时隙光分组交换网络中一种新的光缓存优化配置方案

研究了时隙光分组交换网中的光缓存配置方案,针对反馈共享式缓存结构,通过对传统的连续分布式光缓存结构中不同延迟粒度的光缓存丢包的分布情况仿真结果研究,发现在传统的连续分布式光缓存结构中,丢包主要发生在小粒度的光缓存上,为此,提出通过适当增加小粒度的光缓存的方法,达到有效地降低丢包率,仿真结果显示,这种光缓存方案可以明显降低节点的丢包率.     

HL-2A的中央逻辑控制PLC环网设计

PLC逻辑控制是HL-2A中央控制系统的重要组成部分,改造前的逻辑控制系统基本使用硬连接,维护耗时耗力。结合新一代实时工业以太网PROFINET为HL-2A逻辑控制系统的改造设计了环形冗余网络。采用8台西门子交换机SCALANCE X200通过光纤依次连接成环,交换机的电口连接S7-400和上位机,与等离子体放电相关的重要信号仍走硬连接,其他所有信号都走网络传送。中控系统作为管理站对其他7个子系统进行集中化管理,中控可以轻松快速地获取每个子系统的状态,在等离子体放电错误时能很快的预测事故地点和故障分析。根据放电实验结果表明,光纤环网非常适用于设备分散的慢控制系统,整个控制系统逻辑关系清楚,后期扩展和改造也非常方便。改造后的逻辑控制系统能满足HL-2A和HL-2M两套装置的慢控制,维护简便,事故定位快准,提高了放电效率。     

一种光纤局域网介质访问协议的设计

本文针对光纤网络提出一种新的无碰撞介质访问协议,该协议允许的用户数比一般协议多,吞吐量不会因输入负载的增多而下下降。文中给出网络流量、分组延迟的性能。     

一种云计算环境下基于Xen的虚拟机调度机制

目前Xen下的经典的虚拟机调度算法忽略了服务操作系统的I/O处理能力对系统整体性能的影响,同时未考虑增加延迟敏感型任务的响应速度,为此,设计了一种云计算环境下的改进的Credit调度算法;首先,设计了一种新的Credit值自适应计算方法,然后设计了一种根据服务操作系统的请求处理速度来确定各虚拟客户操作系统和服务操作系统CPU物理时间片的权值确定方法并描述了权值更新时机,最后,对改进的VCPU调度算法进行了定义和描述,在算法中通过优先考虑延迟敏感任务和缓存关联任务作为下一步调度的VCPU以进一步提高算法性能;实验结果表明:文中方法有效实现Xen框架下的虚拟CPU调度,较其它方法相比,将CPU利用率提高了8%以上,是一种有效的适用于云计算的虚拟机调度方法,具有很强的可行性。     

有源头靠中一种分布式虚拟传声器优化方法

有源降噪头靠系统中,远程虚拟传声器技术能够解决控制点处与误差传声器处降噪量不匹配的问题。在实际应用中,多通道虚拟传声器技术存在收敛速度慢和运算复杂度高等问题。针对这个问题,本文通过重新设计远程虚拟传声技术的离线优化过程,提出一种分布式远程虚拟传声器技术优化方法。该方法将虚拟次级通路矩阵作对角化限制,同时对观测传递函数矩阵进行联合寻优,以实现一种分布式的更新算法。有源降噪头靠实验结果表明,所提算法能够有效降低远程虚拟传声器技术算法的运算复杂度,并且提升了算法的收敛速度。     

一种用于云计算资源调度的改进遗传算法

针对轮询调度算法、遗传算法和模拟退火算法在云计算资源调度中存在收敛速度慢、易早熟和资源负载不均衡等问题,提出了一种基于模拟退火思想的改进遗传算法(Simulated Annealing Improved Genetic Algorithm: SAIGA)。改进算法设计了基于任务平均完成时间和负载均衡的双适应度函数和自适应的交叉变异概率函数,允许算法在退火过程中以一定概率接受劣质解从而避免早熟现象的发生,将虚拟资源上任务分配数的标准差作为选择个体的依据来实现节点的负载均衡。仿真结果表明,改进算法与上述算法相比,在任务平均完成时间、资源利用率以及收敛速度上表现得更优越,能够较快地找到资源最优调度方案,具有较好的可行性和实用性。     

一种用于云计算资源调度的双向蚁群优化算法

对云计算环境中的资源调度问题进行了研究,针对蚁群优化算法(ACO)在处理大规模组合优化问题时易陷入搜索速度慢和局部最优解的缺陷,提出了一种实现云计算负载均衡的双向蚁群优化算法(BACO)用于资源调度;该算法考虑到了每个虚拟机的负载和计算能力,同时在云环境中引入了蚂蚁的向前移动和向后移动;最后通过在CloudSim平台进行仿真实验,结果表明该算法的总任务完成时间较短,具有较好的寻优能力,并且能够实现负载均衡,是一种有效的资源调度算法。     

