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2016 Fiscal Year Annual Research Report

データセントリック新世代光ネットワーキングの研究

Research Project

Project/Area Number 26220905
Research InstitutionNagoya University

Principal Investigator

佐藤 健一  名古屋大学, 工学研究科, 教授 (00377805)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 神野 正彦  香川大学, 工学部, 教授 (10503550)
森 洋二郎  名古屋大学, 工学研究科, 助教 (10722100)
長谷川 浩  名古屋大学, 工学研究科, 准教授 (40323802)
Project Period (FY) 2014-05-30 – 2019-03-31
Keywordsフォトニックネットワーク / 波長多重伝送 / コヒーレント通信 / 光クロスコネクト / 光アド・ドロップマルティプレクサ / 空間多重
Outline of Annual Research Achievements

(1)フレキシブル超大容量光ノード構成技術に関しては、これまで進めて来た光パスをバンドルしてルーティングし、一方add/dropにおいては波長毎に処理する GRE(Grouped Routing Entity)を用いた方式、に加え,波長毎並びにバンドルでのルーティングを併用するVDR (Virtual Direct Routing)の有効性の検証評価を開始した。また、大規模ノードの開発に関しては、各種の要素光部品の試作を進めた。
(2)フレキシブルコヒーレント光伝送技術に関しては、従来のコヒーレント伝送では不要で有ったが、周波数利用効率の高い Nyquist WDM (132-channel 32-Gbaud DP-QPSK or DP-16QAM) 信号においても劣化の無い伝送を可能とする波長可変フィルタを新たに開発した。また、コヒーレント変復調方式における、大規模光波長スイッチにおけるクロストークは、(1) で開発した新たなノード構成で解決できることがわかった。さらに、コヒーレント伝送における特性向上に関し、新たにレーザのスペクトル線幅を計測する技術を開発した。
(3) エラスティック光パスネットワーキング技術に関しては、各種SDMファイバに共通して対応可能な集積化波長選択スイッチ(WSS)アーキテクチャを考案し、特許出願を行った。本アーキテクチャに基づくWSSは、LCoSの分割とジョイントスイッチングの2つの機構により、波長多重された空間スーパーチャンネルを経済的にスイッチングすることが可能になる。考案したWSSについて基本機能ブロックの第一次試作品の性能評価を行っている。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

1: Research has progressed more than it was originally planned.

Reason

(1)フレキシブル超大容量光ノード構成技術に関しては,光パスをバンドルしてルーティングし,一方add/dropにおいては波長毎に処理する GRE方式,並びに波長毎並びにバンドルでのルーティングを併用するVDR により,多ノード経由における光フィルタ機構による伝達特性劣化を最小化できることを実証した.また,大規模ノードの開発に関しては,各種の新しい構成を考案することにより,増設性に優れた経済的に大規模化が可能なノード構成を明らかにするとともに,各種の要素光部品(超小型チューナブル光フィルタ,低ロス集積化波長ルーティング部等)を開発した.
(2)フレキシブルコヒーレント光伝送技術に関しては,従来のコヒーレント伝送では不要で有ったが,周波数利用効率の高い Nyquist WDM 信号においても劣化の無い伝送を実現する波長可変フィルタを新たに開発した.また,コヒーレント変復調方式における,大規模光波長スイッチにおけるクロストークは,(1) で開発した新たな転送方式で解決できることがわかった.さらに,コヒーレント伝送における特性向上に関し,新たなレーザのスペクトル線幅を計測する技術を開発した.
(3) エラスティック光パスネットワーキング技術に関しては,多次元の自由度を駆使したフレキシブルネットワークアーキテクチャとノードアーキテクチャについて検討が順調に進み、それぞれ、国際的に知名度の高いジャーナルに掲載ずみである.また,考案したノードアーキテクチャを実現するためのハードウェアについて,国内特許出願と基本機能ブロックの試作を進めており,現在第一次試作の性能評価を実施中である.当初の目標を上回る研究の進展が見込まれる。
以上の検討によりこれ迄の期間で大きく研究が進展し,本研究終了時には,当初の目標を超える成果が見込まれる.

