JP6271757B2 - 光ネットワークオンチップ、ならびに光リンク帯域幅を動的に調整するための方法および装置 - Google Patents

Description

本発明は、光通信技術の分野に関し、詳細には、光ネットワークオンチップ、ならびに光リンク帯域幅を動的に調整するための方法および装置に関する。

半導体技術の絶え間ない向上とともに、システムは、マルチコアの方向に発展している。オンチップ通信の高い並行性および短い待ち時間を求めるシステムの要件を満たすのに、ネットワークオンチップが、バスに徐々に取って代わってチップ内の主流の相互接続スキームになっている。しかし、集積回路技法のフィーチャサイズが縮小しつづけるにつれ、電気相互接続および電気伝送は、待ち時間および消費電力の点で大きなパフォーマンス低下に直面する。従来の電気相互接続様態と比べて、光相互接続は、短い待ち時間、低いロス、および干渉防止などの利点を有し、したがって、電気相互接続の潜在的な問題を効果的に解決する方法として、光相互接続が、近年、多くの注目を集めている。光相互接続は、ネットワークオンチップに導入されており、高い潜在力のオンチップ構造、すなわち、光ネットワークオンチップ（Ｏｐｔｉｃａｌ Ｎｅｔｗｏｒｋ−ｏｎ−Ｃｈｉｐ、ＯＮｏＣ）となる。

半導体集積回路処理技術の絶え間ない向上とともに、ほとんどの光デバイスを製造することに飛躍的進歩が成されてきたものの、相補性金属酸化膜半導体（Ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ Ｍｅｔａｌ Ｏｘｉｄｅ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ、ＣＭＯＳ）技法と互換性がある光キャッシュ技法は、依然として、まだ成熟しておらず、このことが、伝送プロセスに光情報を一時的に記憶することを困難にする。したがって、電気ネットワーク構成と光ネットワーク伝送が、現在の光ネットワークオンチップにおいて概ね使用される。

現在、波長割当てに基づく光ネットワークオンチップおよび通信方法が存在し、ここで、ＯＮｏＣは、メッシュ（ｍｅｓｈ）トポロジ構造を使用し、Ｘ−Ｙと類似したルーティングアルゴリズムを使用する。光ネットワークオンチップは、複数のノードを含み、光ネットワークオンチップの構造が、図１Ａに示され、図１Ａにおける各円が、１つのノードを示す。各ノードの構造が、図１Ｂに示され、図１Ｂにおける各円は、１つのマイクロリング共振器（ＭＲＲ，Ｍｉｃｒｏｒｉｎｇ Ｒｅｓｏｎａｔｏｒ）を含む。

図１Ａに示されるネットワークオンチップの基本動作原理は、以下のとおりである。すなわち、光情報伝送プロセスにおいて、各ノードが、図１Ｂにおける原点に示される４つのＭＲＲを使用することによってＸ−Ｙ転向を完了し、各行および各列の転向波長は異なり、このことが、干渉を回避し、同一の導波路における複数のノードの光情報の同時伝送を実現し、導波路帯域幅利用率を向上させる。光情報が送信される際、下の２つのグループのＭＲＲ（ｘ軸の左方向におけるＭＲＲ、およびｘ軸の右方向におけるＭＲＲ）が、その情報を、転向のために要求される波長の光情報として変調し、その光情報をＸの方向で導波路に伝送する。その光情報が、宛先ノードと同一のＹ軸にある中間ノードに到着すると、中間ノードの原点における４つのＭＲＲが、その光情報をＹの方向に転向する。その光情報が宛先ノードに到着すると、宛先ノードのものであり、対応する波長のものである垂直ＭＲＲが、その光情報を、光−電気変換を完了するために光−電気コンバータに伝送し、光−電気変換の後に獲得された情報が処理ユニットに送信され、ここで、図１ＢにおけるＩＰが、プロセッサまたはメモリである。

前述の光ネットワークオンチップは、Ｘ−Ｙと類似したルーティングアルゴリズムを使用し、送信元ノードと宛先ノードの間に１つだけのパスが存在する。適応型調整が、ネットワークステータスにより伝送パス上で実行されることは可能でなく、負荷が不平衡である場合、ネットワーク輻輳が生じる可能性が高い。

本発明の実施形態は、光ネットワークオンチップ、ならびに光リンク帯域幅を動的に調整するための方法および装置を提供し、これらは、適応型調整がネットワークステータスにより伝送パス上で実行されることが可能でないため、負荷が不平衡である場合、ネットワーク輻輳が生じる可能性が高いという従来技術における問題を解決するのに使用される。

