電力を1/2以下にする。

方路追加などのネットワークトポロジー変更の際に、新たな装置を追加することなく柔軟な変更を実現するためのポート入出力をソフトウェアで切替可能な波長選択光スイッチ（WSS（Wavelength Selective Switch））基盤技術についての研究開発を行った。なお、研究開発当初は、M、N≥4を想定し
ていたが、ROADM 以外の有力な WSS 適用マーケット候補であるデータセンタ内の全光型インターコネクション構成で利用される WSS の要求として 5 ポート以上が望ましいという情報を得たため、M、N ≧ 5 と目標を上方修正した。

WSS のポート入出力をソフトウェアで柔軟に切り替え可能なフレキシブル波長選択光スイッチ（M × N 型）基盤技術を確立することで、新たな光スイッチを追加することなく柔軟なネットワークトポロジー変更を実現する。これにより、2 方路 ROADM（5×5 型 WSS）を構成する際に、既存 WSS（1×N 型、N×1 型）を用いる場合と比較してスイッチ部に係る消費電力を 1/2 以下にするとともに、挿入損失については、既存 WSS と遜色のない目標損失（8.5 dB 以下）を実現することを達成目標とした。

① LCOS（Liquid crystal on Silicon）の制御基板、およびそのファームウェアおよびソフトウェアを実装した5×5型WSSの評価結果を基に、改善を進めた。そして、挿入損失および消費電力の低減に向けた光学系や温度特性、擾乱防止制御、損失等価制御などへ対応したLCOS描画パターンの更なる高度化のほか、小型化に必要となる制御基板の小型化試作などの改良をさらに進めた。これによって入出力ポートをソフトウェアで切り替え可能なM×N型フレキシブル波長選択スイッチ基盤技術を確立した。

② 5×5 型 WSS をパッケージ実装したプロトタイプを改善し、RODAM ブレードへ実装可能なモジュール化の改良も進めた。このモジュールにおける LCOS の描画による温度特性補償により挿入損失変化を抑え、温度制御を無くすることにより、到達目標である「既存光スイッチのスイッチ部に係る消費電力を 1/2 以下」を上回る某社 1×9 WSS の定常状態での消費電力 12 W×10 台 (5×5 相当) = 120 W に対して 7 W 程度（1/17）を達成の見込みを得た。改善したモジュールにおいて損失・消費電力などの性能評価も進め、全帯域で目標を上回る 6.6 dB 以下の挿入損失を確認した。

早期の社会展開へ向け、バイプロダクトである当初計画した1×6型WSSを1×9型WSSへ上方修正し、フレキシブル波長選択光スイッチのサンプル版出荷を開始した。このサンプル版出荷へ向けた取り組みを経て、5×5型WSSの開発へ必要な仕様等のフィードバックを行い、5×5型WSSサンプルを実現した。

## 4 政策目標（アウトカム目標）の達成に向けた取組みの実施状況

高効率光アクセスメトロ研究開発運営委員会での議論及び、総合ビジネスプロデューサのビジネス化経験の知見に基づいて、各課題のバイプロダクト化を研究開発開始当初から探った。具体的には、ア：400 Gbps 級高速大容量光アクセス伝送技術においては、バースト多値光受信機のデータセンターの適用の可能性、イ：光ネットワーク監視・制御基盤技術においては、開発した線路監視装置単体でのポテンシャルユーザへの売込みの可能性、及び制御プラットフォームの普及に向けた公開での相互接続実験の企画の可能性、ウ：フレキシブル波長選択光スイッチ基盤技術においては、小型 WSS の有償でのサンプル販売の可能性である。

① アにおいては、データセンタ間接続及びモバイル市場でのマーケット調査、及びオルタナティブな400 Gbps モジュールとなる400GE（Gigabit Ethernet）向け光モジュールとの技術比較を実施した。また、ITU-T SG15 に参加し、会合の場での400 Gbps PON の可能性を探る活動をポテンシャルメンバである AT&T、Google fiber 等に対して実施（COVID-19 のため継続的なヒアリングはできなかった）した。結論としては、COVID-19 の影響を受けて遅延していた 100 Gbps 級 PON 標
準化（2021年9月合意）後の400 Gbps PON標準化開始に併せて提案を行うこととした。