Strategy for Future Research Activity

課題(1)(2)に関してはこれ迄に得られた成果を基に29年度からは,さらに詳細なシステムの機能検証を行い,各種の伝送実験により提案方式のフィージビリティを評価する.また、最近重要性を増してきているデータセンタ間の効率的なネットワーキングの実現も目指す。(3)に関してはこれまでの試作で得られた結果を分析し、更なる特性向上を図る。

  • Research Products

    (43 results)

All 2017 2016

All Journal Article (10 results) (of which Peer Reviewed: 10 results,  Acknowledgement Compliant: 10 results) Presentation (29 results) (of which Int'l Joint Research: 21 results,  Invited: 8 results) Book (1 results) Patent(Industrial Property Rights) (3 results)

  • [Journal Article] Algorithm for raising OXC port count to meet traffic growth at minimum-cost2017

    • Author(s)
      Kosuke Sato, Yojiro Mori, Hiroshi Hasegawa, and Ken-ichi Sato
    • Journal Title

      IEEE/OSA J. Optical Commun. Network, JOCN

      Volume: Vol. 9 Pages: A263-A270

    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Large-scale optical switch utilizing multistage cyclic Arrayed-Waveguide Gratings for intra-datacenter interconnection2017

    • Author(s)
      Koh Ueda, Yojiro Mori, Hiroshi Hasegawa, and Ken-ichi Sato
    • Journal Title

      IEEE Photonics Journal

      Volume: Volume: 9 Pages: #:7800412

    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Tipping point for the future scalable OXC: What size MxM WSS is needed?2017

    • Author(s)
      M. Niwa Y. Mori, H. Hasegawa, and K. Sato
    • Journal Title

      IEEE/OSA J. Optical Commun. Network, JOCN

      Volume: Vol. 9 Pages: A.18-A.25

    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Unified Architecture of an Integrated SDM-WSS Employing a PLC-Based Spatial Beam Transformer Array for Various Types of SDM Fibers2017

    • Author(s)
      Masahiko Jinno, Yutaka Mori
    • Journal Title

      Journal of Optical Communications and Networking

      Volume: vol. 9 Pages: A198-A206

    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Elastic Optical Networking: Roles and Benefits in Beyond 100-Gb/s Era2017

    • Author(s)
      Masahiko Jinno
    • Journal Title

      Journal of Lightwave Technology

      Volume: vol.35 Pages: pp.1116-1124

    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] コンテンツプロバイダがもたらす環境変化と将来の光ネットワーク2016

    • Author(s)
      佐藤健一
    • Journal Title

      電子情報通信学会誌

      Volume: Vol. 99 Pages: pp.1053-1059

    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Disruption-Free Expansion of Protected Optical Path Networks that Utilize Subsystem Modular OXC Nodes2016

    • Author(s)
      Kosuke Sato, H. Hasegawa, and K. Sato
    • Journal Title

      IEEE/OSA J. Optical Commun. Network, JOCN

      Volume: VOL.8 Pages: pp.476-485

    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Large-scale and simple-configuration optical switch enabled by asymmetric-port-count sub-switches2016

    • Author(s)
      Koh Ueda, Yojiro Mori, Hiroshi Hasegawa, Ken-ichi Sato, and Toshio Watanabe
    • Journal Title

      IEEE Photonics Journal

      Volume: Volume: 8 Pages: #:0601610

    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Novel optical-node architecture utilizing asymmetric-multiport wavelength-selective switches2016

    • Author(s)
      Masaki Niwa, Y. Mori, H. Hasegawa, and K. Sato
    • Journal Title

      IEEE Photonics Journal

      Volume: Volume: 8 Pages: #:0601210

    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Effects of Adding/Dropping Nyquist WDM Superchannels on Linear and Nonlinear Transmission Impairments in an Elastic Optical Network2016

    • Author(s)
      Masahiko Jinno, Takuya Nakagawa, Yutaka Mori, Koichi Maru, Haruna Matsushita
    • Journal Title

      IEICE Transactions on Commun

      Volume: vol. 99 Pages: pp. 1669-1676

    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Presentation] Spectrally efficient photonic networks using subcarrier-multiplexed signals adaptive to distance and hop count2017

    • Author(s)
      Yuma Isono, Masaki Niwa, Yojiro Mori, Hiroshi Hasegawa, and Ken-ichi Sato
    • Organizer
      電子情報通信学会,2017年総合大会
    • Place of Presentation
      名城大学
    • Year and Date
      2017-03-25 – 2017-03-25
  • [Presentation] Optical Tunable Filter for Gridless ROADM2017

