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将来ネットワーク技術を用いた全光-無線融合ネットワーク設計

研究課題

研究課題/領域番号 18K11282
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
審査区分 小区分60060:情報ネットワーク関連
研究機関関西大学

研究代表者

平田 孝志  関西大学, システム理工学部, 准教授 (10510472)

研究分担者 木村 共孝  同志社大学, 理工学部, 准教授 (20756382)
工藤 隆則  摂南大学, 理工学部, 講師 (80736695)
研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2022-03-31
研究課題ステータス 完了 (2021年度)
配分額 *注記
4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円)
2020年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2019年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2018年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
キーワード将来ネットワーク技術 / 光ネットワーク / 無線ネットワーク / エッジコンピューティングシステム / ネットワーク内キャッシュ / ネットワーク設計 / インネットワークキャッシュ技術 / SDN / エッジコンピューティング / ネットワーク最適化 / キャッシング
研究成果の概要

本研究では,下位レイヤとして全光-無線融合ネットワークを伝送基盤とし,上位レイヤとして将来ネットワーク技術を用いる新しいネットワーク設計方法を確立することを目的として研究を行った.下位レイヤの技術として,光ネットワークにおける経路及び周波数割当て問題を扱い,最適ネットワーク設計を行った.また,間欠的接続センサネットワーク等の無線ネットワークにおける最適設計も行った.上位レイヤの技術としては,エッジコンピューティングシステム最適設計を行った.さらに,ネットワーク内キャッシュ技術に対する最適ルーティング設計を行った.本研究では,シミュレーション実験及び数値実験により,これらの有効性を示した.

研究成果の学術的意義や社会的意義

IoT環境の発展や,様々なクラウドサービスの展開に伴い,ますます増加するネットワークトラヒックに対応するためには,無線ネットワークと全光ネットワークの利点を融合した全光-無線融合ネットワーク基盤構築と,その上で動作する将来ネットワーク技術を考慮した統合ネットワーク設計が必要不可欠である.本研究成果はそのような統合ネットワーク設計の持つ可能性を示したものであり,将来の情報通信技術の発展に貢献できると考えている.

報告書

(5件)
  • 2021 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2020 実施状況報告書
  • 2019 実施状況報告書
  • 2018 実施状況報告書
  • 研究成果

    (42件)

すべて 2022 2021 2020 2019 2018

すべて 雑誌論文 (5件) (うち査読あり 5件) 学会発表 (37件) (うち国際学会 13件)

  • [雑誌論文] サーバ配置及び仮想マシン割当てによるエッジコンピューティングシステム統合設計2021

    • 著者名/発表者名
      Nangu Shota、Takeda Ayaka、Kimura Tomotaka、Hirata Kouji
    • 雑誌名

      電気学会論文誌C(電子・情報・システム部門誌)

      巻: 141 号: 12 ページ: 1321-1330

    • DOI

      10.1541/ieejeiss.141.1321

    • NAID

      130008123488

    • ISSN
      0385-4221, 1348-8155
    • 年月日
      2021-12-01
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Design of energy‐efficient intermittently connected sensor networks2021

    • 著者名/発表者名
      Kimura Tomotaka、Fukuoka Masahiro、Hirata Kouji、Muraguchi Masahiro
    • 雑誌名

      IEEJ Transactions on Electrical and Electronic Engineering

      巻: 16 号: 11 ページ: 1500-1509

    • DOI

      10.1002/tee.23454

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Static routing and spectrum allocation method for design of low-power elastic optical networks with multifiber environments2021

    • 著者名/発表者名
      Kudo Takanori、Kimura Tomotaka、Fukuchi Yutaka、Hirata Kouji
    • 雑誌名

      Optical Switching and Networking

      巻: 40 ページ: 100604-100604

    • DOI

      10.1016/j.osn.2021.100604

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Design of low power all-optical networks under the constraint of four-wave mixing2020

    • 著者名/発表者名
      K. Hirata, T. Kimura, Y. Fukuchi, and M. Muraguchi
    • 雑誌名

      International Journal of Communication Systems

      巻: Online First 号: 11 ページ: 1-17

    • DOI

      10.1002/dac.4430

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書 2019 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Residual Capacity-Aware Virtual Machine Assignment for Reducing Network Loads in Multi-tenant Data Center Networks2019

    • 著者名/発表者名
      T. Kimura, T. Suzuki, K. Hirata, and M. Muraguchi
    • 雑誌名

      Journal of Network and Systems Management

      巻: First Online 号: 4 ページ: 1-23

    • DOI

      10.1007/s10922-019-09492-1

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] P4による負荷分散ルーティング手法の実装の検討2022