第１の態様によれば、光ルータと、ｎ−ｘ＋１のクラスタとを含む光ネットワークオンチップが提供され、ここで、各クラスタは、少なくとも１つのノードと、少なくとも１つの電気ルータと、ｎ個の光トランシーバと、１つのメインコントローラとを含み、ここで、ｎとｘはともに正の整数であり、ｘは、ｎより小さく、上記ノードは、電気信号を記憶するように、または処理するように構成され、上記光ルータは、異なるクラスタの間で光信号をルーティングするように構成され、
クラスタの中で、各電気ルータは、少なくとも１つのノードに接続され、各電気ルータは、ｎ個の光トランシーバに別々に接続され、ここで、各光トランシーバは、上記電気ルータから受信された電気信号を光信号に変換して、その光信号を上記光ルータに送信するように、かつ上記光ルータから受信された光信号を電気信号に変換して、その電気信号を上記電気ルータに送信するように構成され、
クラスタの中のｎ個の光トランシーバは、ｎ−ｘの固定的に互いに接続された光トランシーバと、ｘ個の適応的に互いに接続された光トランシーバとを含み、ここで、各固定的に互いに接続された光トランシーバは、上記光ルータを使用することによって、そのクラスタと、そのクラスタを除く他のｎ−ｘ個のクラスタうちの１つのクラスタとの間でリンクを確立して、光信号を交換するように構成され、異なる固定的に互いに接続された光トランシーバが、そのクラスタと、それらの他のｎ−ｘ個のクラスタのうちの異なるクラスタとの間でリンクを確立するように構成され、
クラスタの中のメインコントローラが、ｘ個の適応的に互いに接続されたトランシーバを、所定の規則およびそのクラスタの中のｎ−ｘ個の固定的に互いに接続された光トランシーバによって確立された固定リンクの通信トラフィックに基づいて最も大量の通信トラフィックを有するｋ個の固定リンクに割り当て、上記ｘ個の適応的に互いに接続された光トランシーバのうちの適応的に互いに接続された光トランシーバに関して、その適応的に互いに接続された光トランシーバが、最も大量の通信トラフィックを有する上記ｋ個の固定リンクのうちのリンクに割り当てられた後、その固定リンクによって接続された２つのクラスタの間で、その固定リンクを除くリンクを確立するようその適応的に互いに接続された光トランシーバを制御し、ここで、異なるリンク上で伝送される光信号の間で干渉は全く生じることがなく、ｋは、正の整数であり、ｋは、ｎ−ｘより小さく、固定リンクの通信トラフィックは、その固定リンクを確立する固定的に互いに接続された光トランシーバによって受信され、かつその固定的に互いに接続された光トランシーバが位置付けられたクラスタの中の電気ルータからの電気信号によって搬送される情報量である。

上記第１の態様を参照すると、第１の可能な実施様態において、クラスタの中の電気ルータが、電気相互接続線路を用いて、かつそのクラスタのネットワークサイズにより選択されたネットワークトポロジを使用することによって接続され、
そのクラスタの中の各電気ルータは、その電気ルータに接続されたノードによって生成された電気信号を受信した後、その受信された電気信号の宛先ノードが、その電気ルータが位置付けられている上記クラスタの中にあると決定するように、かつその受信された電気信号を、その電気ルータが位置付けられている上記クラスタにおいて使用されるルーティングアルゴリズムにより上記宛先ノードにルーティングするように構成される。

上記第１の態様を参照して、第２の可能な実施様態において、上記光トランシーバは、光送信機と、光受信機とを含み、
上記光送信機は、上記光トランシーバに接続された各電気ルータに１つのタイムスタンプを割り当てること、電気ルータに割り当てられたタイムスタンプの中で、その電気ルータから受信された電気信号を光信号に変換すること、およびその光信号を上記光ルータに送信することを行うように構成され、その電気ルータから受信された上記電気信号は、その電気ルータに接続されたノードによって生成され、かつその電気ルータが位置付けられているクラスタを除く別のクラスタの中のノードによって受信された電気信号であり、
上記光受信機は、上記光ルータから光信号を受信することであって、その光信号の波長は、上記光トランシーバが位置付けられているクラスタに対応する、受信すること、その受信された光信号を電気信号に変換すること、およびその電気信号を、上記光トランシーバに接続された各電気ルータに送信して、その電気信号を受信する必要がある宛先ノードに接続された電気ルータが、その電気信号をその宛先ノードに送信し、かつ上記光トランシーバに接続された別の電気ルータがその電気信号を破棄するようにすることを行うように構成される。