一种面向监测区域的链路质量和覆盖保证的节点调度算法

为了降低监测区域能耗总开销和减少网络传输时延,保证监测区域网络链路质量、实现网络的全面覆盖和延长网络生命周期,设计了一种基于扫描线和节点自适应调整苏醒时隙的节点调度方案。首先,定义了系统模型即网络假设和调度目标;然后判断网络是否实现当完全覆盖,当不能全面覆盖时,通过调整部分节点的感知半径来实现网络的全面覆盖;当链路质量过差导致传输延迟过大时,通过设计从源节点到目标节点的增加节点苏醒时隙,并根据节点的剩余能量和传输延迟阈值来减少数据传输次数以降低传输延迟。在NS2环境下进行实验,结果表明：文中方法能有效地实现传感器网络监测区域的全面覆盖,降低网络的传输延迟和提高网络的生命周期,与其他节点调度相比,具有很强的优越性和实用性。     

分布式控制光网络的一种高效信令协议

为了在光网络中建立连接,信令协议需要依次配置路径沿途节点上的光交叉矩阵完成.提出了一种高效的信令协议,使各节点的光交叉矩阵的切换过程并行完成,可在光网络中实现快速光路供给.在分布式离散时间仿真平台上所做出的深入仿真结果表明此信令协议能够获得比反向预留信令协议更好的网络性能,可获得更低的阻塞概率、更短的平均连接时间和最长连接时间,尽管可能付出了稍高一些的控制带宽的代价.     

一种基于OpenFlow光接入网的轻量级安全身份认证加密机制

为满足互联网多业务背景下各方对于安全性的更高要求,平衡因引入安全机制造成的高代价问题,通过分析软件定义光接入网(SDOAN)所面临的通信安全挑战,提出了一种基于加密生成地址(CGA)算法与哈希生成地址(HGA)算法相结合的轻量级安全身份认证加密机制(CH-CNA)。该机制遵循OpenFlow协议的信息交互方式,通过引入无第三方参与的CGA算法和HGA算法,以此分别完成通信节点之间的首次认证绑定和非首次认证绑定。在认证绑定过程中可有效防止攻击者伪造、篡改认证交互消息,从而建立起面向接入网的端到端可信连接。采用OMNeT++网络仿真软件对提出的CH-CNA机制进行了测试,实验结果表明,该机制在保证通信节点之间安全性交互的同时,降低了平均计算开销和因恶意攻击引起的阻塞率,符合轻量级的定义要求。     

Algorithm for Scheduling Variable-Length Messages in WDM Networks

In this paper, we develop and analyze a simple algorithm for scheduling variable length messages in WDM networks with a passive star coupler. We base our schemes on a star topology with centralized control and use a scheduling algorithm similar to the process management in UNIX system. Every node and message have a scheduling priority associated with them. By comparing our algorithm with random select algorithm, we find that significant improvement in performance can be achieved with very little extra cost.     

A MEMS Tunable Optical Ring Resonator Filter

In this work, a new architecture for a ring resonator tunable optical filter is proposed. In this architecture, two rings are connected to each other by a directional coupler and tuning is achieved through the control of the separation between the coupler two parallel guides using a micro-electro-mechanical systems (MEMS) actuator. The optical performance of the filter is tested using the FDTD and an analytical model is developed to predict its performances. A good agreement between the analytical and numerical results is obtained. The MEMS design is also presented and verified using an finite element method (FEM) analysis.     

Orthogonal-Polarization Diode Ring Laser and Its Gain Modulation

A diode ring cavity incorporating Faraday rotators and a variable phase retarder has been constructed aiming at achieving dual-frequency lasing operation with orthogonal linear polarizations. The orthogonal-polarization oscillations were observed in the 0.8-μm region with various operation wavelengths by changing the applied retardation. Furthermore the output power definitely depended on the applied retardation. Its dependence was theoretically studied, and the gain analysis taking into consideration the reflection at the laser diode amplifier facets was in good accordance with the experimental results.     

光互连网络中四功能交换开关研究

由节点开关单元按照一定的连接规则所构成的光互连网络,在全光通信和光信息处理中具有重要的应用。基于节点开关一般实现光信号的直通和交换功能的特点,利用成熟的偏振光控制技术,通过位相型空间光调制器对信号光偏振态的控制,完成信号的路由和开关动作,从而设计出具有直通、交换、上播和下播功能的节点交换开关。与传统设计思想相比,该方法不仅能够充分利用信号光的能量,有效的减少光能量的损耗,而且还具有与偏振无关等特点。该四功能交换开关,对于优化和拓展光互连网络的结构和功能具有一定的意义。     

