独立行政法人产业技术综合研究所［会长：中钵良二］（以下简称“AIST”）数据光子学项目组［代表人：并木修］动态光路网络测试平台并在东京开始实际运营。
由于传统光网络使用电子路由器，因此功耗与通信量成比例增加。另一方面，在这个系统中，光开关允许信号以光的形式传播，无论通信量如何，都可以以超低功耗进行通信。此外，4K/8K等超高清视频可以无压缩传输，延迟更小。远程共存除了在医学、教育和工业等广泛领域引发创新之外，增强现实/虚拟现实使用等电子竞技
该测试台使用了东京现有的未使用光纤。它是一种电路交换光网络，根据用户请求使用光线路（光路径）连接任意用户。为了支持数以万计的用户，需要大量的高性能光开关。基于硅光子技术的光开关可靠性高、结构紧凑、功耗低，适合大规模生产，但存在很多实际问题，目前仅在实验室进行测试。这次，我们解决了光开关的许多问题，并达到了在真实环境中稳定运行的水平，因此我们能够第一次实际使用测试台。该技术的详细内容将在国内外学术会议以及10月3日至6日在幕张展览馆（千叶县幕张市）举行的CEATEC上进行展示。
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| 动态光路网络概念图 |
如今，信息通信网络服务日趋多元化，各种创新不断涌现。尤其是视频业务取得了显着的进步，视频设备也取得了显着的进步，清晰度从高清提升到4K甚至8K。 8K是第一个超越人类视觉的数字视频技术，提供前所未有的真实感和沉浸感。将这些视频技术与大容量网络相结合将实现远程共存，远程位置的人们可以像在同一个地方一样进行通信。
另一方面，由于视频内容的增加，互联网流量继续以每年30-40%的速度增长。随之而来的电子路由器功耗的增加预计将成为通信流量增长的瓶颈。此外，目前互联网上的带宽无法保证，延迟和波动在所难免。为了实现远程共存，需要一种新的网络能够解决这些问题，高效、舒适地处理大量超高清视频信息。
当前网络电子路由器的功耗与数据量成正比增加，因此有人担心，随着高清视频等海量数据处理需求的增加，未来功耗将急剧增加。因此，AIST提出了一种“动态光路网络”，它结合了使用光交换机而不使用路由器的电路交换和资源管理技术，使用户能够舒适地利用该网络。2008年，AIST与10家电信相关公司组成了“VICTORIES基地”项目来实现这一目标。此外，为了廉价地生产低功耗、高可靠性的多端口光开关，我们一直在开发利用称为硅光子学的光集成技术的光开关，并于2016年开发出了实用的光开关。此外，即使是由不同制造商制造的各种通信设备也可以安装在同一系统中。分解方法推动标准化，高效引入下一代光通信网络系统。2017 年 3 月 16 日 AIST 新闻稿）。
今年是“VICTORIES中心”项目的最后一年，试验台已在东京建成并开始运行，以将过去10年的研究成果商业化和传播。
该研究开发得到了文部科学省“尖端交叉领域创新创建中心/光网络超低能耗技术中心建设计划”（2008-2019）的支持。
动态光路网络由根据用户请求动态设置光路的资源管理系统和切换光路的光节点组成。我们最近在东京开设的测试台（图 1）采用星形配置，其中四个用户基站连接到一个光节点。两个基站将位于 AIST Waterfront City Center（东京江东区），其他基站将位于东京大学（东京文京区）和医学影像联盟（一个促进 8K 医学技术的综合性协会）（东京千代田区 Kairos Corporation 旗下）。我们还致力于扩建以连接两家医院。光节点安装在主要运营商基站（东京中央区），由光交换机、光放大器和中间控制设备组成，所有这些设备均由光交换机、光放大器和中间控制设备组成。1U标准刀片并安装在19英寸标准机架上（见图1，照片）。
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| 图1 本次搭建的试验台配置 |
光节点采用硅光子制成的偏振无关的8输入8输出（8 x 8）光开关，其功耗为10 W，是同等电子路由器4 kW功耗的1/400。即使在8端口的非常小的测试台中也存在这样的差异，但在拥有数十万用户的大型系统中，这种差异会进一步拉大，预计功耗将降低到1/1000，因此可以预期非常高的节能效果。
具有（8×8）端口的光交换机的用户数量有限，但可以通过按规则将多个（8×8）光交换机分三级级联来配置（32×32）光交换机。 10万人的网络需要一个具有（512 x 512）端口的光交换机，但这可以通过组合多个（32 x 32）光交换机来实现。此外，通过将它们与能够以波长单位进行切换的称为波长选择开关的光开关相结合，可以支持数百万到数千万用户。
图2中测试台中的10每秒千兆位 (Gbps)信号连续4天发射。正常情况下不会出现错误，因此在本实验中我们在传输线中插入了光衰减器，使信号强度比正常情况下衰减20 dB，并配置信号通过光开关四次，以增加错误发生的频率。修正限制的稳定特性。此外，由于三级级联（8×8）光开关的特性与（32×32）光开关的特性相对应，因此该数据也可以作为使用（32×32）光开关的网络的仿真验证。
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| 图2 错误率的时间过程 |
虽然我们这次搭建的测试床可以传输无压缩的8K视频并实现全面的远程共存，但8K视频设备还没有普及。因此，我们决定使用已经流行的4K视频设备进行无压缩传输。远程会议系统已建成（图3）。一般来说，如果系统传输引起的往返延迟小于200毫秒（毫秒为1/1000秒），则可以进行自然对话，如果小于60毫秒，则可以进行远程集合性能。该系统使用廉价的家用AV设备，因此往返延迟约为80毫秒，但您仍然可以享受自然的对话。
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| 图 3 使用 4K 视频电视会议进行合奏练习的场景 |
今年我们将让大学和企业对我们搭建的测试平台进行监控和使用，并研究远程共存的有效实施方法。作为这项工作的一部分，我们将致力于使用 8K 视频的未压缩传输进行远程医疗。从明年开始，我们将建立一个系统，让普通用户可以付费使用测试床，同时也可以向企业商业化，努力普及动态光路网络。