上記第１の態様の上記第２の可能な実施様態を参照して、第３の可能な実施様態において、上記光トランシーバは、固定的に互いに接続された光トランシーバであり、上記光トランシーバにおける上記光送信機は、固定周波数を有するレーザと、第１の変調器とを含み、
固定周波数を有する上記レーザは、上記光トランシーバによって接続された２つのクラスタの間の光信号ルーティングのために事前設定された波長の光を生成するように構成され、ここで、異なる固定的に互いに接続された光トランシーバにおける固定周波数を有するレーザは、異なる波長の光を生成し、
上記第１の変調器は、上記光トランシーバに接続された電気ルータに割り当てられたタイムスタンプの中で、その電気ルータから受信された電気信号の中で搬送される情報で、固定周波数を有する上記レーザによって生成された光を変調するように、かつその情報で変調されている光を上記光ルータに送信するように構成される。

上記第１の態様の上記第３の可能な実施様態を参照して、第４の可能な実施様態において、上記光トランシーバは、固定的に互いに接続された光トランシーバであり、上記光トランシーバにおける上記光送信機は、ローカルカウンタをさらに含み、ここで、上記ローカルカウンタは、そのクラスタの中の上記第１の変調器に接続され、
上記ローカルカウンタは、事前設定された持続時間中のものであり、上記ローカルカウンタに接続された上記第１の変調器が位置付けられている上記固定的に互いに接続された光トランシーバによって確立されたリンクのものである通信トラフィックについての統計を収集するように構成され、
上記光トランシーバが位置付けられている上記クラスタの中のメインコントローラは、上記事前設定された持続時間中のものであり、そのクラスタの中の固定的に互いに接続された光トランシーバによって確立された固定リンクのものである、そのクラスタの中のｎ−ｘ個のローカルカウンタによって収集された通信トラフィックにより、上記事前設定された持続時間中に最も大量の通信トラフィックを有するｋ個の固定リンクを決定すること、そのクラスタの中のｘ個の適応的に互いに接続されたトランシーバを、所定の規則に基づいて最も大量の通信トラフィックを有する上記ｋ個の固定リンクに割り当てること、および上記ｘ個の適応的に互いに接続された光トランシーバにおける各適応的に互いに接続された光トランシーバが、最も大量の通信トラフィックを有する上記ｋの固定リンクにおける固定リンクに割り当てられた後、上記光ルータを使用することによって、その固定リンクによって接続された２つのクラスタの間で、その固定リンクを除くリンクを確立するようその適応的に互いに接続された光トランシーバを制御することを行うように特に構成される。

上記第１の態様の上記第２の可能な実施様態を参照して、第５の可能な実施様態において、上記光トランシーバは、適応的に互いに接続された光トランシーバであり、上記光トランシーバにおける上記光送信機は、調整可能なレーザと、第２の変調器とを含み、
上記調整可能なレーザは、上記光トランシーバ、および上記光トランシーバによって接続された２つのクラスタによりメインコントローラによって波長が決定される光を生成するように構成され、ここで、その光は、上記光トランシーバによって接続された上記２つのクラスタの間の光信号ルーティングのために使用され、上記メインコントローラは、上記光トランシーバが位置付けられている上記クラスタの中にあり、
適応的に互いに接続された光トランシーバが２つの異なるクラスタを接続する場合、上記適応的に互いに接続された光トランシーバにおける調整可能なレーザによって生成される光の波長は、異なり、異なる適応的に互いに接続された光トランシーバが２つの同一のクラスタを接続する場合、上記異なる適応的に互いに接続された光トランシーバにおける調整可能なレーザによって生成される光の波長は、互いに異なり、適応的に互いに接続された光トランシーバによって接続された２つのクラスタが、固定的に互いに接続された光トランシーバによって接続された２つのクラスタと同一である場合、上記適応的に互いに接続された光トランシーバにおける調整可能なレーザによって生成される光の波長は、上記固定的に互いに接続された光トランシーバにおける固定周波数を有するレーザによって生成される光の波長とは異なり、
上記第２の変調器は、上記光トランシーバに接続された電気ルータに割り当てられたタイムスタンプの中で、その電気ルータから受信された電気信号の中で搬送される情報で、上記調整可能なレーザによって生成された光を変調するように、かつその情報で変調されている光を上記光ルータに送信するように構成される。

上記第１の態様の上記第２の可能な実施様態を参照すると、第６の可能な実施様態において、上記光トランシーバにおける上記光受信機は、検出器を含み、
上記検出器は、上記光ルータから光信号を受信すること、その受信された光信号を電気信号に変換すること、およびその電気信号を、上記検出器に接続された電気ルータに送信することを行うように構成され、上記検出器に接続された上記電気ルータは、その検出器を含む上記光トランシーバが位置付けられている上記クラスタの中の電気ルータである。

