データセンタネットワークのための大規模光スイッチ構成法に関する研究

本研究では将来のデータセンタで必要とされる，多ポートかつ低消費電力を両立する光スイッチングシステムの構築を目的とし，具体的に以下の5つの目標を申請書中で掲げた．①ポート数の拡大，②ポート当りの信号速度向上，③スイッチングの高速化，④データセンタネットワークアーキテクチャの最適化，⑤アレイ導波路回折格子の新たなアプリケーションの模索本年度は主に①，③，④について検討を行った．①，③に関しては，これまでに作成した1440x1440及び2160x2160という大規模スイッチの高速動作についてより詳細な実験を行い、招待論文として出版した[1]．現在用いられている方式のスイッチでは規模は320x320程度であり，更にその規模の二乗に比例して作成コスト及び難度が上昇するため，提案スイッチ構成は非常に大きなインパクトを持つといえる．④に関しては，今後益々重要となっていくデータセンタ同士での通信も考慮したデータセンタ内・データセンタ間ネットワーク及びそれに適したデータ伝送方式を検討した．通信にかかるコスト要因は，大きく伝送路コストと送受信機コストにわけることが出来る．データセンタ内通信は短距離通信であるが，多数の送受信機が必要になる為，伝送路コストに比べ送受信機コストが多くを占める．一方でデータセンタ間通信では，100km以上の伝送路が必要になるため，伝送路コストが主になる．私はこの違いを最大限活かすために，データセンタ間とデータセンタ内で通信方式を変え，更に上述の大規模光スイッチに双方の送受信機を接続することで，安価に大規模なデータセンタネットワークが構築可能なことを示した．またデータセンタ間通信においては，Inphase, Quadratureを独立に使用する方式を検討した．

本研究では将来のデータセンタで必要とされる，多ポートかつ低消費電力を両立する光スイッチングシステムの構築を目的とし，具体的に以下の5つの目標を申請書中で掲げた．①ポート数の拡大，②ポート当りの信号速度向上，③スイッチングの高速化，④データセンタネットワークアーキテクチャの最適化，⑤アレイ導波路回折格子の新たなアプリケーションの模索本年度は主に①，③，④について検討を行った．①，③に関しては，これまでに作成した1440x1440及び2160x2160という大規模スイッチの高速動作についてより詳細な実験を行い、招待論文として出版した[1]．現在用いられている方式のスイッチでは規模は320x320程度であり，更にその規模の二乗に比例して作成コスト及び難度が上昇するため，提案スイッチ構成は非常に大きなインパクトを持つといえる．④に関しては，今後益々重要となっていくデータセンタ同士での通信も考慮したデータセンタ内・データセンタ間ネットワーク及びそれに適したデータ伝送方式を検討した．通信にかかるコスト要因は，大きく伝送路コストと送受信機コストにわけることが出来る．データセンタ内通信は短距離通信であるが，多数の送受信機が必要になる為，伝送路コストに比べ送受信機コストが多くを占める．一方でデータセンタ間通信では，100km以上の伝送路が必要になるため，伝送路コストが主になる．私はこの違いを最大限活かすために，データセンタ間とデータセンタ内で通信方式を変え，更に上述の大規模光スイッチに双方の送受信機を接続することで，安価に大規模なデータセンタネットワークが構築可能なことを示した．またデータセンタ間通信においては，Inphase, Quadratureを独立に使用する方式を検討した．