    • 著者名/発表者名
      加重 健太郎, 三浦 秀芳, 平田 孝志
    • 学会等名
      電気学会通信研究会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] Multi-armed bandit-based routing method for in-network caching2021

    • 著者名/発表者名
      G. Tabei, Y. Ito, T. Kimura, and K. Hirata
    • 学会等名
      Asia-Pacific Signal and Information Processing Association Annual Summit and Conference (APSIPA ASC 2021)
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 障害発生を考慮した仮想マシン配置によるエッジコンピューティング設計2021

    • 著者名/発表者名
      平田 孝志, 三浦 秀芳, 木村 共孝
    • 学会等名
      電気学会通信研究会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] ネットワーク内キャッシュのための多腕バンディットアルゴリズムに基づくルーティング手法2021

    • 著者名/発表者名
      田部井 元, 伊藤 友輔, 木村 共孝, 平田 孝志
    • 学会等名
      電気学会通信研究会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 遺伝的アルゴリズムを用いたエッジサーバの配置手法の検討2021

    • 著者名/発表者名
      花岡 昂佑, 伊藤 友輔, 木村 共孝, 平田 孝志
    • 学会等名
      電気学会通信研究会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] エッジコンピューティング環境におけるSA法を用いたサーバ配置と仮想マシン割り当ての同時最適化の検討2021

    • 著者名/発表者名
      竹田 彩香, 木村 共孝, 平田 孝志
    • 学会等名
      電気学会通信研究会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] マルチコアファイバネットワークにおけるクロストーク制限下の経路選択及び周波数割当手法2021

    • 著者名/発表者名
      近藤 広斗, 福地 裕, 平田 孝志
    • 学会等名
      電気学会通信研究会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] エラスティック光パスネットワークに対する仮想ネットワーク埋め込みにおける資源利用の最適化2021

    • 著者名/発表者名
      吉村 勇樹, 平田 孝志
    • 学会等名
      電気学会通信研究会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] ドローンネットワークにおける連結性を考慮した最適ドローン配置2021

    • 著者名/発表者名
      大隅 博文, 木村 共孝, 平田 孝志, 程 俊
    • 学会等名
      電気学会通信研究会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] NFV環境におけるネットワーク負荷低減のためのVNF配置手法の検討2021

    • 著者名/発表者名
      四方 航輔, 平田 孝志
    • 学会等名
      電気学会通信研究会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] Optimization of virtual machine placement for balancing network and server load in edge computing environments2020

    • 著者名/発表者名
      S. Nangu, T. Kimura, K. Hirata
    • 学会等名
      Asia-Pacific Signal and Information Processing Association Annual Summit and Conference (APSIPA ASC 2020)
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Joint optimization of edge server and virtual machine placement in edge computing environments2020

    • 著者名/発表者名
      A. Takeda, T. Kimura, K. Hirata
    • 学会等名
      Asia-Pacific Signal and Information Processing Association Annual Summit and Conference (APSIPA ASC 2020)
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Decision method of link protection with convolutional neural networks2020

    • 著者名/発表者名
      Y. Nagasawa, T. Kimura, and K. Hirata
    • 学会等名
      the 6th International Symposium on Electrical Engineering and Computer Science
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Optimization of VM placement considering link and edge server loads in edge computing environments2020

    • 著者名/発表者名
      S. Nangu, T. Kimura, and K. Hirata
    • 学会等名
      the 6th International Symposium on Electrical Engineering and Computer Science
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] エッジコンピューティング環境におけるノード/リンク障害を考慮した仮想マシン配置の検討2020

    • 著者名/発表者名
      上野 拓海, 平田 孝志
    • 学会等名
      電子情報通信学会ネットワークシステム研究会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] SDNにおけるTCAMの利用効率を考慮したフローエントリの割当手法2020

    • 著者名/発表者名
      濱田 恭平, 平田 孝志
    • 学会等名
      電子情報通信学会ネットワークシステム研究会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] エラスティック光パスネットワークにおけるコア間クロストークを考慮した静的RMLSA手法2020

    • 著者名/発表者名
      米田 真大, 近藤 広斗, 福地 裕, 平田 孝志
    • 学会等名
      電子情報通信学会ネットワークシステム研究会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] コンテンツ人気度の地域的な偏りを考慮したネットワーク内キャッシュ管理手法2020

    • 著者名/発表者名
      福島 健人, 平田 孝志
    • 学会等名
      電子情報通信学会ネットワークシステム研究会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] エッジコンピューティング環境におけるサーバ配置と仮想マシン配置の同時最適化の検討2020