    • Author(s)
      Masaki Niwa, Yojiro Mori, Hiroshi Hasegawa, Ken-ichi Sato
    • Organizer
      OSA The Optical Fiber Communication Conference and Exhibition (OFC)
    • Place of Presentation
      Los Angels
    • Year and Date
      2017-03-19 – 2017-03-23
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Dynamic Control of Coarse/Fine Hybrid Granular Routing Optical Networks2017

    • Author(s)
      Yusaku Ito, Yojiro Mori, Hiroshi Hasegawa, Ken-ichi Sato
    • Organizer
      OSA The Optical Fiber Communication Conference and Exhibition (OFC)
    • Place of Presentation
      Los Angels
    • Year and Date
      2017-03-19 – 2017-03-23
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Highly Reliable Large-Scale Optical Cross-Connect Architecture Utilizing MxM Wavelength-Selective Switches2017

    • Author(s)
      Shuhei Yamakami, Masaki Niwa, Yojiro Mori, Hiroshi Hasegawa, Ken-ichi Sato
    • Organizer
      OSA The Optical Fiber Communication Conference and Exhibition (OFC)
    • Place of Presentation
      Los Angels
    • Year and Date
      2017-03-19 – 2017-03-23
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Novel Intra- and Inter-Datacenter Converged Network Exploiting Space- and Wavelength-Dimensional Switches2017

    • Author(s)
      Koh Ueda, Yojiro Mori, Hiroshi Hasegawa, and Ken-ichi Sato
    • Organizer
      OSA The Optical Fiber Communication Conference and Exhibition (OFC)
    • Place of Presentation
      Los Angels
    • Year and Date
      2017-03-19 – 2017-03-23
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 動的ネットワークにおけるスケーラブル光クロスコネクトの性能評価2017

    • Author(s)
      橋本涼太,森洋二郎,長谷川浩,佐藤健一
    • Organizer
      電子情報通信学会フォトニックネットワーク研究会、第2種研究会学生ワークショップ
    • Place of Presentation
      沖縄
    • Year and Date
      2017-03-07 – 2017-03-07
  • [Presentation] イントラデータセンタ用大規模光スイッチの設計2017

    • Author(s)
      永井宏樹,森洋二郎,長谷川浩,佐藤健一
    • Organizer
      電子情報通信学会フォトニックネットワーク研究会、第2種研究会学生ワークショップ
    • Place of Presentation
      沖縄
    • Year and Date
      2017-03-07 – 2017-03-07
  • [Presentation] Impairment mitigation in non-coherent optical transmission enabled with machine learning for intra-datacenter networks2017

    • Author(s)
      Keisuke Ito, Masaki Niwa, Koh Ueda, Yojiro Mori, Hiroshi Hasegawa and Ken-ichi Sato
    • Organizer
      Photonics West
    • Place of Presentation
      San Francisco
    • Year and Date
      2017-01-28 – 2017-02-02
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 三波干渉によるレーザ線幅測定技術2017

    • Author(s)
      山岡修平,森洋二郎,長谷川浩,佐藤健一
    • Organizer
      レーザー学会学術講演会第37回年次大会
    • Place of Presentation
      徳島大学常三島キャンパス
    • Year and Date
      2017-01-08 – 2017-01-08
  • [Presentation] What are the keys to create flexible, scalable and cost-effective OXC/ROADM?2016

    • Author(s)
      Ken-ichi Sato
    • Organizer
      Asia Communications and Photonics Conference (ACP 2016)
    • Place of Presentation
      Wuhan, China
    • Year and Date
      2016-11-02 – 2016-11-02
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] Large-scale intra-datacenter switch using silicon-photonic multicast switches and tunable filters2016

    • Author(s)
      Yojiro Mori, Koh Ueda, Keijiro Suzuki, Hiroyuki Matsuura, Ken Tanizawa, Satoshi Suda, Kazuhiro Ikeda, Shu Namiki, Hitoshi Kawashima, Shigeru Nakamura, Shigeyuki Yanagimachi, Akio Tajima, and Ken-ichi Sato
    • Organizer
      VICTORIES Symposium
    • Place of Presentation
      Akihabara
    • Year and Date
      2016-11-01 – 2016-11-01
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Experimental demonstration of 2,160x2,160 optical circuit switch for intra-datacenter networking2016