② イにおいては、(1) 線路監視装置に関して、ポテンシャルユーザへのヒアリングを行い、一部ユーザからは、問い合わせ、見積依頼、購入検討を得ていた。早期販売のためには、保守・サポート体制の構築が必要となり、ある程度のマーケット確保が必要となることから、COVID-19 の状況に鑑み、結論としては、想定するアクセス・メトロネットワークのオープン化動向、及びマルチベンダ対応の監視装置の需要動向を見ての販売タイミングを見極めることとした。(2) 制御プラットフォームに関しては、OSS (Open Source Software) の社内システムへの導入の可否を研究所と事業会社の間で行った。結論としては、ソフトウェア保守の体制を新規に立ち上げることが必要となることや当初想定より実光ネットワークのマルチベンダ化が進んでいないこと等から、事業へのインパクトの総合判断により本プロジェクト期間中の採用は時期尚早との判断に至った。しかし、当初想定より遅いものの光ネットワークのマルチベンダ化は着実に進んでいるとの認識であり、今後もONOSへの拡張部分のOSS化を早期に実現するなど研究開発を通してマルチベンダ化を促進するとともに、マルチベンダ化の進展を鑑みながら適宜導入見極めを行う。社外への普及活動として、線路監視装置と併せての公開での相互接続実験の可能性を、産総研サイバーフォトニックプラットフォームコンソーシアム（CPCC: 2020 年度で活動終了）、けいはんな情報通信オープンラボ IoT ネットワーク基盤分科会 オープン光ネットワーク基盤 WG (Working Group)、Open ROADM MSA (Multi-source Agreement)、TIP (Telecom Infra Project)、ONF (Open Networking Foundation)をターゲットに探った。COVID-19 の影響を大きく受けたため、Open ROADM、TIP、ONF への提案には至らなかった。CPCC メンバとは意見交換を実施、けいはんな情報通信オープンラボにおいては、イの連携実験をビデオで公開

(https://www.khn-openlab.jp/bunkakai-gw/network/news/index.html#n20220330) した。

③ ウにおいては、フレキシブル波長選択光スイッチ基盤技術の早期の社会展開へ向け、5×5 WSS作成途中での小型WSSの切り出しを計画し、1×6型WSSの2020年度中のサンプル出荷を目指した。COVID-19の影響を受け、サプライチェーンの再構築等に時間を要したため、技術の進展に合わせて1×6から1×9へ規模を上方修正し、1×9 WSSのサンプル出荷を2021年度中に行うこととした。2022年3月9日に報道発表を行い、サンプル出荷を実現した。

知財の獲得に関しては、3．で述べたように、総合ビジネスプロデューサーとの協議の上で戦略的に出願を後ろ倒しした。これによる、早期の出願がノウハウの公開に直結することを避けるために、慎重に出願内容の吟味を行うことを優先した。結果として、研究開発期間内での出願数は、目標22件に対して21件（追加での出願準備中3件）となり、取得数は目標5件に対して3件となっているが、着実に知財獲得は進んでいる。

成果の普及周知活動としては、学会での講演に加えて、KEIO TECHNOMALL（慶應大学理工学部が主体の技術交流の場）での展示（2018-2021）、けいはんな情報通信オープンラボシンポジウム（情報通信研究機構が主体の産学官連携による成果交流の場）での展示（2020）、電子情報通信学会光通信システムシンポジウム（国内の光技術研究者の技術交流の場）での展示（2020-2021）、国際会議iPOP（国内開催されるIPと光ネットワークや光ネットワーク相互接続に関係する議論の場）での展示（2019-2021）、けいはんな情報通信オープンラボでのイの実験ビデオ公開（2022）を行った。特に、イに関してはオープンな光ネットワーク相互接続実験の実施による成果アピールの実現を目指して、けいはんな情報通信オープンラボ、国際会議iPOP、電子情報通信学会を利用しての仲間づくりを進め、Open
ROADM の相互接続実験をプロモートしているテキサス大ダラス校の Andrea 教授とのコンタクトに成功した。なお、前述したように、COVID-19 の影響により 委託研究期間においては相互接続実験の実現には至らなかった。また報道発表を、イで 2 件 (2021 年 12 月 6 日、2022 年 3 月 30 日)、ウで 1 件 (2022 年 3 月 9 日) 行い、研究開発成果のアピールを行った。