    • 著者名/発表者名
      竹田 彩夏, 木村 共孝, 平田 孝志
    • 学会等名
      電気学会通信研究会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] エッジコンピューティング環境における負荷を考慮したVM配置最適化2020

    • 著者名/発表者名
      南宮 翔太, 木村 共孝, 平田 孝志
    • 学会等名
      電気学会通信研究会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 畳み込みニューラルネットワークを用いた保護リンク決定法2020

    • 著者名/発表者名
      長澤 由利奈, 木村 共孝, 平田 孝志
    • 学会等名
      電気学会通信研究会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] Static routing and spectrum allocation for mitigating crosstalk in multi-core fiber networks2019

    • 著者名/発表者名
      H. Kondo, T. Kimura, Y. Fukuchi, and K. Hirata
    • 学会等名
      IEEE International Conference on Consumer Electronics - Taiwan (IEEE ICCE-TW 2019)
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書 2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Estimation method of network availability with convolutional neural networks2019

    • 著者名/発表者名
      Y. Nagasawa, T. Kimura, T. Kudo, and K. Hirata
    • 学会等名
      IEEE International Conference on Consumer Electronics - Taiwan (IEEE ICCE-TW 2019)
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Evaluation of edge cloud server placement for edge computing environments2019

    • 著者名/発表者名
      A. Takeda, T. Kimura, and K. Hirata
    • 学会等名
      IEEE International Conference on Consumer Electronics - Taiwan (IEEE ICCE-TW 2019)
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書 2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Routing method to reduce network loads in NFV environments2019

    • 著者名/発表者名
      K. Shikata, K. Hamada, T. Kimura, and K. Hirata
    • 学会等名
      the 14th International Symposium in Science and Technology (ISST 2019)
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] CNNを用いたネットワーク可用性の推定手法2019

    • 著者名/発表者名
      長澤 由利奈, 木村 共孝, 工藤 隆則, 平田 孝志
    • 学会等名
      電子情報通信学会コミュニケーションクオリティ研究会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] エッジコンピューティング環境における仮想マシン配置手法の検討2019

    • 著者名/発表者名
      南宮 翔太, 木村 共孝, 平田 孝志
    • 学会等名
      電気学会通信研究会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] エッジコンピューティング環境における仮想マシン配置を考慮したトラフィックルーティング最適化2019

    • 著者名/発表者名
      上野 拓海, 木村 共孝, 平田 孝志
    • 学会等名
      電気学会通信研究会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] エッジコンピューティング環境におけるエッジクラウドサーバ配置の最適化2019

    • 著者名/発表者名
      竹田 彩夏, 木村 共孝, 平田 孝志
    • 学会等名
      電気学会通信研究会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] NFV環境におけるネットワーク負荷低減のためのルーティング手法2019

    • 著者名/発表者名
      四方 航輔, 濱田 恭平, 木村 共孝, 平田 孝志
    • 学会等名
      電気学会通信研究会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] Popularity-based content cache management for in-network caching2019

    • 著者名/発表者名
      T. Fukushima, M. Iio, K. Hirata, and M. Yamamoto
    • 学会等名
      the 33rd International Conference on Information Networking (ICOIN 2019)
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] P4による複数ルーティング構成法の実装評価2019

    • 著者名/発表者名
      平田 孝志, 橘 拓至
    • 学会等名
      電子情報通信学会総合大会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] Routing and spectrum allocation method to avoid the generation of crosstalk and the blocking of lightpath establishment in multi-core fiber networks2018

    • 著者名/発表者名
      T. Kimura, K. Goto, K. Morita, K. Hirata, Y. Fukuchi, and M. Muraguchi
    • 学会等名
      the 14th Advanced International Conference on Telecommunications (AICT 2018)
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Traffic routing optimization considering virtual machine placement for edge computing environments2018

    • 著者名/発表者名
      T. Ueno, T. Kimura, and K. Hirata
    • 学会等名
      the 5th International Symposium on Electrical Engineering and Computer Science
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Replacement method of TCAM cache rules considering their dependency in SDN2018

    • 著者名/発表者名
      K. Hamada and K. Hirata
    • 学会等名
      the 13th International Symposium in Science and Technology (ISST 2018)
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 電力消費を考慮したエラスティック光パスネットワーク設計手法2018

    • 著者名/発表者名
      工藤 隆則, 木村 共孝, 平田 孝志
    • 学会等名
      電子情報通信学会ネットワークシステム研究会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] SDNにおけるTCAMキャッシュルールの置換手法2018

    • 著者名/発表者名
      濱田 恭平, 平田 孝志
    • 学会等名
      電気学会通信研究会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書

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公開日: 2018-04-23   更新日: 2023-01-30  

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