2019 Fiscal Year Annual Research Report
空間分割多重型エラスティック光網制御及び密連携する分散エッジノード応用基盤の研究
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17H00734
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| Research Institution | Osaka Prefecture University |
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Principal Investigator |
戸出 英樹 大阪府立大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (20243181)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
廣田 悠介 国立研究開発法人情報通信研究機構, ネットワークシステム研究所ネットワーク基盤研究室, 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)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2022-03-31
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| 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 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
（ア）SDM-EONネットワーク設計技術の実績として、周波数スロット資源設計問題に対し、「クロストーク（XT）禁止」の概念を適応的に導入する方式を論文投稿した（引用不備により不採択となったため再投稿準備中）。また、その発展として、周波数スロット軸におけるXTの許容耐性度に対するバイアスを加味し、ホップ数に応じて低ホップパスを長波長側から、長ホップパスを短波長側から優先的に割り当てる優先制御を基本設計した。さらに、複数のファイバ内コアに優先度を設け、その優先度に基づくFFを行う方式との融合方式に関して、基本性能評価を行った。一方、XTに関する「ノード内干渉度」を指標化した上でコスト制約条件とすることで、各ノード内のXTのインパクトを目標制限値以下に抑制しつつファイバ内XTによる信号劣化も同時に抑制できる提案手法を国際会議で発表した。ルーチング面の拡張として，NICTの光統合網テストベッド上で、光適応的マルチキャスト機能、およびマルチコアファイバを想定したコア別経路の動的切替制御の実証実験を行い、その有効性を確認した。さらに、機械学習を用いた光パケット動的切替制御を確立し国際発表も行った。
（イ）多数のノード集合を連携するSDM-EON光ネットワーキング応用技術に関して、EONに亘るCDN環境におけるコンテンツ移動複製・取得制御手法を確立し、国際会議発表を行った。また、自律分散的にサービス機能や計算機資源と経路の組を決定する手法について論文執筆を終え無事に採択されるに至った。これと関連して、最終年度の基本的なサービス機能チェイニングの準備を整えた。RSCMA制御コア部の実証実験として、制御部を含めた経路切替え，マルチコアファイバを想定した擬似的な経路切り替えについての基本実証実験を一部前倒しで実施し、基本結果を学会発表にまでこぎつけた。
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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
課題（ア）のBest-Effort XT+ Strict and Simple XT ＋ RSCMA + Routing に関して、予定通り、平成30年度に設計した手法を厳密化し、そのうえでIEEE/OSA JOCN論文誌に投稿に至った。文献引用の不備が指摘され、不採択となったが、改訂版を執筆し、採録にこぎつける作業を進めている。さらに、周波数の違いによるXT感度の不均質性を加味した方式拡張、低負荷環境でさらに良好な性能を上げられるよう、コア割当に関する優先度設定方式とハイブリッドさせる拡張方式の設計評価へと順調に進めており、それらの拡張をまとめて2020年度に発表する予定である。ファイバ＆ノードXTの双方を加味した方法も国際会議発表後に追加評価を行い、論文投稿に至っている。さらに、強化学習を適用した光パケットの適応的転送法についても国際会議発表、IEICE RISING研究会の依頼発表を行っている。課題（イ）に関しても、EONに亘るCDN環境におけるコンテンツ移動複製・取得制御手法を確立し、その成果は国際会議に採択された。光ネットワーク環境に適用可能なサービス機能（計算機資源を含む）チェインの探索及び設定方式についても、IEICEの論文に採択された。課題の過度の拡散を避けるため、広帯域デマンド収容や光パス/パケット統合網など一部のテーマは収束させているが、その分、最終年度の実証実験に向け、光統合網を用いた実証実験用テストベッド（NICT耐災害ICT研究センター）を用いた実証実験をNICTとの共同で実施しており、2件の基本実験の成果（動的マルチキャスティング、疑似的なマルチコアファイバ経路の動的切替制御）に関して学会発表を行った。さらに、最終年度に機能検証実験を行う予定のサービス機能チェイニングやコンテンツ取得機能実験についての下準備も順調に行えた。
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| Strategy for Future Research Activity |
（ア）SDM-EONネットワーク設計技術に関して、XT-aware RSCMA + Routingについては、周波数軸上のXT感度の不均質性を加味した拡張、コア割当に関する優先度設定とのハイブリッドなど、引き続き拡張を含めた手法の厳密な設計を行い成果発表につなげる。さらに特にルーチング面の拡張として、上記方式をベースにエニーキャストやサービスチェイニングを指向した拡張を検討する。ファイバ＆ノードXT については、SDMファイバのXTのみならず、ノードのスイッチ構造に応じた内部のXTをも考慮に入れたRSCMA制御を拡張設計する。特に、ノード内XTの出力ポートへの影響範囲が限定される環境下での方式拡張を進める。さらにサーベイを進め、周波数スロット軸への影響考慮など、ノード内XTをより定量的にモデル化し、新たな方式提案を行う。なお、広帯域デマンド収容、再生中継についても方式の洗練化を図る。
（イ）多数のノード集合を連携するSDM-EON光ネットワーキング応用技術に関して、距離・変調方式・コア・XT・経路を考慮に入れた複合経路設定手法について、テーブル管理ベースで複数の制約を同時に加味したSDM-EON光パス設定手法を確立する。SDM-EONに亘るCDN環境におけるコンテンツ移動複製・取得制御手法について、CDNのサロゲートエッジ間をSDM-EONで接続する環境を想定し，コンテンツの取得・複製・光パス設定行う手法を確立する。自律分散的にサービス機能や計算機資源と経路の組を決定する手法を確立し、そのベースを最終実験に組み込む準備を整える。RSCMA制御コア部の実証実験について、制御部を含めた経路切替え，マルチコアファイバを想定した擬似的な経路切り替えについての基本実証実験を進める。
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[Presentation] Selective Traffic Offloading Method Based on Learning of Downstream Congestion Status in Optical Packet Switching Node2019
Author(s)
Hideki Tode, Ryo Kojima, Yosuke Tanigawa, and Yusuke Hirota,
Organizer
Proceedings of OECC/PSC 2019 , P2, Oral, 3 pages, Fukuoka, Japan, Jul. 2019.
Int'l Joint Research
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