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北山 研一 特任教授


1兆個センサー時代のIoTサービスの創造を目指します。 特任教授 / 博士(工学)大阪大学
専門
  • 光・無線融合通信ネットワーク
  • 光信号処理
  • 光パケットスイッチング

光・無線統合ネットワーク:多数の無線基地局やFiber-To-The-Home(FTTH)もスケーラビラブルに収容する1兆個センサー時代のネットワーク

202x年の1兆個規模のセンサーデータと次世代(5G)モバイルトラヒックを収容するための研究開発が活発化しています。自動運転や交通信号系統の制御のようなtime-criticalサービスを担うエッジコンピューティングを可能にする低遅延モバイルバックホールはその実現の鍵となります。そこで光ファイバアクセスと無線ネットワークを統合しコンピューティングリソースを最適配置できるアーキテクチャ、多種多様なトラヒックを効率的に収容する光・無線インタフェスの研究開発に取り組んでいます。

光信号処理:光信号波形をon-the-flyで識別、圧縮、変調フォーマット変換

5Gモバイルのピークデータ速度は10Gbpsにも達します。無線信号をアンテナ基地(RRH)でアナログ-ディジタル変換するとモバイルフロントホールのデータ速度は数10倍になってしまい5Gではスケールしません。そこで無線信号を圧縮・符号化し、自由自在(適応的)に光信号へ変換しBBUまで光ファイバ伝送する技術の実現を目指しています。

光パケットスイッチング:多種多様なセンサーデータも映像ビデオデータも超高速転送

インターネットではデータを細かいパケット(小包)に分割し宛先ヘッダをつけて送信し、ルーターが宛先を解読し次々とバケツリレーしています。電話のように回線を占有することがないので最も低コストな通信方式ではありますがルーターの消費電力が大きいため、莫大な数のルーターを使用するデータセンターでは過大な環境負荷が近年問題視されています。そこでスイッチング、ヘッダ処理、バッファリングを全て光領域で低消費電力かつ超高速に実現する全光パケットスイッチングという夢の技術を探求しています。

キーワード

  • 光・無線通信 光多重アクセス、Radio-over-fiberシステム、モバイルフロント&バックホール、適応変調、信号圧縮・符号化、センサーネットワーク、エッジコンピューティング
  • フォトニックネットワーク ルーティング、光パス&パケットスイッチング、光符号ラベル相関演算、光バッファ、波長変換、時間/波長/空間分割多重、光クロスコネクト
  • 光ファイバ伝送 シャノン限界、非線線形光学、色分散補償、光波混合、光変調フォーマット変換、誘導散乱、光アナログ-ディジタル変換、ファイバブラッググレーティング