成果報告書詳細
管理番号20120000000356
タイトル*平成23年度中間年報 グリーンネットワーク・システム技術研究開発プロジェクト(グリーンITプロジェクト)/革新的省エネルギーネットワーク・ルータ技術の研究開発/IT社会を遠望した、情報の流れと情報量の調査研究/社会インフラとしてのネットワークのモデル設計と総合評価
公開日2012/6/13
報告書年度2011 - 2011
委託先名独立行政法人産業技術総合研究所 国立大学法人名古屋大学 日本電気株式会社
プロジェクト番号P08017
部署名省エネルギー部
和文要約1. 研究開発の内容及び成果等
(1) 事業目的、概要
省エネルギーという観点から、今後のネットワークトラフィックの性質および容量を予測し、消費エネルギーを大きく削減できるネットワークモデルへの適用可能性を調査する。この調査に基づき、従来のパケット交換網と光パス網などの新しいルーティング方式を組み合わせることにより、予想されるトラフィックの増大を考慮しても30%の消費エネルギー削減を実現できるネットワークのモデル設計と総合評価を行う。
(2) 平成23年度の研究成果
[1]「a)IT社会を遠望した、情報の流れと情報量の調査研究」(産総研)
H20-H21に調査したトラフィックの粒度に関する調査内容を最新の情報に基づいて更新し、将来のトラフィック粒度分布予測モデルを再検討・更新した。また、テーマc) オと協力し、総合評価のためのトラフィック・トポロジモデルの構築を行った。H23年度は、東京地区に配置されたデータセンターにトラフィックが一極集中するモデルを想定して、アクセス網・メトロ網・コア網の3階層モデルのネットワークの各部のトラフィック量の推定と、ネットワーク全体を電気スイッチで構成した場合の消費電力の算出を行った。また、さまざまな文献等で示されているネットワークのトラフィックおよび消費電力の数値・モデルの整合性を確認した。
英文要約Title: Research and Development Project for Green Network/System Technology(Green IT Project)/[2]R&D of innovative energy-saving network router technology/a)survey on information flow and volume with a vision of an IT-based society, c)model design and comprehensive evaluation of information networks as social infrastructure (FY2008-FY2012) FY2011 Annual Report

For the theme a), Evaluation results of the investigation we already conducted were updated. In cooperation with theme c)5, 3-layer topology model and traffic model of Internet in Japan were constructed. Based on the model, power consumption of Internet until the year of 2020, when existing electric routers are used, was estimated. For the theme c), the following four R&D were conducted. 1) Multi-level path bandwidth engineering technologies considering different services and traffic characteristics: Numerical experiments using several real Internet traffic data sets show the degree of reduction in power consumption that can be achieved using our proposed dynamic router performance control algorithm. We also assessed the impact of utilizing electrical cross-connects for the intermediate grooming and 3R regeneration of wavelength paths in a hybrid hierarchical optical path network. Simulation results proved that they offer a significant cost reduction.2) Investigation and evaluation of energy savings by cut-through routing node systems: (i) We examined the 1:N protection scheme against transponder failures and developed control FPGA source codes were verified. We also evaluated recovery time from transponder failures and confirmed 100-msec recovery time. (ii) We estimated one-day power consumption and showed that the power of "the lowest power saving mode" should be 20 % against normal mode for achieving 60 % power consumption. We newly designed 40-Gbps DC transponder's circuit and estimated 4 % power consumption at the lowest power saving mode, that is possible to achieve 50 % power consumption. 3) Investigation of optical regeneration technology for optical path networks: Capabilities of optical regeneration schemes were investigated using HNLF-based regenerators. Based on 43-Gb/s RZ-DPSK signal, the regenerative condition was confirmed over 20-nm operation wavelength range. A paper which includes the wide-operation range results was accepted to Optics Express. We also obtained energy-saving effects using an optical transmission simulator. The results show energy-saving effects become available over 40 Gb/s transmission speed. 4) Investigation and evaluation of schemes to select a least energy consuming routing method based on characteristics of the application: This FY, we introduced commercial OpenFlow switches to our prototype and evaluated performance in terms of switching speed. Also, we participated in standardization activities of an interface to request a network path from applications at Open Grid Forum, and conducted an experiment to show feasibility of the interface. 5) Based on the theme a), we have finished preparation works for making unified testing environment using a designed network model. NEC node systems, Nagoya Univ. node devices, and AIST regenerator/routing system will be integrated into an experimental environment as optical path networks.
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