    • Author(s)
      Koh Ueda, Yojiro Mori, Hiroshi Hasegawa, Hiroyuki Matsuura, Kiyo Ishii, Haruhiko Kuwatsuka, Shu Namiki, and Ken-ichi Sato
    • Organizer
      2016 Photonics Society Conference (IPC)
    • Place of Presentation
      Hawaii
    • Year and Date
      2016-10-02 – 2016-10-06
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Highly reliable and cost effective large scale optical cross-connect architecture2016

    • Author(s)
      Shuhei Yamakami, Masaki Niwa, Yojiro Mori, Hiroshi Hasegawa, and Ken-ichi
    • Organizer
      2016 Photonics Society Conference (IPC)
    • Place of Presentation
      Hawaii
    • Year and Date
      2016-10-02 – 2016-10-06
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Demonstration of Virtual Direct Link Optical Networks2016

    • Author(s)
      Yusaku Ito, Masaki Niwa, Koh Ueda, Yojiro Mori, Hiroshi Hasegawa, and Ken-ichi Sato
    • Organizer
      2016 Photonics Society Conference (IPC)
    • Place of Presentation
      Hawaii
    • Year and Date
      2016-10-02 – 2016-10-06
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Novel Optical-Node Architecture Utilizing Asymmetric-Multiport Wavelength-Selective Switches2016

    • Author(s)
      Masaki Niwa, Yojiro Mori, Hiroshi Hasegawa, and Ken-ichi Sato
    • Organizer
      2016 Photonics Society Conference (IPC)
    • Place of Presentation
      Hawaii
    • Year and Date
      2016-10-02 – 2016-10-06
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] 定期的な設備増設状況下におけるグループ化光パスルーティングネットワークの性能評価2016

    • Author(s)
      齋藤裕,森洋二郎,長谷川浩,佐藤健一
    • Organizer
      電子情報通信学会,2016年ソサイエティ大会
    • Place of Presentation
      北海道大学
    • Year and Date
      2016-09-21 – 2016-09-21
  • [Presentation] 周期的な設備増設を考慮したセミフレキシブルグリッド光ネットワークの性能評価2016

    • Author(s)
      安田拓真,森洋二郎,長谷川浩,佐藤健一
    • Organizer
      電子情報通信学会,2016年ソサイエティ大会
    • Place of Presentation
      北海道大学
    • Year and Date
      2016-09-21 – 2016-09-21
  • [Presentation] データセンタ用大規模光スイッチの設計2016

    • Author(s)
      永井宏樹,上田 恒,森洋二郎,長谷川浩,佐藤健一
    • Organizer
      電子情報通信学会,2016年ソサイエティ大会
    • Place of Presentation
      北海道大学
    • Year and Date
      2016-09-21 – 2016-09-21
  • [Presentation] Large-scale optical circuit switch for intra-datacenter networking using silicon-photonic multicast switch and tunable filter2016

    • Author(s)
      Koh Ueda, Yojiro Mori, Hiroshi Hasegawa, Keijiro Suzuki, Hiroyuki Matsuura, Ken Tanizawa, Satoshi Suda, Kazuhiro Ikeda, Shu Namiki, Hitoshi Kawashima, Shigeru Nakamura, Shigeyuki Yanagimachi, Akio Tajima, and Ken-ichi Sato
    • Organizer
      42nd European Conference and Exhibition on Optical Communication (ECOC 2016)
    • Place of Presentation
      Dusseldorf
    • Year and Date
      2016-09-18 – 2016-09-22
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] MxM WSS based ROADM architecture with topology-insensitive routing performance2016

    • Author(s)
      Masaki Niwa, Yojiro Mori, Hiroshi Hasegawa, and Ken-ichi Sato
    • Organizer
      42nd European Conference and Exhibition on Optical Communication (ECOC 2016)
    • Place of Presentation
      Dusseldorf
    • Year and Date
      2016-09-18 – 2016-09-22
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Optical networking utilizing virtual direct links2016

    • Author(s)
      Yusaku Ito, Yojiro Mori, Hiroshi Hasegawa, Ken-ichi Sato
    • Organizer
      42nd European Conference and Exhibition on Optical Communication (ECOC 2016)
    • Place of Presentation
      Dusseldorf
    • Year and Date
      2016-09-18 – 2016-09-22
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Spectral-efficiency maximization with subcarrier-multiplexed hybrid-qam signals adaptive to distance and hop count2016

