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超高速ノンブロック・ネットワーク構成方式に関する研究

研究課題

研究課題/領域番号 14380138
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 計算機科学
研究機関東北大学 (2004)
北陸先端科学技術大学院大学 (2002-2003)

研究代表者

堀口 進  東北大学, 大学院・情報科学研究科, 教授 (60143012)

研究分担者 姜 暁鴻 (ジャン ジャホン)  東北大学, 大学院・情報科学研究科, 助教授 (00345654)
山森 一人  宮崎大学, 工学部, 助教授 (50293395)
井口 寧  北陸先端科学技術大学院大学, 情報科学センター, 助教授 (90293406)
福士 将  東北大学, 大学院・情報科学研究科, 助手 (50345659)
シェン ホン  北陸先端科学技術大学院大学, 情報科学研究科, 教授 (60333556)
研究期間 (年度) 2002 – 2004
研究課題ステータス 完了 (2004年度)
配分額 *注記
15,300千円 (直接経費: 15,300千円)
2004年度: 4,800千円 (直接経費: 4,800千円)
2003年度: 5,100千円 (直接経費: 5,100千円)
2002年度: 5,400千円 (直接経費: 5,400千円)
キーワード波長多重伝送方式 / 光接続 / ノンブロック・ネットワーク / 多段スイッチ結合網 / 再帰構造 / クロストークフリー / 3次元実装方式 / 波長多重伝送方式(WDM)
研究概要

現在、波長多重伝送方式(WDM)では光接続(コネックション)を変更することなく多数の結合要求を実現する超高遠ノンブロック・ネットワーク構成方式の確立が不可欠である。我々は、再構成光スイッチとして、再帰構造型多段ノンブロックスイッチ結合網RNを提案した。最小構成の3x3スイッチ網はスイッチ数を最小にできることを証明し、一般化大規模再帰構造型多段ノンブロックスイッチ網GRNは最小スイッチ損失で最も少ないスイッチ要素で実現できるなど超高速オプティカル・ネットワークに適していることを示した。また、大規模バックボーン・ネットワークにおけるクロストーク問題を解決する方法として小規模ノンブロックスイッチを複数用いてクロストークが起こらない紐み合わせ方式を提案した。この方式を用いて超高速ワイドセンス・ノンブロック・ネットワークを実現するクロストークフリー多段結合スィッチアーキテクチャを考案し、クロストークを抑えるために、多段結合網における入力と出力の結合ルートにおいて特別なスイッチ要素でクロスしないスタック状多段結合スイッチ網にしたパッキング構成方式を提案した。更に、数学的解析法を考案し、ブロック確率などを解析的ならびにシミュレーション実験に求め、そのモデルの有効性と方式の有用性を示した。
次に、多段結合スイッチを複数用意した大規模化スイッチネットワークについて検討し、ハイブリッド・アーキテクチャを提案した。本方式のハードウェアコストを抑えるために、与えられたブロック率で超高速ワイドセンス・ノンブロック・ネットワーク方式を実現する設計指標を与えた。また、大規模ノンブッロク・ネットワーク構成方式におけるスイッチ故障やリンク故障を考慮したネットワーク性能を詳しく解析した。その結果、実際のWDM(光波長多重伝送)方式の実用規模ネットワークにおけるスイッチノード故障を保証するアクティブ・ルーティング方式を考案し、超高速ノンブッロク・ネットワーク構成方式の有効性を示した。

報告書

(4件)
  • 2004 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 2003 実績報告書
  • 2002 実績報告書
  • 研究成果

    (47件)

すべて 2005 2004 2003 2002 その他

すべて 雑誌論文 (31件) 図書 (3件) 文献書誌 (13件)

  • [雑誌論文] Modified Hierarchical 3D-Torus Network2005

    • 著者名/発表者名
      M.M.H.Rahman, Y.Inoguti, S.Horiguchi
    • 雑誌名

      The IEICE Trans.on Information and Systems E88-D, No.2

      ページ: 177-186

    • NAID

      110003214175

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] 3D-Torus Network2005

    • 著者名/発表者名
      M.M.H.Rahman, Yasushi Inoguchi, S.Horiguchi
    • 雑誌名

      IEICE Trans.on Information and Systems, Japan vol.E88-D, no.2

      ページ: 177-186

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Modified Hierarchical 3D-Torus Network2005

    • 著者名/発表者名
      M.M.H.Rahman, Y.Inoguchi, S.Horiguchi
    • 雑誌名

      The IEICE Trans.on Information and Systems E88-D, No.2

      ページ: 177-186

    • NAID

      110003214175

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] A Self-reconfigurable Multi-layer Neural Networks with Genetic Algorithms2004

