相比于傳統(tǒng)的電互連片上網(wǎng)絡(luò),光電混合片上網(wǎng)絡(luò)充分利用了光鏈路和電鏈路的優(yōu)勢,具有高帶寬、低延遲和功耗開銷小等優(yōu)點。由于光信號的緩存較難實現(xiàn),光互連網(wǎng)絡(luò)通信前需通過電互連網(wǎng)絡(luò)預(yù)約光傳輸路徑。當網(wǎng)絡(luò)通信負載較大時,光鏈路的預(yù)約效率和公平性將嚴重影響光電混合片上網(wǎng)絡(luò)的通信質(zhì)量。因此,研究光網(wǎng)絡(luò)通信過程,對光電混合片上網(wǎng)絡(luò)的通信質(zhì)量保障具有重要意義。論文在分析了電互連和光互連技術(shù)特點的基礎(chǔ)上,選擇基于Mesh拓撲結(jié)構(gòu)的HOEM型光電混合片上網(wǎng)絡(luò)為研究對象,該網(wǎng)絡(luò)通過光互連層轉(zhuǎn)發(fā)遠距離、大流量數(shù)據(jù)包,電互連層則用于傳輸電路控制信號和小流量近距離數(shù)據(jù)包。為了提高光網(wǎng)絡(luò)的鏈路預(yù)約成功率和整體性能,提出了基于擁塞信息的自適應(yīng)路由算法,并結(jié)合光信號的傳輸優(yōu)勢,優(yōu)化了現(xiàn)有的光電混合電路預(yù)約機制。基于HOEM的光片上網(wǎng)絡(luò)資源競爭模型,設(shè)計了面向服務(wù)質(zhì)量保障的流量控制機制,通過控制網(wǎng)絡(luò)節(jié)點的鏈路預(yù)約消息發(fā)送,保障光網(wǎng)絡(luò)帶寬資源分配的公平性。同時,提出了支持電路交換和蟲孔交換的路由微結(jié)構(gòu),為電路控制信號提供高優(yōu)先級服務(wù),以達到同時處理電控信號和小流量數(shù)據(jù)包的目的。論文對片上網(wǎng)絡(luò)仿真軟件JADE進行了改造,加入了新的拓撲結(jié)構(gòu)和通信交換機制,構(gòu)建了支持人工合成通信負載仿真的光電混合片上網(wǎng)絡(luò)仿真環(huán)境,以完成對HOEM電路預(yù)約機制和流控策略的仿真驗證。在8×8拓撲規(guī)模下網(wǎng)絡(luò)負載接近飽和時,采用優(yōu)化電路預(yù)約機制的HOEM相比原網(wǎng)絡(luò)吞吐率提升了75%,而傳輸延遲則降低了67%。在熱點流量模型下,加入了服務(wù)質(zhì)量流控機制的HOEM相比原網(wǎng)絡(luò),各節(jié)點獲得的平均帶寬服務(wù)標準差下降了80%。
【學(xué)位單位】：南京航空航天大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：TN47
【部分圖文】：

不同注入率下HOEM和Optimized-HOEM光網(wǎng)絡(luò)延遲比較

圖 3.9 不同注入率下 HOEM 和 Optimized-HOEM 光網(wǎng)絡(luò)吞吐率比較 可知，注入率為 0.5 時，HOEM 和 Optimized-HOEM 均達到了飽EM 的吞吐率為 0.39，相比 HOEM 提高了 75%。綜上，Optimized塞情況改善顯著，整體性能顯著提升。

（b）FBQoS-HOEM 平均帶寬仿真結(jié)果圖 4.5 HOEM 和 FBQoS-HOEM 提供平均帶寬服務(wù)性能對比 中，柱形圖橫坐標代表了資源節(jié)點在網(wǎng)絡(luò)中的位置，縱坐標表示該節(jié)點方便比較，對實驗數(shù)據(jù)做了歸一化處理。從圖中可明顯看出，對于沒有，距離目的節(jié)點越近的節(jié)點占用的帶寬資源越大，這也驗證了 4.1 小節(jié)
【參考文獻】

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1 馬驤;面向光互連的片上網(wǎng)絡(luò)模擬器研究[D];浙江大學(xué);2015年

2 汪凡;面向3D-Mesh片上網(wǎng)絡(luò)服務(wù)質(zhì)量保證機制研究[D];電子科技大學(xué);2012年

3 張煒;芯片光互連技術(shù)研究[D];國防科學(xué)技術(shù)大學(xué);2009年

本文編號：2876219