Green of ICT 研究所の取り組み

大容量データ通信サービスの急成長にともない、ネットワークのトラフィック量が増加を続けるなか、パケットデータの転送処理時に生じる遅延とともに、ルータなど通信装置の消費電力増加が大きな課題となっています。

NTTフォトニクス研究所では、光の高速性と電気の機能性を融合した光パケットルータの実現により、消費電力と遅延時間の大幅な低減をめざしています。

現在の電気ルータでは、全ての光パケットを電気に変換して処理する必要がありました。これに対し、光パケットルータでは光電気変換を最小限に削減できるため、消費電力と遅延の大幅な低減が可能となることから、光パケットスイッチング技術を駆使した低消費電力かつ大容量なメトロネットワークの実現に寄与すると期待されています。

2011年度から、独立行政法人情報通信研究機構（NICT）の委託研究として、大規模データセンタ内ネットワークの低電力化・大容量化・低遅延化に向けて、光パケットルータのさらなる高速化・低電力化・高機能化の研究をスタート。2015年度までに、データセンタ用光パケットルータの試作品を作製する計画です。

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通信トラフィックの増大に対応するために、現在主流となっている1Gbpsの速度の光アクセスシステム（GEPON）に比べて10倍の高速通信が可能な10Gbpsの次世代光アクセスシステム（10G-EPON）の研究開発が進められています。

NTTマイクロシステムインテグレーション研究所では、この次世代光アクセスシステムの局側装置（OLT：OpticalLine Terminal）とお客さま宅側装置（ONU：OpticalNetwork Unit）に求められる機能をそれぞれワンチップ化したLSIのチップセットを、世界に先駆けて開発しました。

このLSIの開発にあたっては、通信速度を現在の10倍に高めつつ、消費電力の増加を抑えることが重要な課題でした。そこで、お客さまがネットワーク機器を利用していない間はLSIの大部分の動作を自動的に停止し、利用時には瞬時に起動することで、使い勝手を犠牲にすることなく、LSIの電力削減を実現する「スリープ制御」機能を搭載しました。

2011年度は、OLT用のLSIがGE-PONと10G-EPON、双方のONUと同時に通信できることを確認しました。これにより、現在使用中のGE-PONに対応したネットワーク機器・装置類から、10G-EPON対応の次世代ネットワーク機器・装置類にスムーズに移行できます。現在のサービスを引き続きご利用されるお客さまは、それまでお使いの通信装置をそのまま使用することができますので、ハードウェアの更改という面でも、環境にやさしいシステム構成が可能になります。

2012年度は、スリープ制御機能の「SIEPON」^（注）への対応や、さらなる低電力化のための省電力回路技術について研究を進めていきます。

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社会全体で扱うデータ量が飛躍的に増加するにともない、サーバやルータなどネットワーク機器の処理速度が不十分になるとともに、消費電力の増加が懸念されています。現状のネットワーク機器では、光ファイバで伝送される光データを電気データに変換して処理しており、これが電力消費を増加させ、処理速度を制限する原因となっていました。そこで、ネットワーク機器中の情報処理の光化をめざした研究開発が、世界中で行われています。

情報処理の光化に向けた最大の課題が、光メモリの小型・集積化および低消費電力化でした。NTT物性科学基礎研究所とNTTフォトニクス研究所では、フォトニック結晶^（注）を用いて、消費電力を従来比300分の1以下に低減した光メモリを開発するとともに、光メモリを集積チップ化した光ランダムアクセスメモリ（光RAMチップ）を世界で初めて実現しました。これにより、光データを電気データに変換することなく蓄積・転送できるようになり、ネットワーク機器の大幅な高速化、低消費電力化が期待されます。

今後は光RAMチップの高密度化、高集積化に向けた研究を進め、ネットワーク機器への適用を実現していきます。

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近年、ネットワーク技術の急激な進化・普及にともなって、パソコンなどの情報通信機器だけでなく、家電やAV機器、住宅設備、センサ類など、さまざまな機器がネットワークに接続されつつあります。従来、これらを接続するための規格に互換性がないため、ネットワークに接続する機器が増えるたびに、新しいネットワーク環境を用意する必要が生じていました。この状況を解消するため、ネットワーク機器を相互に接続し、連携制御を可能にする標準仕様の検討が、OSGi Alliance^（注）において進められ、2012年6月にホームネットワーク向けのResidential仕様(以下、REG仕様)がリリースされました。

NTTサービスエボリューション研究所では、REG仕様の標準化作業を主導した知見をもとに、家庭内のさまざまな機器をネットワークと接続し、連携させる汎用的なサービス・プラットフォーム「ホームICT基盤」の研究・開発に取り組んでいます。

「ホームICT基盤」は、家庭内ネットワークに接続された機器を活用するために必要なサービス(ソフトウェア)をホームゲートウェイ(以下、HGW)と呼ばれる端末に一元的に配布することにより、家庭やオフィスにおけるネットワーク環境のシンプル化と省スペース化・省エネルギー化を促進する技術として期待を集めています。

2010年度にリリースした「ホームICT基盤システムSTEP1.5」では、すでにHGWへサービスを配信するための基本的な機能を完成させておりましたが、2011年度には、基本機能のブラッシュアップを行うとともに、HGWの保守性を向上させる故障管理機能を追加した「ホームICT基盤システムSTEP2.0」をリリースしました。

なお、「ホームICT基盤システムSTEP1.5」は、NTT東日本、NTT西日本から「フレッツジョイント」サービスとして、2011年8月から商用利用を開始しています。

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環境意識の高まりを背景に、普及が進む光アクセスネットワークに対しても、消費電力量の削減が求められています。なかでも重要と考えられるのが、各家庭に配置されるネットワーク端末（ONU）の消費電力削減です。

ONUは、台数が多いため、ネットワーク全体に占める電力消費の割合が大きく、ある試算では50％を超えるといわれています。このため、チップの集積化や部品点数の削減による消費電力削減の取り組みが進められています。そうしたハード設計の面からの対策に加えて、方式の面からの対策として注目されているのが、NTTアクセスサービスシステム研究所が取り組む「適応省電力技術」による省電力化です。

この技術は、各家庭のONUと、電話局側の通信装置（OLT）間との通信状態に応じて、電力消費量を制御するものです。例えば、お客さまがサービスを利用していない間は、省電力（スリープ）状態となって電力消費量を最小限に抑えます。また、ユーザーの利用状況に応じ、OLT-ONU間の通信速度を変更して省電力化を図ります。

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