激光陀螺克服高、低温冲击的技术研究

分析了激光陀螺在经历外部环境温度变化时光强和性能发生变化的原因,提出了利用新型腔长角度控制镜(光路程长控制镜)的角度控制元件作为驱动器件,应用类似小抖动稳频的原理对激光陀螺环形光路进行闭环控制,并通过对各光路控制单元采取分时控制的办法解决了光路稳定过程中的调制信号的冲突,使激光陀螺在环境变化时始终保持其光程长和光路相对位置的稳定从而保证其性能的稳定。实验结果表明,对原来在全使用温区(-40℃~ 60℃)光强变化达30%甚至只要有光的,通过光路稳定措施可将光强稳定在±3%以内,对于有些在高低温时不能出光的,也可以达到可使用的光强稳定水平。较好地解决了许多激光陀螺难以克服的耐高、低温冲击问题。     

Design and Implementation of a Virtual Multi-channel Optical Ring

The hardware and the communication protocol of a scalable optical ring have been designed. A hardware routing has been achieved on the network interface card to minimize data packet communication latency and a simplified communication protocol has been designed to reduce communication overheads. To reduce the data packet blocking probability and have a more efficient usage of the data link layer bandwidth, a virtual multi-channel transmission mechanism has been achieved. The network supports a maximum of 16 virtual channels for each physical data link. Time slots can be dynamically assigned to each virtual channel. Zero wait time has been achieved for the switching between different virtual channels.     

Design and Implementation of a Virtual Multi-channel Optical Ring

1　Ｉｎｔｒｏｄｕｃｔｉｏｎ　　Ｈｉｇｈ ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ ｐａｒａｌｌｅｌｃｏｍｐｕｔｉｎｇｐｌａｔｆｏｒｍｍａｄｅｕｐｏｆｗｏｒｋｓｔａｔｉｏｎｓｏｒｐｅｒｓｏｎａｌｃｏｍｐｕｔｅｒｓｉｎｔｅｒｃｏｎｎｅｃｔｅｄｂｙｎｅｔｗｏｒｋｈａｓｂｅｃｏｍｅｔｈｅｍａｉｎｓｔｒｅａｍｉｎｔｈｅｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｏｆｐａｒａｌｌｅｌｃｏｍｐｕｔｉｎｇｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ[1] .Ｃｕｒｒｅｎｔｌｙ ,ｃｏｍｐｕｔｅｒｃｌｕｓｔｅｒｓａｒｅｍａｉｎｌｙｉｎｔｅｒｃｏｎｎｅｃｔｅｄｂｙｌｏｃａｌａｒｅａｎｅ…     

光纤网络中的云数据并行调度

光纤网络的通信质量受到云数据调度均衡性影响很大,为了改善光纤网络通信质量,提高网络中云数据传输的吞吐量和保真率,通过云数据并行调度,实现云数据传输均衡,提出一种基于自适应判决反馈均衡的光纤网络云数据并行调度模型。构建光纤网络通信的传输信道模型,采用最小均方误差估计方法进行光纤网络的量化融合估计,运用匹配滤波检测器进行云数据中的干扰滤波处理,结合自适应判决反馈均衡方法进行信道均衡,在均衡的信道中对滤波输出的云数据进行并行调度和多线程输出调制。仿真结果表明,采用该方法进行光纤网络中的云数据并行调度的均衡性较好,输出数据的保真率较高,误码率较低,改善了光纤网络的整体性能。     

Semiconductor Optical Amplifier (SOA)-Fiber Ring Laser for Sensor Application

A bi-directional fiber ring laser with a semiconductor optical amplifier has been developed in which a frequency difference between the counter-propagating oscillations is controlled by an introduced birefringent medium. With the material which causes the retardation change by a physical phenomenon to be measured, the laser in this study is applicable to a novel fiber sensor of which the sensing signal is obtained in a frequency domain.     

武威医用重离子加速器同步环的准直安装

武威医用重离子加速器是目前世界上最紧凑的重离子加速器治癌装置,同步环周长小至56.1 m,其中很多关键元件的安装定位精度要求达到亚毫米量级,四极透镜的定位精度要求0.1 mm。结合激光跟踪仪的特点和测量学知识通过三维控制网及多重坐标系的转换,探索了一种在元件自身坐标系下调节准直的方法,提高了准直安装的工作效率,使得最后所有的元件安装各向误差均控制在0.1 mm以内,其结果优于该装置的精度要求,使得同步环在短时间内顺利调束成功,从而验证了同步环准直测量的可靠性与准确性。Wuwei Heavy ion medical machine (HIMM) is the most compact accelerator facility for heavy ion therapy in the world,which has a circumference about 56.1 m.The alignment accuracy of many components of the machine should be submillimeter level.For example,the positioning accuracy of quadrupoles should be within 0.1 mm according to design target.With the combination of laser tracker and surveying knowledge,we develop a method that adjusts and collimates elements under the elements themselves coordinates via three-dimensional control network and the transformation of multiple coordinates to improve the efficiency of installation alignment.By this way,the deviation of each direction from all elements is under 0.1 mm and the result is better than the design target,which leads to the successful commission of Wuwei HIMM.Consequently,the feasibility of this method developed is verified.