研究者詳細 - 山中　直明

研究発表 - 山中　直明

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Low Power Idle電力特性を考慮した省電力思考パス再割り当て手法のJapan Photonic Networksにおける特性評価

伊佐治義大, 今給黎薫弘, 宮崎貴博, 大木英司, 岡本聡, 山中直明

電子情報通信学会フォトニックネットワーク研究会 (PN) （東京都　文京区　日本女子大） ,

2015年11月

口頭発表（一般）

我々は, TE (Traffic Engineering)によりトラヒックを集約しネットワーク機器のポート単位での電源on/offによる省電力化を目指すMiDORi(Multi-(layer, path, and resources) Dynamically Optimized Routing)ネットワークに対して, Energy Efficient Ethernet (EEE)の省電力技術の仕組みの一つであるLPI (Low Power Idle)技術を適用することでより一層の省電力化を可能とする「LPI電力特性を考慮したパス再割り当て手法」を提案している. 提案手法は, パス経路変更を行うことにより, リンク使用率の高いリンクと低いリンクに二極化させ, 消費電力を削減するものである. 本論文では, 日本の現状に即したモデルであるJapan Photonic Networks (JPN)に対して, LPI電力特性を考慮したパス再割り当てアルゴリズムを適用した場合の提案手法の特性評価結果を報告する.

Resource Allocation Scheme for Hadoop in Campus Networks

Tomohiro Matsuno, Bijoy Chand Chatterjee, Satoru Okamoto, Eiji Oki, Malathi Veeraraghavan, YAMANAKA NAOAKI

The 21st Asia-Pacific Conference on Communications (APCC 2015) Latest Results Workshop （京都大学、京都府） ,

2015年10月

口頭発表（一般）, IEICE (Institute of Electronics, Information and Communication Engineers) Communications Society

On most campus networks, outdated computational resources are not used. This paper proposes a Hadoop-based resource
allocation scheme for leveraging these outdated resources.
The proposed scheme splits a computational job into tasks
using appropriate splitting ratios based on computer processing performance and network resource availability. We compare our resource allocation scheme with a conventional scheme, which divides a job equally without consideration of computer processing performance and network resource availability. Both experiments and simulations are used to compare our proposed scheme and the conventional scheme. Simulation results show that the proposed scheme outperforms the conventional scheme in terms of job execution time.

Network API for Energy-Aware Routing in Energy Efficient and Enhanced-type Data- centric Networking

Shoichi Nagata, Mirai Chino, Tetsuhiro Uchida, Shanming Zhang, Hidetoshi Takeshita, Satoru Okamoto, YAMANAKA NAOAKI

The 21st Asia-Pacific Conference on Communications (APCC 2015) Latest Results Workshop （京都大学、京都府） ,

2015年10月

口頭発表（一般）, IEICE (Institute of Electronics, Information and Communication Engineers) Communications Society

In present Internet, users obtain content by appointing IP address because network architecture is “host-to-host”. However, new network architecture of “user-to-data” is needed because users need data, not IP address. Then we have proposed Energy Efficient and Enhance-type Data-centric Networking (E3-DCN) architecture to implement content-oriented network. E3- DCN realizes Data-centric Networking and to reduce power consumption effectively. In this paper, we implement Network Application Programming Interface (API) which has been proposed in E3-DCN to reduce power consumption effectively. We simulate to show effectiveness of Network API and show reduction of power consumption.

Demand and Supply Matching Method in Smart Grid by Distributed P2P Communication

Kosuke Asami, Mitsuyasu Endo, Ryo Kutsuzawa, Soushi Yamamoto, Kenya Takashima, Hidetoshi Takeshita, YAMANAKA NAOAKI

The 21st Asia-Pacific Conference on Communications (APCC 2015) Latest Results Workshop （京都大学、京都府） ,

2015年10月

口頭発表（一般）, IEICE (Institute of Electronics, Information and Communication Engineers) Communications Society

In Smart Grid, renewable energy such as photovoltaic power and wind power has been rapidly introducing. Then, the power grid has been shifting from the tree 1:N structure with centralized power plants to the N:M structure with various kind of power resources. In this case, to realize matching control among N supply resources including unstable renewable energy and M consumers, the scalable real time matching method is necessary. In this paper, we propose a novel scalable real time matching algorithm to reduce the transmission loss by distributed P2P communication that is the P2P Interactive Agent eXtensions (PIAX) platform. Then, we show that the proposed method utilizing PIAX enables the real time matching and can reduce the transmission loss similar as centralized control method.

