光电混合片上网络通信质量控制机制的研究与设计

发布时间：2020-11-09 09:32

　　 相比于传统的电互连片上网络,光电混合片上网络充分利用了光链路和电链路的优势,具有高带宽、低延迟和功耗开销小等优点。由于光信号的缓存较难实现,光互连网络通信前需通过电互连网络预约光传输路径。当网络通信负载较大时,光链路的预约效率和公平性将严重影响光电混合片上网络的通信质量。因此,研究光网络通信过程,对光电混合片上网络的通信质量保障具有重要意义。论文在分析了电互连和光互连技术特点的基础上,选择基于Mesh拓扑结构的HOEM型光电混合片上网络为研究对象,该网络通过光互连层转发远距离、大流量数据包,电互连层则用于传输电路控制信号和小流量近距离数据包。为了提高光网络的链路预约成功率和整体性能,提出了基于拥塞信息的自适应路由算法,并结合光信号的传输优势,优化了现有的光电混合电路预约机制。基于HOEM的光片上网络资源竞争模型,设计了面向服务质量保障的流量控制机制,通过控制网络节点的链路预约消息发送,保障光网络带宽资源分配的公平性。同时,提出了支持电路交换和虫孔交换的路由微结构,为电路控制信号提供高优先级服务,以达到同时处理电控信号和小流量数据包的目的。论文对片上网络仿真软件JADE进行了改造,加入了新的拓扑结构和通信交换机制,构建了支持人工合成通信负载仿真的光电混合片上网络仿真环境,以完成对HOEM电路预约机制和流控策略的仿真验证。在8×8拓扑规模下网络负载接近饱和时,采用优化电路预约机制的HOEM相比原网络吞吐率提升了75%,而传输延迟则降低了67%。在热点流量模型下,加入了服务质量流控机制的HOEM相比原网络,各节点获得的平均带宽服务标准差下降了80%。
【学位单位】：南京航空航天大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：TN47
【部分图文】：

不同注入率下HOEM和Optimized-HOEM光网络延迟比较

图 3.9 不同注入率下 HOEM 和 Optimized-HOEM 光网络吞吐率比较 可知，注入率为 0.5 时，HOEM 和 Optimized-HOEM 均达到了饱EM 的吞吐率为 0.39，相比 HOEM 提高了 75%。综上，Optimized塞情况改善显著，整体性能显著提升。

（b）FBQoS-HOEM 平均带宽仿真结果图 4.5 HOEM 和 FBQoS-HOEM 提供平均带宽服务性能对比 中，柱形图横坐标代表了资源节点在网络中的位置，纵坐标表示该节点方便比较，对实验数据做了归一化处理。从图中可明显看出，对于没有，距离目的节点越近的节点占用的带宽资源越大，这也验证了 4.1 小节
【参考文献】

相关硕士学位论文 前3条

1 马骧;面向光互连的片上网络模拟器研究[D];浙江大学;2015年

2 汪凡;面向3D-Mesh片上网络服务质量保证机制研究[D];电子科技大学;2012年

3 张炜;芯片光互连技术研究[D];国防科学技术大学;2009年

本文编号：2876219