    • Author(s)
      Yuma Isono, Masaki Niwa, Yojiro Mori, Hiroshi Hasegawa, Ken-ichi Sato
    • Organizer
      42nd European Conference and Exhibition on Optical Communication (ECOC 2016)
    • Place of Presentation
      Dusseldorf
    • Year and Date
      2016-09-18 – 2016-09-22
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Roles and Benefits of Elastic Optical Networks in Beyond 100-Gb/s Era2016

    • Author(s)
      Masahiko Jinno
    • Organizer
      42nd European Conference on Optical Communication, 2016
    • Place of Presentation
      Dusseldorf
    • Year and Date
      2016-09-18 – 2016-09-22
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] Recent progress in large-scale optical switches for intra-datacenter interconnection2016

    • Author(s)
      Koh Ueda, Yojiro Mori, Hiroshi Hasegawa, and Ken-ichi Sato
    • Organizer
      PIERS
    • Place of Presentation
      上海
    • Year and Date
      2016-08-08 – 2016-08-09
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] Impact of node/fiber/wss degrees in creating cost effective OXCs2016

    • Author(s)
      Ken-ichi Sato
    • Organizer
      ICTON 2016
    • Place of Presentation
      Italy
    • Year and Date
      2016-07-10 – 2016-07-14
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] Spectral Efficient grouped routing network that applies dynamic optical path grooming2016

    • Author(s)
      Yuki Terada, Yojiro Mori, Hiroshi Hasegawa, and Ken-ichi Sato
    • Organizer
      OECC/PS 2016
    • Place of Presentation
      Niigata
    • Year and Date
      2016-07-03 – 2016-07-07
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Optical networking and node technologies for creating cost effective bandwidth abundant networks2016

    • Author(s)
      Ken-ichi Sato
    • Organizer
      OECC/PS 2016 (The 21st OptoElectronics and Communications Conference/International Conference on Photonics in Switching 2016)
    • Place of Presentation
      Niigata
    • Year and Date
      2016-07-03 – 2016-07-07
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] How optical technologies can compensate the imminent demise of Moore's law?2016

    • Author(s)
      Ken-ichi Sato
    • Organizer
      2016 IEEE 17th International Conference on High Performance Switching and Routing (HPSR 2016)
    • Place of Presentation
      Yokohama
    • Year and Date
      2016-06-14 – 2016-06-17
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] データセンタネットワークと光スイッチング2016

    • Author(s)
      佐藤 健一
    • Organizer
      第4回フォトニックス・イノベーションセミナー
    • Place of Presentation
      東京大学生産技術研究所
    • Year and Date
      2016-05-25 – 2016-05-25
    • Invited
  • [Book] Elastic Optical Networks, Architectures, Technologies, and Control2016

    • Author(s)
      G. Zeravas, E. H.-Salas, T. Polity, S. Frigerio, and K. Sato
    • Total Pages
      299
    • Publisher
      Springer International Publishing
  • [Patent(Industrial Property Rights)] 線幅測定装置2016

    • Inventor(s)
      森洋二郎、佐藤健一、長谷川浩、山岡修平
    • Industrial Property Rights Holder
      森洋二郎、佐藤健一、長谷川浩、山岡修平
    • Industrial Property Rights Type
      特許
    • Industrial Property Number
      特願2016-244574
    • Filing Date
      2016-12-16
  • [Patent(Industrial Property Rights)] 光検波装置、光特性解析装置、光検波方法2016

    • Inventor(s)
      森洋二郎、佐藤健一、長谷川浩
    • Industrial Property Rights Holder
      森洋二郎、佐藤健一、長谷川浩
    • Industrial Property Rights Type
      特許
    • Industrial Property Number
      特願2016-249332
    • Filing Date
      2016-12-22
  • [Patent(Industrial Property Rights)] 波長選択スイッチ、及び光ノード装置2016

    • Inventor(s)
      神野正彦、森裕
    • Industrial Property Rights Holder
      神野正彦、森裕
    • Industrial Property Rights Type
      特許
    • Industrial Property Number
      特願2016-037739
    • Filing Date
      2016-04-01

URL: 

Published: 2018-01-16  

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