Task Allocation Scheme for Hadoop in Campus Network Environment

Tomohiro Matsuno, Bijoy Chand Chatterjee, Satoru Okamoto, Eiji Oki, Malathi Veeraraghavan, NAOAKI YAMANAKA

電子情報通信学会通信ソサイエティ大会（宮城県　仙台市　東北大学） ,

2015年09月

口頭発表（一般）

エラスティック光ネットワークにおけるトラヒック変動幅予測に基づく適応的サブキャリア割り当て

千野光礼, 宮崎貴博, 大木英司, 岡本聡, 山中直明

電子情報通信学会フォトニックネットワーク研究会 (PN) （北海道　旭川市） ,

2015年09月

口頭発表（一般）

Performance Evaluation of Span Power Control Scheme for Fast Optical Lightpath Provisioning in Multi-Core Fiber Networks

Eiji Oki, Bijoy Chand Chatterjee, Yamini Jayabal, Satoru Okamoto, YAMANAKA NAOAKI, Andrea Fumagalli

17th International Conference on Transparent Optical Networks (ICTON2015) （Budapest, Hungary） ,

2015年07月

口頭発表（一般）, Diamond Congress Kft

The ACTION Project: Applications Coordinate with Transport, IP and Optical Networks

Andrea Fumagalli, Malathi Veeraraghavan, Eiji Oki, Satoru Okamoto, YAMANAKA NAOAKI

4th International Workshop on Trends in Optical Technologies (WTON) （Campinas, São Paulo, Brazil） ,

2015年05月

口頭発表（一般）, Unidade Embrapii CPqD

•Develop an Applications Coordinating with Transport, IP, and Optical Networks (ACTION) architecture
–by integrating four enabling technologies
–by operating links at higher utilization while meeting the four challenges of high-utilization operation
• Why operate at high utilization: the network will need fewer powered-on links, and hence the network will consume smaller levels of energy (power) to move the same number of information bits (bits/sec)
–analogy: flying a half-empty large airplane!

M2M/IoT時代に向けた情報指向ネットワークにおけるPull/Push型移動通信方式の評価

松原大典, 岡本聡, 山中直明

電子情報通信学会情報指向ネットワーク技術時限研究会（東京大学本郷キャンパス、　東京） ,

2015年05月

口頭発表（一般）

High Speed 100GE Adaptive Link Rate Switching for Energy Consumption Reduction

Takahiro Miyazaki, Ion Popescu, Mirai Chino, Xiaoyu Wang, Kunitaka Ashizawa, Satoru Okamoto, Malathi Veeraraghavan, YAMANAKA NAOAKI

2015 International Conference on Optical Network Design and Modeling (ONDM) （Pisa, Italy） ,

2015年05月

口頭発表（一般）, Scuola Superiore Sant'Anna (SSSA), and Consorzio Nazionale Interuniversitario per le Telecomunicazioni (CNIT)

Energy efficiency is becoming a critical issue in highspeed networks. 100 Gb/s Ethernet was standardized in 2010, and several papers have been published on power consumption reduction methods using Adaptive Link Rate (ALR) technology. ALR reduces power consumption by adapting link speed to traffic demand. However, rate switching time is a parameter that impacts the level of power reduction achievable with current ALR technologies. In this paper, we propose a new energy-efficient architecture for 100 Gb/s Ethernet. The rate switching time is reduced using coherent lightwave transmission technologies. We use simulations to evaluate how the proposed architecture impacts energy efficiency, switching time and network performance.

Dynamic Layer-1 WAN Access Architecture for Large Enterprises

Xiaoyu Wang, Malathi Veeraghavan, Takahiro Miyazaki, Ion Popescu, Satoru Okamoto, YAMANAKA NAOAKI

The 11th International Conference on IP + Optical Network (iPOP2015) （Naha, Okinawa, Japan） ,

2015年04月

口頭発表（一般）, PIL, ISOCORE USA and Okinawa Open Laboratory (OOL)

Using an SDN controller, a Layer-1 optical circuit can be established on a dynamic basis to connect the two switch ports from a given customer (e.g., Switch S1 of Customer 1) to the ports of a provider router, e.g., RP1. We expect this solution to consume lower power because the IP routers in customer networks can use lower-rate WAN-access links for everyday traffic (e.g., 40GE as shown in the figure), and the number of 40GE interfaces required in provider routers are also reduced. This dynamic optical network architecture, with an analytical evaluation, will be presented.