    • 著者名/発表者名
      E.Sugawara, M.Fukusi, S.Horiguti
    • 雑誌名

      IEICE Transactions on Information and Systems Vol.E87-D, No.9

      ページ: 2021-2028

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Dynamic Communication Performance of a Hierarchical Torus Network under Non-uniform Traffic Patterns2004

    • 著者名/発表者名
      M.M.H.Rahman, S.Horiguchi
    • 雑誌名

      The IEICE Transactions on Information and Systems E87-D, No.2

      ページ: 1887-1896

    • NAID

      110003214074

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 実績報告書 2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Performance of Fast Routing Algorithms in Large Optical Switches Built on the Vertical Stacking of Banyan Structures2004

    • 著者名/発表者名
      M.M.R.Khandker, X.Jiang, P.H.Ho, S.Horiguchi, H.T.Mouftah
    • 雑誌名

      The Journal of Networks, Software Tools and Applications Vol.7/3

      ページ: 219-224

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 実績報告書 2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] A Self-reconfigurable Hardware Architecture for Mesh Arrays Using Single/Double Vertical Track Switches2004

    • 著者名/発表者名
      M.Fukusi, S.Horiguchi, 2, pp
    • 雑誌名

      IEEE Transactions on Instrumentation and Measurement Vol.53, No.2

      ページ: 357-367

    • NAID

      120002337762

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Active Light-path Restoration in WDM Networks2004

    • 著者名/発表者名
      M.M.A.Azim, X.Jiang, M.M.R.Khandker, S.Horiguchi, P.H.Ho
    • 雑誌名

      OSA Journal of Optical Networking Vol.3/4

      ページ: 247-260

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 実績報告書 2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] A New Framework for Critical Area Estimation in VLSI2004

    • 著者名/発表者名
      X.Jiang, Y.Hao, S.Horiguchi
    • 雑誌名

      Journal of Systems Architecture Vol.47, No.10

      ページ: 869-881

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] A Self-reconfigurable Multi-layer Neural Networks with Genetic Algorithms2004

    • 著者名/発表者名
      E.Sugawara, M.Fukushi, S.Horiguchi
    • 雑誌名

      IEICE Transactions on Information and Systems Vol.E87-D, No.9

      ページ: 2021-2028

    • NAID

      110003214093

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Dynamic Communication Performance of a Hierarchical Torus Network under Non-uniform Traffic Patterns2004

    • 著者名/発表者名
      M.M.H.Rahman, S.Horiguchi
    • 雑誌名

      IEICE Transactions on Information and Systems Vol.E87-D, No.7

      ページ: 1887-1896

    • NAID

      110003214074

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Performance of Fast Routing Algorithms in Large Optical Switches Built on the Vertical Stacking of Banyan Structures2004

    • 著者名/発表者名
      M.M.R.Khandker, X.Jiang, P.H.Ho, S.Horiguchi, H.T.Mouftah
    • 雑誌名

      Cluster Computing : The Journal of Networks, Software Tools and Applications Vol.7/3

      ページ: 219-224

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] A Self-reconfigurable Hardware Architecture for Mesh Arrays Using Single/Double Vertical Track Switches2004

    • 著者名/発表者名
      M.Fukushi, S.Horiguchi
    • 雑誌名

      IEEE Transactions on Instrumentation and Measurement Vol.53, No.2

      ページ: 357-367

    • NAID

      120002337762

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Active Light-path Restoration in WDM Networks2004

    • 著者名/発表者名
      M.M.A.Azim, X.Jiang, M.M.R.Khandker, S.Horiguchi, P.H.Ho
    • 雑誌名

      Journal of Optical Networking, Optical Society of America Vol.3/4

      ページ: 247-260

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Fault Tolerance Analysis of Optical Switching Systems Built on the Vertical Stacking of Banyan Network2004

    • 著者名/発表者名
      X.Jiang, P.H.Ho, H.Shen, S.Horiguchi
    • 雑誌名

      Proc.the 2004 IEEE Workshop on High Performance Switching and Routing Phoenix

      ページ: 360-364

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Analysis of Blocking Probability for Vertically Stacked Optical Banyan Networks with Extra Stage2004

    • 著者名/発表者名
      C.Yu, X.Jiang, S.Horiguchi
    • 雑誌名

      Proceedings of the Fourth IASTED International Multi-Conference on Wireless and Optical Communications

      ページ: 845-850

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Blocking Behaviours of Crosstalk-Free Optical Muitstage Interconnection Networks on Vertical Stacking2003

