본 논문에서 광 네트워크에서 광 버스트 스위칭(Optical Burst Switching, OBS)과 광 회선 스위칭 (Optical Circuit Switching, OCS) 기술의 장점을 동시에 가지는 새로운 광 hybrid 스위칭(Optical Hybrid Switching) 시스템을 제안한다. 이 시스템은 들어오는 IP 트래픽을 hybrid 스위칭을 위해 짧은(short-lived) 흐름과 긴(long-lived) 흐름 구분한다. 성능 분석을 위하여 시스템을 Markovian 환경에서 단일 서버 큐로서 모델링 한다. 버스트 생성 프로세스는 two-state Markov Modulated Poisson Process (MMPP)를 따른다고 가정하고 서비스 율은 동시에 발생하는 OCS 세션의 수에 따라 변한다. OBS 버스트에 대한 평균 지연 및 큐 사이즈의 결과를 보인다.
인터넷 사용자의 수와 전송되는 어플리케이션의 종류는 지속적으로 고도성장을 이어가고 있으며, 이에 따라 사용가능한 대역폭은 점점 그 한계에 도달해 가고 있다. 이러한 상황에서의 적절한 해결책은 바로 광 기술이다. 광 네트워크에서도 QoS를 제공하기 위한 방안들이 활발히 연구되고 있으며, 이중에서도 OCS와 OBS의 장점을 살림으로써 QoS를 제공하는 hybrid switching 방식들이 연구되고 있다. 본 논문에서 제안한 Fully Hybrid Optical Switching(FHOS)은 OBS 네트워크에 OCS 방식을 결합한 방식으로, 기존의 hybrid switching 방식에서의 문제점을 해결하여 보다 효율적인 QoS를 제공한다.
네트워크-온-칩(Networks-on-Chip, NoC)은 고도로 복잡해지고 있는 다중 프로세서 시스템-온-칩(Multi-Processor System-on-chip, MPSoC)에서의 버스 트래픽 문제를 해결할 핵심기술이나 전통적인 전기적 상호 연결 구조로는 머지않아 대역폭 및 전력소비 등의 한계에 직면할 것으로 예상된다. 이러한 문제를 해결하기 위해 광학적 상호연결과 전기적 상호연결을 같이 사용하는 하이브리드 광학 NoC기술이 최근 활발히 연구되고 있다. 대부분의 하이브리드 광학 NoC에서 전기적인 연결은 웜홀 스위칭(Wormhole switching)과 deterministic 알고리즘인 X-Y 라우팅 알고리즘을 사용하며, 광학적 버스 기반 데이터 전송을 위한 경로 설정 및 광학 라우터 설정을 한다. 광학적 연결에서는 서킷 스위칭(Circuit switching) 방식을 사용하며, 미리 설정된 경로 및 라우터를 이용하여 payload 데이터만 전송을 하게 된다. 그러나 기존에 발표된 하이브리드 광학 NoC같은 경우에는 한 번에 하나의 경로에서만 데이터를 전송 할 수 있다는 단점을 가지고 있어 성능 향상에 한계가 있다. 본 논문에서는 하이브리드 광학 NoC에서 동시에 여러 경로를 이용하여 데이터를 전송하기 위해 전기적인 연결에서 서킷 스위칭 방식과 적응적(adaptive) 알고리즘을 이용하는 새로운 라우팅 알고리즘을 제안하며, 적응적 알고리즘의 문제점인 livelock을 제거할 수 있는 방법 또한 제안한다. 모의실험은 전기적인 NoC, 그리고 웜홀 스위칭 방식의 기존 하이브리드 광학 NoC와 비교 수행 하였다. 그 결과 제안된 방식은 기존 하이브리드 광학 NoC에 비해 60%의 throughput 증가, 그리고 전기적 NoC와 비교했을 때 65%의 전력 감소를 보였다.
To improve the switching time of active optical bistable devices, we propose an active optical bistable device that consists of a diode laser, a transistor, and a photodetector. By implementing the proposed device we realize the optical bistable device with a 5 nanosecond switching time. This is the fastest switching time among the hybrid type optical bistable devices. It is also experimentally demonstrated that the proposed device may be used in an optical disc pick up.
Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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제19권1호
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pp.71-81
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1995
In this paper, a new speed control scheme for induction motor drives that regular sampled PWM and harmonic elimination switching pattern over the full range of output speed is presented. The proposed scheme(hybrid scheme) provides three mode and guarantees smooth voltage boost. A detailed description of the scheme, along with the relalization aspect, is described. Moreover, methods of compensating for dead time and optical transmission system of drive signal are proposed and investigated. Finally, experimental investigation of hybrid scheme is presented.
In this paper, an OPS(Optical Protection Socket) unit is designed and prototyped for the application in the optical CPN(Customer Premises Network). The OPS unit, which plays an important role in the CPN for the enhanced network reliability, is consisted of $1{\times}2$ optical fiber splitter, combiner, and $1{\times}1$ optical switch to be a hybrid-typed unit. Various considerations, about power burget and optical information loss have given the most practical design for OPS. From the measurement of the realized OPS unit, it has proved such as the pertinent switching delay time with minimum data loss, the perceptive ability on the ONU degradation, the switching ability on the ONU malfunction.
