独立行政机构国立产业技术综合研究所[理事长中钵良二]（以下简称“AIST”）网络光子学研究中心[研究中心主任Shu Namiki]和他的同事开发了一种根据信息大小分层切换光路（路由）的技术，以及光路和分发服务器的集成资源管理技术，这与传统不同电子路由器网络的1/1000的功耗处理超高清视频等信息。
这项开发是“光网络超低能耗技术基地”项目的成果，该项目由 AIST 牵头，包括 10 家参与公司：日本电报电话株式会社、富士通研究所、古河电气株式会社、Trimatis Corporation、NEC Corporation、富士通株式会社、藤仓株式会社、Alnea Laboratory, Ltd、住友电气工业株式会社、北日本电线电缆株式会社。
这次我们与NHK于2014年10月8日至9日在茨城县筑波市的AIST筑波中心合作8K超高清的分发，以展示我们开发的新型光网络技术的超低功耗。此外，配合本次公开演示实验，第七届超低能量光网络技术中心国际研讨会将在AIST筑波中心举行。
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公开演示实验的网络配置
位于东京世田谷区的 NHK 广播技术研究所和米乐m6官方网站（筑波）将连接起来，通过 8K 超高清技术进行器乐合奏。 |
国内通讯网络总量交通每年以20-40%的速度增长（图1）。未来，由于网络视频的传播、高清视频以及广播与通信的融合，流量需求将持续增加，预计将需要1000倍以上的流量容量。
目前，网络中的路由器以数据包为单位交换信息。虽然适合处理相对较少的信息量，但功耗随着信息量的增加而成比例增加，因此路由器功耗的增加将成为满足未来高清视频等大量信息流量需求的主要限制因素。因此，需要开发新的网络技术，能够处理快速增加的信息量，特别是大量的视频信息，同时显着降低功耗。
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图1 国内互联网总流量与电子路由器年耗电量
（根据总务省等公开资料制作） |
当前网络使用的路由器通过电子 LSI 处理数据包。此方法使用电子邮件、网页浏览等小信息。粒度信息），功耗随着信息量的增加而成比例增加。因此，路由器功耗的增加将成为满足未来高清视频等大信息量（大粒度）流量需求的主要限制因素。
因此，为了解决这个问题，AIST开发了一种使用不经过电子路由器的光开关的新型线路交换电路。动态光路网络'' 并启动了一个项目来实现该网络，并于 2010 年开发了该网络的原型并在公开实验中展示了其低功耗 (2010 年 8 月 24 日 AIST 新闻稿）。这次，我们开发了一种根据信息粒度改变路径的交换机，通过分层排列它们，我们可以处理从小粒度到大粒度的信息。我们还将证明，这使我们能够创建一个可以容纳大量用户、消耗超低功耗并处理大量信息（例如高清视频）的网络。
该研发由文部科学省“先进交叉学科领域创新创建中心形成计划（2008-2019财年）”项目“光网络超低能耗技术中心”承担。
从设备、系统设备、网络资源管理，我们开发了一种新的“动态光路网络”技术，利用光交换机将用户与用户和数据中心连接起来。本次开发的技术如下。
a。新网络架构
设计了分层网络架构，可以处理各种规模（粒度）的信息，容纳数千万订阅者（用户），并为订阅者提供从1 Gbps到100 Gbps、数十万的路径拍比特/秒的流量可以在不增加功耗的情况下进行处理。
b网络应用接口技术，即网络使用技术
用户之间、用户与数据中心之间等根据用户请求带宽和延迟的动态路径。具有有保证的路由，以及存储视频信息等内容的分发服务器。此外，现在可以处理多粒度信息。
c控制和切换网络路径的动态灯节点技术
我们开发了一种由一组多层光开关和电子开关组成的节点及其控制装置，可以动态切换多粒度信息的路径从千兆级到8K超高清。
d。优化控制传输线的光路调节技术
光光纤分布引起的波形劣化的技术、动态补偿该劣化的技术以及有效利用传输线的复用技术。
e大规模光路切换开关、光路处理器技术
开发了可根据信息粒度动态切换光路的开关（光路处理器）。对应于相对较小的粒径ODU切换，波长级别切换波长选择开关、硅光子学的矩阵开关在光纤级别交换大粒度信息。
如果利用这种网络技术交换高清视频等大量信息，即使未来流量增加数千倍，也有可能将功耗保持在与今天相同的水平或更低。本演示实验中使用的网络（图 2）使用 8 个节点，但可以处理大约 90 Tbps 的信息（是日本当前总流量的 36 倍），功耗仅为 6 kW。此外，通过开发能够处理各种规模信息（多粒度信息）的技术，可以将网络扩展到覆盖全国并拥有数千万用户。
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| 图2 公开演示实验中使用的网络配置 |
2014年10月8日至9日，我们将利用在AIST筑波中心构建的动态光路网络进行公开演示实验。 NHK开发的8K超高清图像将使用动态光路网络从位于东京世田谷区的NHK广播技术研究所进行分发。压缩) 来演示世田谷的津轻三味线玩家和筑波的玩家可以通过网络一起表演，几乎没有时间延迟。另外，4K视频点播、4K高清视频会议、远程医疗技术等大容量流量，预计未来会给网络带来沉重的负载。同时，我们将评估网络的功耗，并证明动态光路网络是一个能够以超低功耗处理大量信息的网络。
此外，结合本次公开示范实验，还将召开座谈会进行全面讨论。
迄今为止开发的一些技术计划由参与该项目的公司商业化。此外，还将利用性能已在公共示范实验中得到证实的网络设备搭建试验台，并在未来三年内推进进一步研发，以期实现商业化。