氏 名 Monir Hossen 博士の専攻分野の名称 博士（工学） 学 位 記 番 号 医工博甲第２９０号 学 位 授 与 年 月 日 平成２６年３月２０日 学 位 授 与 の 要 件 学位規則第４条第１項該当 専 攻 名 情報機能システム工学専攻
学 位 論 文 題 目 Architectures and Dynamic Bandwidth Allocation Algorithms for Passive Optical Hybrid Networks
（受動光ハイブリッドネットワークのアーキテクチャと動的帯域 割当アルゴリズム） 論 文 審 査 委 員 主査 准教授 塙 雅 典 教 授 大 木 真 教 授 垣 尾 省 司 教 授 秋 津 哲 也 准教授 本 間 聡 准教授 佐 藤 隆 英
学位論文内容の要旨
この論文では，複数の基盤ネットワークを敷設することがコスト的に困難である場合に， 受動光ネットワーク（PON）に異なる特徴を有する複数のサービスプロバイダを一つの PON に収容するために効果的なネットワークアーキテクチャ（ハイブリッド PON）と，適切な 動的帯域幅割当アルゴリズム（DBA）を提案し，数値シミュレーションを通じてその有効 性を検証している． 論文の第1 章においてハイブリッド PON のコンセプトおよび人口密集地域や発展途上国 における必要性を述べた後，第2 章では PON と DBA の概要を紹介している．第 3 章では 単一の光回線終端装置（OLT）で複数のサービスプロバイダを収容する単一 OLT 型ハイブ リッドPON と，サービスプロバイダ毎に複数の OLT を有する複数 OLT 型ハイブリッド PON のネットワーク構成，第4 章でそれらに適した新しい DBA，単一 OLT 型ハイブリッド PON 用のALDBA1，ALDBA2 および，複数 OLT 型ハイブリッド PON 用の ALDBAM を提案し ている．第5 章には各ネットワーク構成と DBA に関する性能評価方法および数値シミュレーション結果が示されており，従来型の代表的なDBA である LS 方式に比べて，学位申請 者が提案したALDBA はいずれのネットワーク構成においても，低遅延，高帯域利用効率， 高伝送効率，低ジッタ，高スループットであること，単一 OLT 型ハイブリッド PON では ALDBA2 が優れていること，複数型ハイブリッド PON に ALDBAM を組み合わせた場合が 最も優れた性能を示すこと，を明らかにしている．また，5 章の最後では，ネットワーク構 成の違いによって公正な比較は困難であるとしながらも，さらに別のDBA として EBR 方 式も含めた横断的な比較検討を試みている．学位取得にかかる主要な出版済論文はここま での第3,4,5 章に係る内容に関するものである． 以後の第 6,7 章は，多数のサービスプロバイダが単一のアクセス端末に接続され，ユー ザが自由にサービスプロバイダを選ぶことができるオープンアクセスネットワーク（OAN） に関する基礎的検討について述べられている．本論文では，単一波長の複数OLT 型 PON を 多数のサービスプロバイダに用いたM－OAN，波長多重された複数 OLT 型 PON を用いる MM－OAN の二種類のネットワーク構成を提案し，DBA として LS 方式を採用した場合の 性能評価結果について述べている．M-OAN では，複数のサービスプロバイダから到来する データパケットを処理する計算時間を複数のOLT が共有することによって，データ処理時 間を減らすとともに，エンドートゥーエンドのパケット遅延を低減し，帯域幅の利用効率 を向上させることができること， MM-OAN は複数のサービスプロバイダから同時に創出 されたデータパケットを波長多重によって同時に伝送することができるため，上り伝送効 率とスループットをさらに改善できること，が示されている． 第8 章では，本論文で提案されたネットワーク構成や DBA，その有効性について相互比 較を交えながらまとめた上で，サービスプロバイダ毎に光基盤ネットワークを敷設するこ とが経済的に困難な人口過剰な発展途上国においては，本論文で述べられているハイブリ ッドPON は，ユーザあたりのコストを抑えつつ，より良いサービス品質を提供するために 有効であること，実システムとして実装されることで本論文の研究目的が達成されること を期待している事，が述べられている．
論文審査結果の要旨
本学位論文は，複数の受動光ネットワーク（PON）ベースのハイブリッドネットワーク アーキテクチャと，それらにおける動的帯域割当（DBA）アルゴリズムについて述べてい る． ファイバ・トゥ・ザ・ホーム（FTTH）と無線センサネットワーク（WSN）のハイブリッドネットワークにおけるデータパケット処理時間を低減するために，単一光回線終端装 置PON（単一 OLT 型 PON）型ハイブリッドネットワークでは，サービスプロバイダの最 大パケット長に応じて異なる最大上り伝送ウィンドウを割り当てる適応的限定的動的帯域 割当アルゴリズム１（ALDBA１）と同２（ALDBA２）を提案している．さらに，複数の OLT を有する PON（複数 OLT 型 PON）ベースのハイブリッドネットワークにおいて上り 回線の帯域共有効率を向上させるために， ALDBA1 と ALDBA2 を組み合わせた上で，メ ディアアクセス制御（MAC）層に適切なガード時間管理と多点制御プロトコル（MPCP） が組み込んだ ALDBAM アルゴリズムを提案し，それぞれについて，数値シミュレーショ ンを通じてその性能を明らかにしている． ルーラルエリアでの適用を想定した場合，より多くのサービスプロバイダが単一のアク セス端末に接続され，ユーザが自由にサービスプロバイダを選ぶことができるオープンア クセスネットワークが求められている．本論文では，単一波長の複数OLT 型 PON を多数 のサービスプロバイダに用いた複数OLT 型単一波長 PON ベースのオープンアクセスネッ トワーク，さらに波長多重技術を導入した複数OLT 型波長多重 PON ベースの OAN につ いても述べられている． 本論文で提案されているネットワークアーキテクチャや DBA は，単純に既存の方式を PON や OAN に適用するよりも，低パケット遅延と低ジッタ，高帯域効率，高上り伝送効 率，高スループットを与えることが，シミュレーション結果より明らかにされている． 単一OLT 型ハイブリッドネットワークと ALDBA1，同 2 に関する内容は，電子情報 通信学会英文論文誌に掲載され，複数OLT 型ハイブリッドネットワークと ALDBAM につ い て は ， イ ン パ ク ト フ ァ ク タ ー が 高 い 国 際 論 文 誌 ，IEEE/OSA Journal of Optical Communication and Networking にそれぞれ掲載されている．以上の事から，本論文は博 士（工学）の学位論文に値し，学位申請者は博士（工学）を授与するに値する人物である と審査員一同判断し，合格とした．