광 패킷 스위칭 기술은 대용량 인터넷 트래픽을 패킷레벨에서 보다 유동적인 대역폭으로 전송해 줄 수 있으며, WDM 계층과 I P 계층을 유연하게 통합 해 줄 수 있기 때문에 차세대 광 인터넷을 위한 가장 강력한 스위칭 기술 중 하나이다. 광 패킷 스위칭 기술의 연구는 동기식 망 안에서의 연구와 비동기식 망 안에서의 연구로 나뉘며 본 논문에서는 인터넷 트래픽과 같은 비동기 가변길이 패킷들을 위한 광 패킷 스위치 내부에 경합해결 이슈에 초점이 맞추어져 있다. 하이브리드 버퍼는 광 지연 선로 버퍼와 전자 버퍼로 구성 되어 비동기 가변길이 패킷들의 경합 해결을 위한 하나의 대체 버퍼로서 패킷 손실 확률을 감소시키기 위해 소개된바 있다. 그런데 스위치 내부의 자원 중 튜닝 가능한 파장 변환기의 개수와 내부 파장 개수를 고려한 광 패킷 스위치의 디자인은 스위치 비용과 자원 이용 효율을 결정짓는 매우 중대한 이슈이다. 따라서 본 논문에서는 한정된 수의 튜닝 가능한 파장 변환기와 내부 파장 개수를 고려한 하이브리드 버퍼 구조형 광 패킷 스위치를 설계하고 그것의 스케쥴링 알고리즘을 소개하고자 한다. 제안한 스케쥴링 알고리즘은 광 지연 선로 버퍼만을 갖는 기존의 LAUC-VF 알고리즘과 비교하여 더 나은 패킷 손실 확률을 제공해 줄 수 있었다.
KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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제13권6호
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pp.2964-2985
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2019
Global data center IP traffic is expected to reach 20.6 zettabytes (ZB) by the end of 2021. Intra-data center networks (Intra-DCN) will account for 71.5% of the data center traffic flow and will be the largest portion of the traffic. The understanding of traffic distribution in IntraDCN is still sketchy. It causes significant amount of bandwidth to go unutilized, and creates avoidable choke points. Conventional transport protocols such as Optical Packet Switching (OPS) and Optical Burst Switching (OBS) allow a one-sided view of the traffic flow in the network. This therefore causes disjointed and uncoordinated decision-making at each node. For effective resource planning, there is the need to consider joining the distributed with centralized management which anticipates the system's needs and regulates the entire network. Methods derived from Kalman filters have proved effective in planning road networks. Considering the network available bandwidth as data transport highways, we propose an intelligent enhanced SDN concept applied to OBS architecture. A management plane (MP) is added to conventional control (CP) and data planes (DP). The MP assembles the traffic spatio-temporal parameters from ingress nodes, uses Kalman filtering prediction-based algorithm to estimate traffic demand. Prior to packets arrival at edges nodes, it regularly forwards updates of resources allocation to CPs. Simulations were done on a hybrid scheme (1+1) and on the centralized OBS. The results demonstrated that the proposition decreases the packet loss ratio. It also improves network latency and throughput-up to 84 and 51%, respectively, versus the traditional scheme.
본 논문에서는 대용량의 데이터를 처리하기 위한 시간분할 및 파장분할 방식을 혼합한 구조를 갖는 대용량 광 교환기 ESCIMONET(Easily SCalable Interconnected Multiwavelength Optical NETwork)의 구조 및 동작과 특징에 대해 소개하였다. ESCIMONET은 n 개의 파장만을 이용하여 n$^3$의 가입자를 수용할 수 있어 스위칭 용량의 효율성이 매우 뛰어난 시스템이며, 시스템 손실 또한 기존의 구조에 비해 적어 손실 보상을 위해 삽입하는 광 증폭기의 개수를 최소화 할 수 있다. 또한 본 논문에서는 ESCIMONET에서 사용된 버퍼의 처리율(Throughput)을 분석하여 전체 스위칭 시스템의 처리율을 분석하였고, 버퍼의 평균 대기 시간을 계산하여 광 교환기 ESCIMONET의 성능을 평가하였다.
A new online multi-layer integrated routing (MLIR) scheme that combines IP (electrical) layer routing with WDM (optical) layer routing is investigated. It is a highly efficient and cost-effective routing scheme viable for the next generation integrated optical Internet. A new simplified weighted graph model for the integrated optical Internet consisted of optical routers with multi-granularity optical-electrical hybrid switching capability is firstly proposed. Then, based on the proposed graph model, we develop an online integrated routing scheme called differentiated weighted fair algorithm (DWFA) employing adaptive admission control (routing) strategies with the motivation of service/bandwidth differentiation, which can jointly solve multi-layer routing problem by simply applying the minimal weighted path computation algorithm. The major objective of DWFA is fourfold: 1) Quality of service (QoS) routing for traffic requests with various priorities; 2) blocking fairness for traffic requests with various bandwidth granularities; 3) adaptive routing according to the policy parameters from service provider; 4) lower computational complexity. Simulation results show that DWFA performs better than traditional overlay routing schemes such as optical-first-routing (OFR) and electrical-first-routing (EFR), in terms of traffic blocking ratio, traffic blocking fairness, average traffic logical hop counts, and global network resource utilization. It has been proved that the DWFA is a simple, comprehensive, and practical scheme of integrated routing in optical Internet for service providers.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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