近年の光伝送技術の発展には目覚しいものがあり，WDM（波長分割多重）技術によってネットワークの回線容量は爆発的に増大してきた．しかし，光伝送技術とネットワーキング技術はおのおの別個の歴史を持ち，インターネットに適した光通信技術の適用形態については明らかになっていないのが現状である．短期的には，高性能・高信頼光パスネットワークがその中心技術になると考えられ，長期的な解としてはフォトニックネットワーク独自の通信技術を用いた大規模かつ分散制御型の光パスネットワークやフォトニックパケットスイッチネットワークも十分に考えられる．本研究テーマでは，これらの点に着目した研究を進めている．
トラヒックを効率的に収容する方法として，IP/光ネットワーク上で，光パスによって構築される論理トポロジー(VNT) を動的に再構成する手法の研究が進められている．しかしながら，VNT を適切に再構成するためには，対地間のトラヒック量を把握することが必須であるが，ネットワークの規模が大きくなるとともに，すべての対地間トラヒック量を測定することは困難となる．そのため，リンク負荷などの一部の測定情報から対地間トラヒック量を推定するトラヒックマトリクス推定手法の適用が望まれるが，トラヒックマトリクス推定を考慮に入れていない従来のVNT 再構成手法では，推定誤差の影響を大きく受けてしまう．そこで，本研究では，トラヒックマトリクス推定を考慮に入れた新しいVNT 再構成の手法を提案している．提案手法では，VNT 再構成を複数ステージに分け，前のステージでの測定情報を推定に反映させることにより，推定誤差を削減しつつVNT 再構成を行う．また，提案手法では，各ステージで追加・削除される光パスの本数に制約をもうけることにより，推定誤差の影響を受ける範囲を制限したVNT再構成を行う．シミュレーションによる評価の結果，提案手法により誤差が削減され，トラヒックエンジニアリングへの誤差の影響が緩和されることがわかった．
昨年度までの研究において，ユーザに適切な粒度の帯域を提供し，波長の有効利用を図ることのできる光符号分割多重(OCDM)技術をベースとしたネットワークアーキテクチャを提案した．この技術ではOCを波長パスの最小ユニットとして用いることにより，個々のOCによる複数のチャネルを同じ波長上に多重化することができる．理想的な状況では，OCDM技術に対する多元接続干渉(MAI; Multiple access interference)は，中間ノードで完全に消去され，波長パスに沿って伝搬されたり，蓄積されたりはしない．しかしながら，透過的なOCDMに基づくネットワークにおいては，O/E変換やE/O変換が許されないため，MAIが全光ルータ等の途中ノードで全く取り除くことができない．その結果，MAIが波長パスに沿って伝搬され，さらに他の波長パスに影響を与え，ネットワークサービスの停止を引き起こすことがある．
本研究では，最初にMAIの伝搬メカニズムについて説明し，この伝搬によって発生するサイクルアタックについて述べる．動的に変化するトラフィック状況下でこのようなサイクルアタックを診断する深さ優先(DFS)アルゴリズムを用いた，簡単で直観的なアプローチを提案する．数値例からDFSベースのサイクルアタック診断アルゴリズムが効率的にそれらを検出し，advanced first-fit (AFF)発見的波長割当手法 がサイクルアタックによるブロック性能低下を軽減することを明らかにした．また，適当な波長とOCを設定することにより，AFF波長割当手法は理想的な状況に非常に近いブロック性能を提供できる．
パケットを光領域でスイッチングやフォワーディングを行うフォトニックパケットスイッチは，高速インターネットのためのインフラストラクチャを構成する重要な要素技術である．しかし, フォトニックパケットスイッチでは光領域におけるパケット蓄積技術が確立されていないことから,パケット競合の回避のために光ファイバによる固定長の遅延線(FDL; Fiber Delay Line) が考えられている．フォトニックパケットスイッチ実現のためには多くの課題を解決することが必要となるが,その一つが光パケットを蓄積するバッファの容量である．本研究では,小容量バッファを持つフォトニックパケットスイッチによって構成されたネットワークを対象とし,ネットワークのスループットを向上させるための手法を検討している．関連発表論文では,エッジノード間にXCPに基づくフローコントロール機構を導入し,エッジノードにおいてFDLによって生じるパケット間空き領域情報を考慮したパケット送信間隔制御を行うことで必要FDL長を大幅に抑えられることを明らかにしている．
本研究では，広帯域・高信頼の光パスネットワークとパケット交換ネットワークの統合網を広帯域を必要とするアプリケーションのトラヒックをIPネットワークで転送した場合， 他ユーザのトラヒックとの競合によりパケットの棄却や遅延が発生し，十分なサービスを提供出来ない可能性がある．トラヒックの多様化に対応する一つの解決策として，パケット網とパス網の統合が考えられる．下記論文では，WDMネットワークにおけるパケット/パス統合網の性能を明らかにするために，M/M/1/K待ち行列と反復計算に基づく近似解析手法を考案する． さらに近似解析手法の妥当性をシミュレーションとの比較により検証したうえで，統合網のスループットについて数値例を示す．その結果，光パス設定遅延やルータの処理能力，リンク伝播遅延等が統合ネットワークのスループットに与える影響が大きく，環境によって最適な波長配分が異なることを確認した．また，パス網への割り当て波長数が多いほどスルー プットが高くなるが，全ての波長をパス網に割り当てた場合にはスループットが減少することがわかった．