Research on Space Division Multiplexing Elastic Optical Network Control and Cooperative Application Infrastructure for Distributed Edge Nodes

2021 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 17H00734
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (A)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 一般
• Research Field: Information network
• Research Institution: Osaka Prefecture University
• Principal Investigator: TODE HIDEKI 大阪府立大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (20243181)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 廣田 悠介 国立研究開発法人情報通信研究機構, ネットワーク研究所フォトニックICT研究センター, 主任研究員 (20533136) ; 藤本 章宏 和歌山大学, 学術情報センター, 助教 (30711551) ; 谷川 陽祐 大阪府立大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (90548497)
• Project Period (FY): 2017-04-01 – 2022-03-31
• Keywords: クラウドコンピューティング / ビッグデータ / ネットワーク制御 / 空間分割多重網 / エラスティック光網 / 光パス設定制御 / クロストーク / 実証実験

Outline of Final Research Achievements

In this research, we established (a) an advanced control of space-division multiplexed elastic optical network (SDM-EON) and (b) the corresponding infrastructure technology for distributed edge node applications. In particular, we newly introduced the concepts of "prohibited slots," "crosstalk (XT) cost," and "reference number of neighbors," and developed a flexible and efficient RSCMA control considering the XT margin on each link through which an optical path is routed. Finally, we achieved a performance improvement of more than 100 times compared to the benchmark scheme in the low-to-medium load regions. Next, we established a method for adaptively migrating, acquiring, duplicating, and setting optical paths for contents in an environment where CDN surrogates are connected via SDM-EON, and demonstrated its effectiveness. Furthermore, we conducted demonstration experiments of pseudo-multicore fiber dynamic switching control and dynamic service chaining control on the NICT testbed.

Free Research Field

情報学・計算基盤・情報ネットワーク・サービス構築基盤技術

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

本研究の主要成果は、将来のSDM-EONにおけるマルチコアファイバを用いたトラヒック収容の際のクロストーク信号劣化問題を克服する光パス接続制御を確立したことであり、その先導的な提案手法と性能面に学術的価値がある。また、将来の光バックボーンやメトロ系網への適用に加え、Beyond-5G環境下のアクセス系での利活用や、データセンタ内部の接続網への適用など、重要な導入環境が想定されており、その社会的インパクトは大きい。一方、上記制御と密連携した、コンテンツや計算機資源の探索・利用、サービスチェイニングなどの応用基盤技術の成果についても、学術的意義、社会的意義は高い。