人材育成に関しては、東北大学において、研究者の裾野を広げるための光通信技術に関する基礎ゼミ、及び創造工学研修を学部学生に対して実施し、光通信技術の基礎を学び、光通信の基本的な実験に参加することで、光通信技術に興味を持ってもらえるよう取組を行った。また、慶應義塾大学においては、研究室の学生に積極的にプロジェクトに関係してもらえるよう、研究内容にホットトピックスの積極的な取り込みを実施した。具体的には、アクセスメトロエッジコンピューティングのアプリケーションとして、機械学習（自動運転サポート、人物追跡等）を取入れたほか、最新のコンピューティング技術の導入、最新のエッジデバイスでのPoC (Proof of Concept)の実装に取り組んだ等である。さらに、国際会議iPOPで実施される相互接続ショーケースに、技術開発に携わった学生を積極的に参加させ、学生が他組織の技術者と連携して活動する環境を構築することで育成を図った。

## 5 政策目標（アウトカム目標）の達成に向けた計画

図1に、委託研究期間終了後の標準化、実用化、製品化に向けた取組計画を示す。本研究開発の本格的な製品化ターゲットとしては、2027年以降を想定する。

400 Gbps 級 PON に関しては、ITU-T SG15 FOAS (Future Optical Access System)が 2022 年より開始されるため、400G-PON（100 Gbps×4 波長の TWDM-PON）への研究開発技術適用の提案活動を開始する。具体的には、研究開発で得られた 100 Gbps コヒーレント PON の内容整理を行い、ITU-T SG15 の WP1 (Working Party 1) Q2/15 (Optical systems for fibre access networks) への提案を進める。さらに、2022 年度より、400G-PON システムの試作を開始し、2025 年以降の 5G モバイルの本格導入が期待される 2027 年をターゲットした商品化開発を実施する。あわせて、海外オペレータにおける検証や海外協業ベンダとのアライアンスを行うことで海外導入体制を構築する。さらには、2030 年を目指した量産化開発を進め、本研究開発成果の知財権を標準必須特許とするライセンス収入も想定し、海外市場（FTTx やモバイル光配線で 2 兆円規模が予想される）で有力ベンダと市場をシェアすることから海外シェア 10% 獲得を目指す。

また、NTT 等が進めている IOWN-GF (Innovative Optical and Wireless Network Global Forum) において（沖電気、東北大学、慶應大学参加済）調査を行った結果、WDM 100G/400G 光トランシーバにおける “バースト対応” のニーズを確認できたため、関係のタスクフォースへの提案活動を推進し、IOWN の実用化ターゲットと整合ができるよう製品化を計画する。
図１．標準化、実用化、製品化に向けた取組計画

光ネットワーク監視・分析技術に関しては、試作した線路監視装置及び簡易リアルタイムスペアナに対して、ユーザヒアリングから得られた実用化のための技術開発を進める。具体的には、小形・高密度化実現のための施策であり、社内システムへの適用を経て、2027度の社会実装を目指し、2025年度より監視・分析技術を応用した製品の開発を進めて行く。適用範囲は今後の市場動向を注視し、2030年度に想定するアクセス・メトロネットワークにおけるオープン・マルチベンダ対応の監視装置市場における世界シェアの10%を獲得することを目指す。

光ネットワーク制御プラットフォーム技術に関しては、試作した OSS 制御プラットフォームである ONOS への拡張部分のオープンソース化を早期に実現する。現在社内整理を進めているところであり、ONF への提供を計画する。

WSS に関しては、早期の社会展開へ向け、バイプロダクトである当初計画した 1×6 型 WSS を 1×9 型 WSS へ上方修正し、フレキシブル波長選択光スイッチのサンプル版出荷を開始した。サンプル版出荷へ向けた取り組みを経て、5×5 型 WSS の開発へ必要な仕様等のフィードバックを行い、サンプルを実現している。2022 年度中の 5×5 型フレキシブル波長選択光スイッチの製品化を計画している。そして、2024 年度は各種 WSS サンプル製品 60 台出荷、世界シェアは 0.08% 程度を想定する。その後、差別化優位性のある WSS 提供によって市場への浸透を急速に図り、毎年 200% 以上の売上成長を狙い 2027 年度には製品版の出荷 1,370 台、シェア 1.2%、そして Beyond 5G の立ち上がりを想定する 2030 年度までに製造設備投資を行うことにより、出荷 16,600 台、シェア 8% を達成することを目標とする。

