2012 Fiscal Year Research-status Report
ロバストな次世代光・無線統合ネットワークのトポロジ設計とトラヒック制御
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24560447
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Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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| Research Institution | University of Fukui |
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Principal Investigator |
橘 拓至 福井大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (20415847)
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| Project Period (FY) |
2012-04-01 – 2015-03-31
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| Keywords | 通信方式 / ネットワーク設計 |
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| Research Abstract |
本研究課題では，次世代光・無線統合ネットワークにおいて，障害や故障に強いロバスト性を考慮したネットワークトポロジの設計法とトラヒックエンジニアリング技術を確立する．トポロジ設計法では，ロバスト性が高くなるような波長多重数と無線端末配置を導出する．一方，トラヒックエンジニアリング技術では，ロバスト性の低下が最小限となる経路を積極的に利用することができる．両方式を本統合ネットワークで利用することにより，自然災害時などによる故障・障害に強いロバストな統合ネットワークを構築・利用することが可能となり，将来の利用が期待される．
本研究課題の初年度である平成24年度は，統合ネットワークの設計ではなく，大規模光ネットワークと無線ネットワークのトポロジを個別に設計する研究に取り組んだ．無線ネットワークのトポロジ設計については，SINRやキャリアセンス，隠れ端末問題などを考慮して，ロバスト性が高くかつネットワークの接続性を保つことができる最適なノード配置を実現するアルゴリズムを確立した．また，光ネットワークに関しては，複数のドメインで構成された大規模ネットワークを対象として，ネットワークのロバスト性を考慮して，ドメイン間の接続状態，光ファイバの接続数，波長使用可能数を決定するアルゴリズムを開発した．この方式では，各ドメインからはエッジノード間の最大伝送量に関する情報のみを公開してもらい，ドメイン内部の情報を可能な限り公開しない工夫を導入している．これら2つの提案アルゴリズムの性能を，モンテカルロシミュレーションで評価を行った．無線ネットワークに関しては，計算時間に数十秒～数分程度の時間が必要となるが，所望のロバスト性の高いトポロジを設計できることが示された．また，大規模光ネットワークに関しても，少ないコストで，伝送量とロバスト性が向上するトポロジ設計を行うことが示された．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
H24年度に実施する研究内容は，当初の予定では，光無線統合ネットワークのロバスト性を考慮したトポロジ設計の確立であった．しかしながら，統合ネットワークの設計に取り組む前に，まずは，光ネットワークと無線ネットワークを個別に設計する必要があると考え，それぞれ個別のネットワークに対してトポロジ設計の研究を行った．これらの研究では，国内研究会での発表という成果をいくつか上げることができ，現在は学術論文誌への投稿を準備しているところである．さらには，光ネットワークと無線ネットワークのトポロジを設計する際に，考慮すべきネットワーク条件についてシミュレーションを通じて明確にすることができた．したがって今後は，H24年度に得られた成果を基に，統合ネットワークの設計を実行する予定であるが，考慮すべき条件やシミュレーションプログラムはすでに得られているため，統合ネットワークの設計に関しては容易に実行することができる．
以上のことから，現時点では統合ネットワークの設計は終えていないが，すぐに実現可能な状況にあるため，本研究課題はおおむね順調に進展していると自己評価している．
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| Strategy for Future Research Activity |
H25年度は，すでに得られている光ネットワークと無線ネットワークのトポロジ設計法を基に，光無線統合ネットワークのトポロジ設計アルゴリズムを確立する．アルゴリズムの確立後は，モンテカルロシミュレーションを用いて方式の性能評価を行い，確立したアルゴリズムの有効性を示す．その後，トポロジの最適設計を行った光無線統合ネットワークに対して，トラヒックエンジニアリング技術の確立を行う．このトラヒックエンジニアリング技術では，ネットワークのロバスト性が悪化しない経路を検出するように経路選択を行う．その際，無線ネットワークではダイクストラアルゴリズムを用い，光ネットワークでは巡回セールスマン問題の近似解を導出する．無線ネットワーク単独の経路制御に関してはすでに成果が得られているため，この成果を基にして，統合ネットワークに対するトラヒックエンジニアリング技術を検討する．
H26年度に関しては，H25年度の成果を基にして，無線ネットワークの最適トポロジ設計に関する実機実験を行いたいと考えている．また，光ネットワーク部分に関しても，仮想ネットワーク環境を用いて実装実験ができないか検討中である．実装実験の実現が難しい場合には，ネットワークシミュレータを活用して現実の環境に近い状況で性能評価を実施する．
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| Expenditure Plans for the Next FY Research Funding |
次年度は，当初の予定どおり，ネットワークシミュレーション用のノートパソコンを1台購入するために研究費を使用する．また，国内研究会発表と国際会議発表の参加費・出張費，さらには，研究動向の調査と連携研究者と打ち合わせを行うための出張旅費に使用する．また，研究に関する知識を得るための図書を購入する．学生アルバイトには，プログラム作成補助と文献調査に関する謝金の支払いを予定している．現時点では，当初の計画通りに研究費を使用する予定である．
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