インターネットルータの宛先検索と同じ仕組みを光パケット交換システムで実現

2014年3月4日

独立行政法人 情報通信研究機構（NICT）

インターネットルータの宛先検索と同じ仕組みを光パケット交換システムで実現

【ポイント】
■光パケット交換システムの実用化に不可欠な宛先検索を実装した光パケットヘッダ処理装置を開発
■ルータに使われているLSI技術と比べ、宛先検索処理で20分の1、統計情報処理で5分の3の省電力LSIを搭載
■将来のネットワークを支える光パケット交換システムの実用化の加速が期待

　独立行政法人 情報通信研究機構（以下「NICT」、理事長: 坂内 正夫） (リンク ») とルネサス エレクトロニクス株式会社（以下「ルネサス」、代表取締役会長兼CEO： 作田 久男）は、将来の高速・低消費電力ネットワークの中核装置として期待される光パケット交換システムの実用化に不可欠な、現在のインターネットルータの宛先検索と同じ仕組みを実装した光パケットヘッダ処理装置を開発し、IPアドレスを利用した光パケット交換実験に世界で初めて成功しました。
　今回開発した光パケットヘッダ処理装置は、光パケットの宛先検索と通信トラフィックの統計情報蓄積の2種類の高速・省電力LSIを搭載しており、光パケット交換システムの一層の省エネ化を実現しました。インターネットのIPアドレスを利用した光パケット交換が可能となったことで、光パケット交換システムの実用化が加速することが期待されます。

本成果は、NICT光ネットワーク研究所のフォトニックネットワークの研究成果と、ルネサスがNICTから受託した「高度通信・放送研究開発委託研究」との連携成果です。

【背景】
　インターネットでは、光ファイバで高速伝送された光信号が、ネットワークの分岐点であるルータで、すべて電気信号に変換され、宛先別に振り分けられ、再び光信号に戻されて光ファイバで伝送されます。宛先別振り分けのために光電変換を繰り返すことと、年々増大する情報量に対応するための高速交換処理の必要性から、ICT機器の全消費電力の7分の1を占めると言われているルータの省電力化が求められています。
　交換処理を光信号のまま行うことで、高速・低消費電力を実現する光パケット交換システムの実現に向けた研究開発が進められていますが、パケットを宛先別に振り分けるための宛先検索処理やパケットの種類・量を蓄積する統計情報蓄積処理、パケット伝送の経路制御などのネットワーク制御処理が複雑になるという課題がありました。NICTでは、ルネサスと連携し、こうしたネットワーク管理を簡便化するための制御処理について研究開発を進めてきました。

【今回の成果】
　NICTとルネサスは、世界で初めて、インターネットルータの宛先検索と同じ仕組みを実装した光パケットヘッダ処理装置を開発し、光パケット交換実験に成功しました。
　今回の実験では、宛先検索だけでなく、交換に必要な宛先情報にインターネットと同じアドレス体系を利用していることから、インターネットとの親和性が高く、大規模ネットワークへの対応が可能であり、光パケット交換システムの実用化が加速されるものと期待されます。

【今後の展望】
　今後NICTは、ネットワークの経路制御機能について研究開発を進め、光パケット交換システムの機能向上を図ります。ルネサスは、光パケット交換システムを組み込んだインターネットを高速かつ低消費電力で支える新しいLSIを開発してまいります。さらに、両者でIPv6インターネットへの実用化を視野に、宛先検索機能の高度化や経路情報処理の効率化による一層の省電力化を進めます。
　なお、本研究成果について、平成26年3月7日（金）に、宮崎市で開催される「電子情報通信学会ネットワークシステム研究会」で発表します。