研究発表

リアルタイムプライシング環境下で電気自動車（EV）バッテリの所有権を仮想化し, 電力需要曲線のピーク時を避けるよう充放電制御を行うことにより, 電力需要曲線の平滑化を実現する遺伝アルゴリズムを用いた充放電制御手法を提案する. 本提案は, ホームゲートウェイ間におけるM2Mによる通信技術により達成される. 本提案により, EVの大容量バッテリの活用を拡大することができ, 従来方式と比較して電力需要曲線を平均13％平滑化し, また, 電気料金も平均11％削減できることをシミュレーションにより検証した。

We propose a new EV battery demand/response control method, which consists of a new Electric Vehicle (EV) batteries ownership virtualization technique realized by “deposited power concept” and a huge virtual battery pool to enable charge /discharge at any time and a genetic algorithm to control demand/supply of EV batteries. Center controller named EVNO (Energy Virtual Network Operator) has a huge virtual battery pool which is aggregated by “deposited power” of each EV, and controls demand/supply of each EV by the genetic algorithm. Since EVNO controls the deposited power among their EV batteries, EV users lose ownership of the deposited electric power in their EV batteries. At this time, EV owner does not use the electric power in his EV physically. In this way, the electric power which is logically aggregated in virtual battery pool of EVNO is called “deposited power”. The computer simulation result shows that the proposed method can reduce electricity charges by average 11%, and can reduce power demand curve by average 13% per day compared to conventional scheme under real-time pricing (RTP).

Two newly-structured optical network architecture　alternatives are proposed for creating new network services. The　first target is an energy efficiency network; a data center-centric　optical aggregation network based on wavelength/time-slotmultiplexing. Not only application layer functions but also all　layer-3 or upper traffic are transferred through the optical　aggregation network and switched in the huge centralized router　at the data center. Power consumption of the network can be　reduced ten or twenty fold compared to the existing Internet. The　second is a service mash-up network that uses broadband optical　wire under the IoT generations. All service contents, hardware,　and software programs are defined as a service part. Optical wire　interconnects some service parts and creates new mash-up　services in the network. That creates deep network functionality　in combination with network and processing functions.

近年, Machine to Machine(M2M)通信が世界的に注目されている. M2Mとは, 人間の手を介さず, 家電など現実世界のあらゆる物がつながる世界のことである. M2Mアプリケーションの応用分野は, 交通, 電力, 流通, 医療, 物流, セキュリティ等多々に渡り, 将来的には人間の代理人(ソフトウェア・エージェント)としての機能を担うことが期待されている. 従来のM2Mは, 垂直統合型M2Mで実現されている. 垂直統合型M2Mは, サービス事業者自身が, サービスに特化したシステム構築を行うものであるが, 高コストとなり, 提供可能なM2Mサービスが制限されるという問題点が存在する. 本研究では, 水平統合型M2Mアーキテクチャおよび, 水平統合に必要な共通インタフェースについての検討を行った.

ネットワーク全体の消費電力削減のために, フォトニックネットワーク領域の拡大は急務であり, アグリゲーション網をメトロ/アクセス統合型のフォトニックネットワークに置換し, ネットワーク仮想化やネットワーク機能の仮想化を取り込み, 多様なサービスやネットワーク構成を実現し, サービス提供する容量を伸縮自在に利用する次世代メトロ/アクセス統合網であるエラスティックλアグリゲーションネットワーク(EAN)が提案されている. 本稿では, サービス統合とメトロ/アクセス統合に必要となるマルチレイヤ網制御プロトコルにOpenFlow1.0を適用し, MPLS-TPスイッチと光スイッチのマルチレイヤ制御実験を行った結果を報告する.

Smart grid has attracted attentions and expresses a view for the future power systems in the world. Demand Side Management(DSM) is a significant method in smart grid that helps the energy providers to shift behind the peak load. Some methods to reduce peak load have been studied in dynamic pricing. One of the purposes is to delay the demand to periods of low electricity price. The conventional scheduling method makes load curve that is inversely proportional to electricity prices as an objective load curve, and this strategy delay the expected demand curve as close as to the objective load curve. There is a problem, however, the scope of controlled object is limited and the whole load situation is not considered. This paper presents a method to smooth the demand situation of each house to reduce electricity prices by a Genetic Algorithm, in consideration of the amount of the whole demand and coordination between each group. The proposed method is able to give a higher value of objective to the group which has more shiftable demand, by adjusting the objective curve considering the delayable time. This feature makes the load as close as the object and reduces electricity price. Simulation results show that the proposed algorithm achieve the reduction of the peak load and the utility bill in smart grid.