本研究開発の成果を受けて、2022年2月の総務省の情報通信技術の研究開発に係る提案公募「グリーン社会に資する先端光伝送技術の研究開発」課題Ⅱ大容量・高多重光アクセス網伝送技術において、「新たな社会インフラを担う革新的光ネットワーク技術の研究開発」の内容を踏まえ、同研究開発の受
託者と連携・協力し、研究開発を行うこと。”と明記され、成果を発展させるプロジェクトが令和4年度より開始されることとなった。

波及効果としては、IOWN構想により、End-to-Endの光直結の機運が高まってきたことへの対応があげられる。波長の高速切替に対応するためには、バースト対応が必須となるため、PONでのバースト対応技術が広くアクセス網のみならず、メトロ網及びコア網といった伝達網内で利用されることになる。本研究開発で培ったWDM/バースト制御/コヒーレント技術が広く利用されることが期待される。

東北大学が確立した注入同期法を用いたデジタルコヒーレント方式は、光・電子集積化を行うことで小型化が期待できる。さらに安価な送信レーザを利用可能なため低コスト化も期待できる。さらに、アナログコヒーレントアクセス方式（フルコヒーレントアクセス）の開発へ発展させることで、双方向のアナログ処理による光受信部のA/D (Analog to Digital converter)、D/A (Digital to Analog converter)、デジタル信号処理回路の排除が期待でき、システムの低コスト化が期待される。

ベンダ無依存の光ネットワーク監視・分析は、メトロ領域のみならず、光コアネットワークや光海底ケーブルをはじめとする超長距離光ネットワークに活用し、光ネットワーク全体の運用・管理コストの低減へ寄与できる。

慶應義塾大学の転送期待値保証ルーティングは、故障率を高めた場合においてもサービスへの影響を最小限とするために、サービスの考え方を最大値保証から期待値保証へ転換するというコンセプトである。本コンセプト自体は、“今”のネットワークにおいては受け入れることが難しいため直ぐに世の中に受け入れられることはないと考えるが、Multi-path TCP (Transmission Control Protocol)やMulti-path QUIC (Quick UDP (User Datagram Protocol) Internet Connections)といった上位の転送技術と連携させることで「並列伝送」の世界への浸透が図れると予想する。
## 6 査読付き誌上発表論文リスト

[1] 有川学、佐藤正規、林和則、“Wide range rate adaptation of QAM-based probabilistic constellation shaping using a fixed FEC with blind adaptive equalization”、Optics Express Vol. 28, Issue 2, pp. 1300-1315（2020年1月6日）: https://doi.org/10.1364/OE.383097

[2] 太縄陽介、岡山英彰、志村大輔、八重樫浩樹、佐々木浩紀、鹿嶋正幸、“Multimode based polarization independent WDM devices using different order modes for TE and TM polarizations”、Optics Express Vol.28, Iss.26, pp38456-39298（2020年12月21）: https://doi.org/10.1364/OE.412069

[3] 石井紀代、徐蘇鋼、吉兼昇、竹房あつ子、釣谷剛宏、淡路 祥成、並木周、“Automatic Mapping between Real Hardware Composition and ROADM Model for Agile Node Updates”、Journal of Lightwave Technology vol.39, Issue 3, pp.821-832 (2021年2月1日): https://doi.org/10.1109/JLT.2020.3048424

[4] 吉田真人、管貴志、葛西恵介、廣岡俊彦、岩月勝美、中沢正隆、“10 Channel WDM 80 Gbit/s/ch, 256 QAM bi-directional coherent transmission as a high capacity next-generation mobile fronthaul”、Journal of Lightwave Technology vol.39, Issue 5, pp.1289-1295（2021年3月1日）：https://doi.org/10.1109/JLT.2020.3034417

[5] 山中直明、西村光弘、石黒正揮、岡崎義勝、川西哲也、釣谷剛宏、中尾彰宏、原井洋明、廣岡俊彦、古川英昭、宮澤雅典、山本直克、吉野修一、“Beyond 5G 時代のネットワークビジョン”、電子情報通信学会論文誌 B, Vol.J104-B, No.3, pp.315-336（2021 年 3 月 1 日）：

[6] 有川学、林和則、“Transmitter and receiver impairment monitoring using adaptive multi-layer linear and widely linear filter coefficients controlled by stochastic gradient descent”、Optics Express Vol. 29, Issue 8, pp. 11548-11561（2021年3月31日）：https://doi.org/10.1364/OE.416992