Application-centric energy reduction scheme with dynamic lane assignment scheme in 100GE

Takahiro Miyazaki, Ion Popescu, Mirai Chino, Yoshihiro Isaji, Kunitaka Ashizawa, Xiaoyu Wang, Satoru Okamoto, Malathi Veeraghavan, YAMANAKA NAOAKI

The 11th International Conference on IP + Optical Network (iPOP2015) （Naha, Okinawa, Japan） ,

2015年04月

口頭発表（一般）, PIL, ISOCORE USA and Okinawa Open Laboratory (OOL)

We propose the dynamic lane assignment scheme for each application in 100GE. This proposal aims to solve two problems. First, as described above, power consumption and packet delay are trade-off model. So, we propose a assignment scheme for each traffic type. Traffic type is divided into two classes, delay-tolerant and not-delay-tolerant one. By assigning lanes to each traffic type, each traffic type is handled by different ALR policy, so proposal scheme can realize both energy reduction and less packet delay. Second, the dynamic lane assignment scheme is proposed. The amount of the incoming packet is different every time, so the dynamic lane assignment scheme for each application is needed. Figure 1 shows the legacy 100GE architecture and Figure 2 shows the proposed 100GE architecture. To realize above requirement, we propose the 100GE using coherent lightwave technologies. The proposal scheme can realize dynamic lane assignment scheme for each application. We will evaluate the effectiveness of our proposal.

アプリケーションの遅延特性を考慮した Energy Efficient Ethernet

千野光礼, Ion Popescu, 宮崎貴博, 伊佐治義大, 永田翔一, 芦沢國正, 岡本聡, 山中直明

電子情報通信学会通信方式研究会（福岡工業大学 α棟 4F 多目的ホール（福岡県）） ,

2015年04月

口頭発表（一般）

Ethernetにおいて, 通信をしていない時間帯は回路をスリープさせ消費電力を削減するLPI (Lowe Power Idle)がEnergy Efficient Ethernet (EEE)として標準化されている. 更に, パケットをキューにバッファリングし, スリープ時間を長くすることで, 更なる省電力化を目指したCoalescing LPIが存在する. しかし, 全てのCoS (Class of Service)に対して同じ遅延が発生するという問題がある. そこで, 優先度の高いCoSに対しては遅延時間を最小化するApplication Centric Energy Efficient Ethernetを提案する.

Low Power Idle電力特性を考慮した省電力指向パス再割り当て手法

伊佐治義大, 宮崎貴博, 芦沢國正, 千野光礼, 竹下秀俊, 岡本聡, 大木英司, 山中直明

電子情報通信学会ネットワークシステム研究会（岐阜県高山市　飛騨地域地場産業振興センター） ,

2015年04月

口頭発表（一般）

本研究の関連研究としてリンクの消費電力削減を行うためのEnergy Efficient Ethernet(EEE)が近年注目され, EEEの省電力技術の仕組みとしてLPI(Low Power Idle)という技術が採用されている. しかし, LPIを適用したMiDORiネットワークにおいて低トラヒック時に従来の深さ1探索アルゴリズムを用いると消費電力が増加してしまう問題を発見した. そこで, 本論文ではLPI電力特性を考慮したパス再割り当てアルゴリズムによるネットワーク省電力化手法の提案を行う. パスを経路変更させる事により, リンク使用率の高いリンクと低いリンクに二極化させる事で, 消費電力を削減する手法である. 計算機シミュレーションにより従来方式と提案方式を消費電力, ネットワーク性能, 計算時間の点で比較検討を行い, 有効性を確認した.

仮想ネットワークの使用状況取得による電力・リソース最適化収容設計手法の提案

中村景, 永田翔一, 内田哲博, 竹下秀俊, 岡本聡, 山中直明,　大木　英司

電子情報通信学会フォトニックネットワーク研究会学生ワークショップ（沖縄県那覇市青年会館） ,

2015年03月

口頭発表（一般）

近年, 大容量コンテンツの増加やモバイル機器の普及等により, インターネットのトラフィック量は急激な増加しており, それに伴う消費電力の増加が予想されている. そこで, ネットワーク資源を有効に使用可能なネットワーク仮想化技術に注目が集まっている. ネットワーク仮想化技術において, 従来はネットワーク運用前に複数の仮想ネットワークの帯域要求を満たすようネットワーク仮想化基盤の帯域を割当て, 運用中常にこの帯域を使用する. 一方提案方式は, ネットワーク運用前の帯域割当てに加え, ネットワーク運用中も各仮想リンクの帯域使用状況を考慮し, 帯域割当てを行う. 本提案により, 帯域の使用効率の向上及び消費電力量の削減が可能である.