サービス毎に展開されるアクセス網とコア網を融合し，各サービストラヒックを集約するアグリゲーション網をエラスティックな光ネットワークとして運用する技術である「エラスティックλアグリゲーションネットワーク(EλAN)」においては，各種サービスを収容する共通プロトコルとしてMPLS-TPを利用することが想定される．本論文では，光アグリゲーション網とMPLS-TPを一体運用するための制御技術としてOpenFlowプロトコルを利用し，MPLS-TP網と光空間スイッチ網とのマルチレイヤ制御実験を行った結果を報告する．

This article proposes a network control method that realizes on-demand service providing in Elastic Lambda Aggregation Network (EλAN). EλAN is a next-generation access/aggregation network that provides various network services having different protocols and QoS requirements. EλAN also achieves the reduction of total network power consumption by sharing access network equipment by multiple network services. In the proposed method, fixed optical trees are introduced to EλAN to exchange control messages in the same manner as today's FTTH systems. Discovery process and optical path/tree aggregation using the optical trees are explained in this article. We also discuss the energy-saving effect of the optical path/tree aggregation in EλAN.

This paper proposes an optimum multicast time slot allocation scheme in the active optical access network. The proposed scheme combines multi-level modulation and distribution mode that optical switch acts like optical coupler.

In this paper, we propose an algorithm which computes the energy-efficient P2MP-path for Midori network rapidly. By computer simulation, proposed algorithm can calculate within 3 seconds and reduce 30kW in large scale network.

Two newly structured optical network architecture is proposed to create new optical network service. First one is energy efficient, data center centric optical aggregation network based on wavelength/time-slots multiplexing technique. All layer-3 traffic are transferred through the optical aggregation network and switched at huge centralized router at the data center. Power consumption of the network can be reduce 1/10 – 1/20 compared to the existing Internet. Next is service mash-up network by using broadband optical wire. All service contents, hardware, and software programs are defined as service parts. Optical wire interconnects some service parts and creates new mash-up service in the network.

近年，複数のユーザにリアルタイムで大容量データ配信が可能なネットワークサービスの要望が高まっている．このようなネットワークサービスを実現するために，ネットワークリソースを有効的に利用可能なマルチキャスト通信方式が使用されている．一つのサーバから全ユーザにデータ配信する場合，遅延条件が満たせないという問題があるため，同一データをもつレプリカサーバをネットワーク上に多所に配置し，それぞれ近いレプリカサーバから配信することで遅延条件を満たすことが望まれる．そのため，多対多通信のマルチキャストツリーの構築が重要な課題となる．本稿では，多数のデータ源から最適な多対多通信マルチキャストツリーの構築手法を提案する．本提案は，最適な共有マルチキャストツリーを算出し，ネットワーク全体のコストの最適化を実現する．また，計算機シミュレーションにより，提案方式の有効性を確認する．

次世代ネットワークが提供するネットワーク仮想化基盤は，複数のサービス提供網を同一のプラットフォーム上にスライスとして提供することを可能としている．E3-DCNは，新世代ネットワークが提供するスライスとして，帯域利用特性に優れたパケットスイッチングが提供するスライスと，大容量転送特性に優れた光パススイッチングが提供するスライスの二種類が想定できることに着目し，特性の異なる複数のスライスが提供する仮想リンクをDCNノードが使い分けることで転送エネルギーの最適化を目指すものである． 本論文では，E3-DCNを実現する上で重要となる様々なネットワーク仮想化技術の方向性を議論する．具体的には，仮想化基盤内の実情報の変化を抽象化されたスライス情報に反映させるためのネットワークAPI技術，様々なネットワーク仮想化基盤提供プラットフォームとなるフォトニックSDN技術，更には仮想化によりエネルギーネットワークの競争の導入と効率化を実現するスマートネットワーク技術を紹介する．

エラスティック技術の進展により, ネットワークに合わせたサービス展開ではなくサービスに合わせたネットワークを提供するというパラダイムシフトが起きつつある. このパラダイムシフトを加速させるために, サービス毎に展開されるアクセス網とコア網に向けて各サービストラヒックを集約するアグリゲーション網を一体的にエラスティックな光ネットワークとして運用させる技術である「エラスティックλアグリゲーションネットワーク(EλAN)」を提案する.