[7] Ricard Vilalta、Carlos Manso、吉兼昇、Ramon Casellas、Ricardo Martinez、釣谷剛宏、森田逸郎、Raul Munoz、“Experimental evaluation of control and monitoring protocols for optical SDN networks and equipment [Invited Tutorial]”、Journal of Optical Communications and Networking Vol.13, No.8, pp.D1-D12（2021年5月24日）：http://doi.org/10.1364/JOCN.424631

[8] 川濑凉太、奥村泰地、村上正樹、植松芳彦、栗本崇、岡本聡、山中直明、“Assessing service survivability under failure conditions in reliable multipath network testbed”、IEICE Communications Express Vol.10, No.8, pp.422-427（2021年8月1日）：https://doi.org/10.1587/comex.2021ETL0010

[9] Carlos Manso、Ricard Vilalta、Raul Munoz、吉兼昇、Ramon Casellas、Ricardo Martinez、ワンツェン、フィリポスバラシス、釣谷剛宏、森田逸郎、“Scalability Analysis of Machine Learning QoT Estimators for Cloud-native SDN Controller on a WDM over SDM network”、Journal of Optical Communications and Networking Vol. 14, No. 4, pp. 257-266（2022 年 2 月 25 日）：https://doi.org/10.1364/JOCN.449009

[10] 葛西惠介、管貴志、吉田真人、廣岡俊彥、中沢正隆、“Broadband injection-locked homodyne receiver for digital coherent transmission using a low Q Fabry-Perot LD”、Optics Express, Vol.30, No.8, pp.13345-13355 (2022年4月5日): https://doi.org/10.1364/OE.456327

[11] 中沢正隆、葛西恵介、吉田真人、廣岡俊彦、“次世代 RAN の実現に向けたフルコヒーレントアクセスシステム”、電子情報通信学会和文論文誌 C （※招待論文投稿中）
## 7 査読付き口頭発表論文（印刷物を含む）リスト

[1] 関川柊、岡本聡、山中直明、大木英司、“Expected Capacity Guaranteed Routing based on Dynamic Link Failure Prediction”、International Conference on Computing, Networking and Communication Workshop (CNC2019) CNC VII-5（2019年2月18日）

[2] 藤澤慎介、柳町成行、竹下仁士、井上貴則、稲田喜久、Emmanuel Le Taillandier de Gabory、“Simple Inline WDM Channel Power Estimation Method based on Crosstalk Suppression Algorithm in a Submarine Transmission Line”、SubOptic 2019, OP6-1（2019年4月9日）

[3] 葛西惠介、中沢正隆、“10GHz, 6.2ps transform-limited coherent optical pulse generation from a 1.55mm, self-injection gain-switched DFB-LD”、Optical Fiber Communication Conference (OFC2020), Th2A.14（2020年3月12日）

[4] 山中直明、山本剛毅、岡本聡、Andrea Fumagalli、“Cyber-Physical System for Autonomous Driving Vehicle considering with Social Welfare”、21st International Conference on Transparent Optical Networks (ICTON 2020), CTS I-2 (2020 年 7 月 22 日)

[5] 葛西惠介、中沢正隆、吉田真人、岩月勝美、廣岡俊彦、“Digital Coherent Optical Access Technologies for Beyond 5G Network”、IEEE International Symposium on Radio-Frequency Integration Technology, TH4A.2, (2020 年 9 月 4 日).

[6] 松野将大、村上正樹、植松芳彦、岡本聡、山中直明、“PoC construction of Expected Capacity Guaranteed Routing (ECGR) based on k-shortest path for Various Network”、16th International Conference on IP+Optical Network (iPOP2020)，T1-3（2020年9月10日）

[7] 奥村泰地、村上正樹、植松芳彦、岡本聡、山中直明、“Applying Partial Key Grouping-based Multipath Routing to a Highly Reliable Core Network”、16th International Conference on IP+Optical Network (iPOP2020), T4-1 (2020 年 9 月 11 日)

[8] 川濑凉太、奥村泰地、村上正樹、植松芳彦、栗本崇、岡本聡、山中直明、“Experimentation of service provisioning in reliable multipath network testbed”、2020 International Conference on Emerging Technologies for Communications (ICETC2020), M1-2（2020年12月2日）

[9] 佐藤正規、野口栄実、石井直人、Emmanuel Le Taillandier de Gabory、“CNN Based Polarization Rotation Rate Estimation Using TIA Gain Monitoring in Integrated Coherent Receiver”、European Conference on Optical Communication (ECOC2020), We1H-6（2020年12月6日）