光レイヤ2ネットワークにおけるスケーラブルなアドレス解決手法の提案

中島悠佑, 岡本聡, 山中直明

電子情報通信学会フォトニックネットワーク研究会学生ワークショップ（沖縄県那覇市青年会館） ,

2015年03月

口頭発表（一般）

JGN-Xネットワーク仮想化基盤上でのData-centric Networking技術実験報告

山中直明，松原大典，張善明，岡本聡，竹下秀俊

電子情報通信学会　ネットワーク仮想化時限研究専門委員会（東京都　NICT本部） ,

2015年03月

口頭発表（一般）

シリアル伝送型Flex Ethernetにおける適応型リンクレート変更実現のためのダミー信号挿入手法の提案

岡本聡, 宮崎貴博, Ion Popescu, 千野光礼, 山中直明,　Malathi Veeraraghavan, 大木英司

電子情報通信学会総合大会（京都府　草津市　立命館大学　びわこ・くさつキャンパス） ,

2015年03月

口頭発表（一般）

25 Gb/s × n の任意のEthernet を実現するFlex Ethernet の議論が進められている[1]．Flex Ethernet の適用例として，100 Gb Ethernet (100GE)の転送レートを転送トラヒック量に適応させ，PCS (physical-coding sublayer)，PMA (physicalmedium-attachment sublayer) ， PMD (physical-mediumdependent　sublayer)の未使用レーンを休止させることで省電力化を実現すること[2]があげられる．[2]においては，PHY の光モジュールのON 時間が 2 ms 程度と見積もられており，リアルタイムなトラヒック変動ではなくトラヒック予測に基づいた統計的な適応型リンクレート変更(ALR)手法が提案されている．本論文では，PHY としてコヒーレント伝送に基づいたシリアル100 Gb/s 伝送型システムを適用し，リアルタイムALR を実現するためにPHY が生成するダミー信号挿入手法を提案する．

エラスティックλアグリゲーションネットワーク(EλAN)におけるトラヒック変動に対応したネットワーク再構成実験

竹下秀俊, 山口哲平, 芦沢國正, 佐藤丈博, 小番麻斗, 山中直明,　岡本聡

電子情報通信学会総合大会（京都府　草津市　立命館大学　びわこ・くさつキャンパス） ,

2015年03月

口頭発表（一般）

サービス毎に設備されているアクセス網とメトロ網を統合し, フォトニックネットワーク技術とネットワーク機能の仮想化技術を組み合わせて, 多様なサービスやネットワーク構成を実現するエラスティックλアグリゲーションネットワーク(EλAN)が提案されている[1]. 本稿では, エネルギー最適なネットワークの再構成で必要となる, トラヒック変動に対応した論理OLT（L-OLT）のマイグレーションによる集約／分散について実験検証し, マイグレーション時のサービス停止時間を計測したので報告する.

スマートグリッド環境下におけるPIAXを活用した電力の需給マッチング手法

浅見康介, 遠藤光泰, 沓澤遼, 山本草詩, 高島研也, 竹下秀俊, 山中直明

電子情報通信学会情報ネットワーク研究会(IN) （沖縄県那覇市　沖縄コンベンションセンター） ,

2015年03月

口頭発表（一般）

スマートグリッドでは自然エネルギーを活用した発電源を含む多種多量の分散電源の導入が検討されており, 電力網も大規模発電所中心の 1:Nのツリー構��から, 分散電源中心のN:Mの電力網への移行するものと考える. この時, 発電量が不安定な自然エネルギーを活用した発電源を含む多種多量な分散電源と需要家間でN:Mの需給制御を実現するには, スケーラビリティ及びリアルタイム性が課題となる. 本論文では, P2P Interactive Agent eXtensions (PIAX)をプラットフォームとして用いた電力需給マッチングアルゴリズムを提案し, 提案アルゴリズムがスケーラビリティ及びリアルタイム性の課題を解決でき,送電ロスを削減できることを示す.

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山中 直明

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