    • 著者名/発表者名
      X.Jiang, P.H.Ho, H.Shen, S.Horiguchi
    • 雑誌名

      IEEE/ACM Transactions on Networking Vol.II, No.6

      ページ: 982-993

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] A Nonblocking Optical Switching Network for Crosstalk-free Permutation2003

    • 著者名/発表者名
      X.Jiang, M.M.R.Khandker, H.Shen, S.Horiguchi
    • 雑誌名

      IEICE Transactions on Communications Vol.E86-B/12

      ページ: 3580-3589

    • NAID

      10012559395

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] NTH : A New Hierarchical Interconnection Network for Massively Parallel Computers2003

    • 著者名/発表者名
      M.M.H.Rahman, S.Horiguchi
    • 雑誌名

      IEICE Trans.on Information and Systems Vol.E86-D, No.9

      ページ: 1479-1486

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Crosstalk-free Permutation in Photonic Rearrangeable Networks Built on a Combination of Horizontal Expansion and Vertical Stacking of Banyan Networks2003

    • 著者名/発表者名
      X.Jiang, H.Shen, M.R.Khandker, S.Horiguchi
    • 雑誌名

      IEICE Trans.on Information and Systems Vol.E86-D, No.9

      ページ: 1525-1533

    • NAID

      110004069171

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Parallel Molecular Dynamics in a Parallelizing SML Compiler2003

    • 著者名/発表者名
      N.Scaife, R.Hayashi, S.Horiguchi
    • 雑誌名

      IEICE Trans.on Information and Systems Vol.86-D, No.9

      ページ: 1569-1576

    • NAID

      10011631364

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] A new Scheme to Realize Crosstalk-free Permutation in Vertically Stacked Optical MINs2003

    • 著者名/発表者名
      X.Jiang, H.Shen, M.R.Khandker, S.Horiguchi
    • 雑誌名

      Photonic Network Communications Vol.5, No.1

      ページ: 89-102

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Multicasting in Multihop Optical WDM Networks with Limited Wavelength Conversion2003

    • 著者名/発表者名
      H.Shen, Y.Pan, J.Sum, S.Horiguchi
    • 雑誌名

      IEICE Trans.on Information and Systems Vol.E86-D, No.1

      ページ: 3-14

    • NAID

      110003213618

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Blocking Behaviors of Crosstalk-Free Optical Multistage Interconnection Networks on Vertical Stacking2003

    • 著者名/発表者名
      X.Jiang, H.Shen, S.Horiguchi
    • 雑誌名

      IEEE/ACM Transactions on Networking Vol.11, No.6

      ページ: 982-993

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] A Nonblocking Optical Switching Network for Crosstalk-free Permutation2003

    • 著者名/発表者名
      X.Jiang, M.M.R.Khandker, H.Shen, S.Horiguchi
    • 雑誌名

      IEICE Transactions on Communications Vol.E86-B/1

      ページ: 3580-3589

    • NAID

      10012559395

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] HTN : A New Hierarchical Interconnection Network for Massively Parallel Computers2003

    • 著者名/発表者名
      M.M.H.Rahman, S.Horiguchi
    • 雑誌名

      IEICE Trans.on Information and Systems Vol.E86-D, No.9

      ページ: 1479-1486

    • NAID

      110004069166

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Parallel Molecular Dynamics in a Parallelizing SML Compiler2003

    • 著者名/発表者名
      N.Scaife, R.Hayashi, S.Horiguchi
    • 雑誌名

      IEICE Trans.on Information and Systems Vol.E86-D, No.9

      ページ: 1569-1576

    • NAID

      10011631364

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Generalized Recursive Network : A New Architecture for Self-Routing Nob-blocking Optical Switch Networks2002

    • 著者名/発表者名
      MD.M.Khander, X.Jiang, S.Horiguchi, H.Shen
    • 雑誌名

      Optics Communications Vol.208/4-6

      ページ: 299-308

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] An Efficient Self-reconfiguration Algorithm for Degradable Processor or Arrays2002

    • 著者名/発表者名
      M.Fukushi, S.Horiguchi
    • 雑誌名

      Journal of Information Processing Society of Japan Vol.43, No.4

      ページ: 844-854

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Generalized Recursive Network : A New Architecture for Self-Routing Non-blocking Optical Switch Networks2002

    • 著者名/発表者名
      Md.M.Khandker, X.Jiang, S.Horiguchi, H.Shen
    • 雑誌名

      Optics Communications vol.208/4-6

      ページ: 299-308

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] An Efficient Self-reconfiguration Algorithm for Degradable Processor Arrays2002

    • 著者名/発表者名
      M.Fukushi, S.Horiguchi
    • 雑誌名

      Journal of Information Processing Society of Japan vol.43,No.4

      ページ: 844-854

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [図書] Springer LNCS 3320, ISBN 3-540-24013-62004