[10] Ricard Vilalta、Carlos Manso、吉兼昇、Raul Munoz、Ramon Casellas、Ricardo Martinez、釣谷剛宏、森田逸郎、“Telemetry-enabled Cloud-native Transport SDN Controller for Real-time Monitoring of Optical Transponders Using gNMI”、European Conference on Optical Communication (ECOC2020), Tu2K-4（2020年12月8日）

[11] Ricard Vilalta、吉兼昇、Ramon Casellas、釣谷剛宏、森田逸郎、Ricardo Martinez、Raul Munoz、“Controlling and Monitoring Optical Network Equipment in Optical SDN Networks”、European Conference on Optical Communication (ECOC2020), SC10（2020年12月8日）

[12] 葛西惠介、廣岡俊彦、吉田真人、中沢正隆、“64 Gbit/s, 256 QAM coherently-linked optical and wireless transmission in 61 GHz band using novel injection-locked carrier frequency converter”、European Conference on Optical Communication (ECOC2020), Th1G-7 (2020 年 12 月 10 日)

[13] 葛西惠介、佐藤大晟、廣岡俊彦、吉田真人、中沢正隆、“64 Gbit/s, 256 QAM Transmission Through
Coherent Optical-Wireless Link at 61 GHz Using Simple and High OSNR Carrier Frequency converter”、Optical Fiber Communication Conference (OFC2021), Tu6E.2 (2021年6月8日)

[14] 徐蘇鋼、石井紀代、吉兼昇、釣谷剛宏、淡路祥成、並木周、“Blade Abstraction Interface for Diverse Blade Integration and Unified Control of Disaggregate/Legacy ROADMs”、Optical Fiber Communication Conference (OFC2021), F1C.2（2021年6月11日）

[15] 管貴志、葛西恵介、吉田真人、廣岡俊彥、中沢正隆、“Broadband Dynamic Injection-Locking Performance of Fabry-Perot LD and Its Application to Coherent Homodyne Receiver”、Optical Fiber Communication Conference (OFC2021), F2A.5 (2021年6月11日)

[16] Carlos Manso、吉兼昇、Ricard Vilalta、Raul Munoz、Ramon Casellas、Ricardo Martinez、Cen Wang、Filippos Balasis、釣谷剛宏、森田逸郎、“First Scalable Machine Learning Based Architecture for Cloud-native Transport SDN Controller”、Optical Fiber Communication Conference (OFC2021), F4H.6（2021年6月11日）

[17] 廣田悠介、中村慎也、塩本公平、杉山秀次、吉兼昇、岡本聡、村上正樹、平山孝弘、山ノ井聡、“End-to-End Management of All Optical Disaggregated Network and Applications with Cloud Native Environment for the Smart World Network Infrastructure”、The 26th Optoelectronics and Communications Conference (OECC2021), M4.4（2021年7月5日）

[18] 湊直樹、神田祥宏、鹿嶋正幸、佐々木浩紀、“Demonstration of 100Gb/s 16APSK (4-Amplitude x 4-Phase) Coherent PON System Using a Few MHz-Linewidth LD”、The 26th Optoelectronics and Communications Conference (OECC2021), W4A.2（2021年7月7日）

[19] 徐蘇鋼、石井紀代、吉兼昇、釣谷剛宏、淡路祥成、並木周、“Integration and Control of Heterogeneous Telecom and Data Center Optical Networks Aided by FBD and TAPI for Enhancing Large-scale Optical Path Services and Network Resiliency”、European Conference on Optical Communication (ECOC2021), Th2E.2（2021年9月16日）

[20] 葛西惠介、佐藤大晟、白幡晃一、吉田真人、廣岡俊彦、中沢正隆、“Performance comparison between injection-locked carrier frequency conversion and self-heterodyne detection methods in coherently-linked optical and wireless transmission for 6G”、2021 International Conference on Emerging Technologies for Communications (ICETC2021), B1-3（2021年12月1日）

[21] 奥村泰地、村上正樹、植松芳彦、岡本聡、山中直明、“Multi-Path-based Routing Method Applicable to Networks Consisting of Devices with High Failure Rates”、2021 International Conference on Emerging Technologies for Communications (ICETC2021), C3-2（2021年12月3日）

