[发明专利]可重配置的光片上网络及配置方法

权利要求书

1.一种可重配置的光片上网络，包括N个IP核、N个光路由器R和N个光电转换单元，N由所需网络尺寸决定，所述IP核用于产生和处理数据，所述光路由器R用于接收和转发数据，所述光电转换单元用于实现光信号和电信号的相互转换，该IP核分为中心IP核、边缘IP核和角落IP核三类，中心IP核相邻的光路由器R有4个，边缘IP核相邻的光路由器R有2个，角落IP核相邻的光路由器R有1个，其特征在于：每个IP核通过(M-1)对微环谐振器光开关K与M个相邻光路由器R相连；初始状态时，所有的微环谐振器光开关K处于“关”状态，网络结构为网格结构，根据待配置网络中IP核与光路由器R之间的连接关系调节(M-1)对微环谐振器光开关K的状态，确定最终与IP核相连的一个相邻光路由器R，即在同一时刻控制一个IP核只能与一个光路由器R相连，实现网络重构。

2.根据权利要求1所述的可重配置的光片上网络，其特征在于所述的微环谐振器光开关K采用平行波导微环谐振器光开关，且每个微环谐振器光开关的尺寸和谐振频率相同。

3.根据权利要求1所述的可重配置的光片上网络，其特征在于：所述中心IP核，通过3对微环谐振器光开关K分别与右下角、右上角以及左上角的3个相邻光路由器R相连，再通过光波导与左下角的相邻光路由器R相连。

4.根据权利要求1所述的可重配置的光片上网络，其特征在于：所述边缘IP核分为网络上侧的边缘IP核和网络右侧的边缘IP核；所述网络上侧的边缘IP核通过1对微环谐振器光开关K与右下角的相邻光路由器R相连，再通过光波导与左下角的相邻光路由器R相连；所述网络右侧的边缘IP核通过1对微环谐振器光开关K与左上角的相邻光路由器R相连，再通过光波导与左下角的相邻光路由器R相连。

5.根据权利要求1所述的可重配置的光片上网络，其特征在于：所述角落IP核直接通过光波导与左下角的相邻光路由器R相连。

6.一种光片上网络的配置方法，包括如下步骤：

(1)对实际应用中IP核的数目Q进行因数分解Q＝a×b(a＞b)，若存在a，b满足(a-b)/a＜＝1/3，则选择(a-b)/a值最小时对应的a，b，并选择尺寸为a×b的网络；若不存在a，b满足(a-b)/a＜＝1/3，则将Q加1并重复上述步骤直到确定了所需网络的尺寸；

(2)分别将实际应用中的每个IP核n_i，i＝1，2，3...Q作为中心IP核，Q为应用中IP核的个数，根据应用中的通信关系和通信量分别找出与每个中心IP核之间通信量最大的IP核n_j，作为与该中心IP核对应的扩展IP核，由中心IP核和扩展IP核构成IP核对(n_i，n_j)，j＝1，2，3...Q且j≠i；

(3)检测所有的IP核对，若2个IP核对中的中心IP核与扩展IP核互换了位置，即出现IP核对(n_i，n_j)与IP核对(n_j，n_i)，则删除这些IP核对(n_i，n_j)和IP核对(n_j，n_i)，并用IP核n_i和IP核n_j构成初始集合A_m，m＝1，2，3...；

(4)按IP核对中两个IP核之间的通信量大小顺序检测剩下的每个IP核对(n_i，n_j)，若该IP核对中的IP核n_i已经成为上一步确定的集合中的元素且此时该集合中的IP核个数小于4，则将IP核n_j放入IP核n_i所在的集合中；若此时该集合中的IP核个数不小于4，则用IP核n_j构成新的集合；若该IP核对中的IP核n_j已经成为上一步确定的集合中的元素且此时该集合中的IP核个数小于4，则将IP核n_i放入IP核n_j所在的集合中；若此时该集合中的IP核个数不小于4，则用IP核n_i构成新的集合；删除IP核对(n_i，n_j)；

(5)重复执行步骤(4)直到所有的IP核对都被删除，得到最终的集合C_k，k＝1，2，3...；

(6)根据步骤(5)中得到的集合，计算每个集合的内部通信量，将内部通信量最大的集合C_max中的IP核连接在网络中心的路由器上，并将集合C_max标记为已布局；

(7)找出与已布局集合之间通信量最大的集合，对于该集合中的所有IP核，遍历每个IP核可连的所有光路由器，以网络功耗最小为目标最终确定与IP核相连的光路由器，并按照网络中每个区域IP核位置的优先级确定IP核的位置，将该通信量最大的集合标记为已布局；

(8)重复执行步骤(7)，直到确定了所有IP核的位置以及和每个IP核相连的光路由器。