    • 著者名/発表者名
      K-M.Liew, H.Shen, S.See, P.Fan, S.Horiguchi edited
    • 総ページ数
      891
    • 出版者
      Proc. The Fifth International Conference on Parallel and Distributed Computing, Applications and Technologies (PDCAT2004)
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [図書] Proc. The Fifth International Conference on Parallel and Distributed Computing, Applications and Technologies (PDCAT2004)2004

    • 著者名/発表者名
      K-M.Liew, H.Shen, S.See, P.Fan, S.Horiguchi edit
    • 総ページ数
      891
    • 出版者
      Springer LNCS 3320, ISBN 3-540-24013-6
    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [図書] Proc.The Fifth International Conference on Parallel and Distributed Computing, Applications and Technologies(PDCAT2004)2004

    • 著者名/発表者名
      K -M.Liew, H.Shen, S.See, P.Fan, S.Horiguchi edited
    • 総ページ数
      891
    • 出版者
      Springer LNCS 3320, ISBN 3-540-24013-6
    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [文献書誌] Hong SHEN, Yi PAN, John SUM, Susumu HORIGUCHI: "Multicasting in Multihop Optical WDM Networks with Limited Wavelength Conversion"IEICE Trans.on Information and Systems. Vol.E86-D, No.1. 3-14 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] X.Jiang, H.Shen, M.R.Khandker, S.Horiguchi: "A New Scheme to Realize Crosstalk-free Permutation in Vertically Stacked Optical MINs"Photonic Network Communications. Vol.5, No.1. 89-102 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] 井口寧, 堀口進: "1次元再帰シフトトーラス相互結合網の拡張"情報処理学会論文誌. vol.44, No.6. 1521-1524 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] M.M.H.Rahman, S.Horiguchi: "HTN : A New Hierarchical Interconnection Network for Massively Parallel Computers"IEICE Trans.on Information and Systems. Vol.E86-D, No.9. 1479-1486 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] X.Jiang, M.R.Khandker, H.Shen, S.Horiguchi: "A Nonblocking Optical Switching Network for Crosstalk-free Permutation"IEICE Trans.Communications. Vol.E86-B, No.12.. 3580-3589 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] S.Horiguchi, K.Ochimizu, T.Katayama: "Proceeding. of International Symposium on Towards Peta-Bit Ultra-Networks"PBIT2003 (ISBN4-9900330-3-5). 188 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] X.Jiang, Y.Hao, S.Horiguchi: "A New Framework for Critical Area Estimation in VLSI"Journal of Systems Architecture. Vol.47,10. 869-881 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] Md.M.Khandker, X.Jiang, S.Horiguchi, H.Shen: "Generalized Recursive Network : A New Architecture for Self-Routing Non-blocking Optical Switch Networks"Optics Communications. vol.208/4-6. 299-308 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] X.Jiang, H.Shen, M.R.Khandker, S.Horiguchi: "A New Scheme to Realize Crosstalk-free Permutations in Optical MINs with Vertical Stacking"Proc. of Int'l Symposium on Parallel Architectures, Algorithms and Networks (ISPAN'2002). IEEE CS Press. 341-346 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] X.Jiang, M.R.Khandker, H.Shen, S.Horiguchi: "Permutation in Rearrangeable Nonblocking Optical MINs with Zero Frist-Order Switching-Element-Crosstalk"Workshop on High Performance Switching and Routing. ISBN:4-88552-184-X. 19-23 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] M.R.Khandker, X.Jiang, H.Shen, S.Horiguchi: "Generalized Recursive Network : A New Architecture for Nonblocking Optical Multistage Interconnection Networks"Workshop on High Performance Switching and Routing. ISBN:4-88552-184-X. 199-203 (2002)

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  • [文献書誌] X.Jiang, H.Shen, Md.M.R.Khandker, S.Horiguchi: "Crosstalk-free Permutation in Photonic Rearrangeable Networks Built on a Combination of Horizontal Expansion and Vertical Stacking of Banyan"Proceedings of The Third International Conference on Parallel and Distributed Computing, Applications and Technologies. ISBN4-9900330-2-7. 327-334 (2002)

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      2002 実績報告書
  • [文献書誌] H.Shen, S.Horiguchi, Yi Pan: "edited by M.Guizani and A.Battou, Marcel Dekkker, Inc. ISBN 0-8247-0707-9"Routing in Multihop Optical WDM Networks with Limited Wavelenght_Conversion, Chap.7, Optical Switching. 217-248 (2002)

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公開日: 2002-04-01   更新日: 2016-04-21  

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