## 8 その他の誌上発表リスト

[1] KDDI 総合研究所、慶應義塾大学、情報通信研究機構、OA 研究所、レッドハット、ユビキューブ、“End-to-End Management of All Optical Disaggregated Network and Applications with Cloud Native Environment”、iPOP2020 Showcase White Paper オンライン https://www.pilab.jp/ipop2020/exhibition/whitepaper.html（2020 年 11 月 25 日）
## 9 口頭発表リスト

[1] 山中直明、“故障予測に基づく通信容量が保証された光ネットワークを用いたデータセンタ基盤”、KEIO TECHNOMALL2018（東京都）（2018年12月14日）

[2] 藤澤慎介、柳町成行、Emmanuel Le Taillandier de Gabory、“大洋横断級の大容量光海底ケーブル通信を実現する光ファイバ伝送技術”、レーザー学会第39回年次大会（神奈川県）（2019年1月13日）

[3] 松野将大、関川柊、大木英司、岡本聡、山中直明、“個々のネットワーク機器の観測情報に基づいた故障確率推定”、電子情報通信学会フォトニックネットワーク研究会（宮古市）（2019年3月14日）

[4] 松本悠平、新谷和則、谷田部漠、小熊健史、“OPEN PHOTONICS NETWORK の実現に向けた、リアルタイム線路監視システムの提案”、電子情報通信学会フォトニックネットワーク研究会（宮古市）（2019年3月14日）

[5] 葛西恵介、岡本聖司、吉田真人、中沢正隆、“注入同期法を用いた 200 Gbit/s, 10 Gsymbol/s-1024 QAM 160 km デジタルコヒーレント光伝送”、電子情報通信学会総合大会（東京都）（2019 年 3 月 20 日）

[6] 関川柊、岡本聡、山中直明、“リンク故障率変動に対応した容量期待値保証型ルーティング”、電子情報通信学会総合大会（東京都）（2019年3月20日）

[7] 山中直明、“Optical network with guaranteed communication capacity based on failure prediction”、15th International Conference on IP+Optical Network (iPOP2019)（川崎市）（2019年5月30日）

[8] 柳町成行、野口栄実、ル・タヤンディエ・ドゥ・ガボリエマニュエル、“光伝送装置のオープン化動向とNECの取り組み”、電子情報通信学会ソサイエティ大会（豊中市）（2019年9月10日），BI-10-1

[9] 岡本聡、松野将大、村上正樹、山中直明、“容量期待値保証型ルーティングの大規模網への適用性評価”、電子情報通信学会ソサイエティ大会（豊中市）（2019年9月10日），B-12-3

[10] 山中直明、“故障予測に基づく通信容量が保証された光ネットワーク”、KEIO TECHNOMALL2019（東京都）（2019年12月13日）

[11] 釣谷剛宏、新谷和則、山中直明、“線路監視装置試作機、けいはんな情報通信オープンラボ研究推進協議会 IoT ネットワーク基盤分科会オープン光 NW 基盤ワーキンググループ”、けいはんな情報通信オープンラボ シンポジウム（大阪市）（2020年1月28日）

[12] 松本悠平、新谷和則、谷田部漠、小熊健史、“OPEN PHOTONICS NETWORK の実現に向けた、リアルタイム線路監視システムの改善”、電子情報通信学会フォトニックネットワーク研究会（奄美市）（2020 年 3 月 2 日），vol. 119, no. 442, PN2019-55, pp. 13-17

[13] 奥村泰地、松野将大、杉浦叶典、村上正樹、植松芳彦、岡本聡、山中直明、“マルチパスルーティングにおけるリンク故障耐性を高めるパケット振り分け手法”、電子情報通信学会フォトニックネットワーク研究会（奄美市）（2020年3月2日），vol.119, no.442, PN2019-62, pp.59-64

[14] 松野将大、村上正樹、植松芳彦、岡本聡、山中直明、“容量期待值保证型ルーティングのトポロジー依存性評価”、電子情報通信学会総合大会（東広島市）（2020年3月17日），B-12-3

[15] 葛西恵介、中沢正隆、“自己注入同期型 1.5 μm 帯利得スイッチング DFB-LD による 10 GHz, 6.2ps フーリエ限界コヒーレント光パルスの発生”、電子情報通信学会総合大会（東広島市）（2020 年 3 月 20 日），C-3/4-74

[16] 山中直明、“Expected-Capacity Guaranteed Routing toward Reliable Access-Metro Edge Computing”、16th International Conference on IP+Optical Network (iPOP2020)（オンライン開催）