上記第１の態様を参照して、第７の可能な実施様態において、上記光ルータは、波長分割マルチプレクサと、波長分割デマルチプレクサと、光スイッチとを含み、
上記波長分割マルチプレクサは、異なる波長のものであり、かつ上記光ネットワークオンチップにおける光トランシーバによって送信された光信号を組み合わせて１つのビームにするように、かつそのビームを上記光スイッチに送信するように構成され、
上記波長分割デマルチプレクサは、異なる波長のものであり、かつ上記光スイッチから受信された光信号を、波長により分解するように、かつ上記ネットワークオンチップにおけるクラスタに関して、そのクラスタに対応する波長の光信号を、そのクラスタの中の光トランシーバに送信するように構成され、
上記光スイッチは、波長ベースの光信号ルーティングを完了するように、かつ少なくともｘ＋１個の異なる波長を使用することによって２つの異なるクラスタの間で光信号をルーティングするように構成される。

第２の態様によれば、リンク帯域幅を動的に調整するための方法であって、
クラスタの中のｎ−ｘ個の固定的に互いに接続された光トランシーバによって確立された固定リンクの通信トラフィックを決定するステップであって、そのクラスタの中の各固定的に互いに接続された光トランシーバは、光ルータを使用することによって、そのクラスタと、そのクラスタを除く他のｎ−ｘ個のクラスタのうちの１つのクラスタとの間で固定リンクを確立して、光信号を交換し、そのクラスタの中の異なる固定的に互いに接続された光トランシーバが、そのクラスタと、それらの他のｎ−ｘ個のクラスタのうちの異なるクラスタとの間で固定リンクを確立する、ステップと、
そのクラスタの中のｘの適応的に互いに接続された光トランシーバを、所定の規則に基づいて最も大量の通信トラフィックを有するｋ個の固定リンクに割り当てるステップと、
上記ｘ個の適応的に互いに接続された光トランシーバのうちの各適応的に互いに接続された光トランシーバが、最も大量の通信トラフィックを有する上記ｋ個の固定リンクのうちの固定リンクに割り当てられた後、上記光ルータを使用することによって、その固定リンクによって接続された２つのクラスタの間で、その固定リンクを除くリンクを確立するようその適応的に互いに接続された光トランシーバを制御するステップであって、異なるリンク上で伝送される光信号の間で干渉は全く生じることがなく、ｋは、正の整数であり、ｋは、ｎ−ｘより小さく、固定リンクの通信トラフィックは、その固定リンクを確立する固定的に互いに接続された光トランシーバによって受信され、かつその固定的に互いに接続された光トランシーバが位置付けられたクラスタの中の電気ルータからの電気信号によって搬送される情報量である、ステップと、を含む方法が提供される。

上記第２の態様を参照して、第１の可能な実施様態において、クラスタの中のｎ−ｘ個の固定的に互いに接続された光トランシーバによって確立された固定リンクの通信トラフィックの上記決定するステップは、
クラスタの中のｎ−ｘ個のローカルカウンタの中のローカルカウンタによって収集される、事前設定された持続時間中のものであり、上記ローカルカウンタに接続された固定的に互いに接続された光トランシーバによって確立された固定リンクのものである通信トラフィックを受信するステップと、
上記事前設定された持続時間中のものであり、そのクラスタの中の上記ｎ−ｘ個のローカルカウンタによって収集される上記通信トラフィックにより、上記事前設定された持続時間中のものであり、そのクラスタの中の固定的に互いに接続された光トランシーバによって確立された固定リンクのものである通信トラフィックを決定するステップと、を特に含む。

上記第２の態様を参照して、第２の可能な実施様態において、上記ｘ個の適応的に互いに接続された光トランシーバのうちの各適応的に互いに接続された光トランシーバが、最も大量の通信トラフィックを有する上記ｋ個の固定リンクの中の固定リンクに割り当てられた後、上記光ルータを使用することによって、その固定リンクによって接続された２つのクラスタの間でその固定リンクを除くリンクを確立する、その適応的に互いに接続された光トランシーバの上記制御するステップは、
上記ｘ個の適応的に互いに接続された光トランシーバのうちの適応的に互いに接続された光トランシーバに関して、その適応的に互いに接続された光トランシーバが、最も大量の通信トラフィックを有する上記ｋ個の固定リンクのうちの固定リンクに割り当てられた後、その適応的に互いに接続された光トランシーバ、およびその固定リンクによって接続された２つのクラスタにより、その適応的に互いに接続された光トランシーバにおける調整可能なレーザによって生成される光の波長を決定して、その適応的に互いに接続された光トランシーバにおける上記調整可能なレーザが、その決定された波長により光を生成するようにするステップを特に含み、
適応的に互いに接続された光トランシーバが２つの異なるクラスタを接続する場合、上記適応的に互いに接続された光トランシーバにおける調整可能なレーザによって生成される光の波長は、異なり、異なる適応的に互いに接続された光トランシーバが２つの同一のクラスタを接続する場合、上記異なる適応的に互いに接続された光トランシーバにおける調整可能なレーザによって生成される光の波長は、互いに異なり、適応的に互いに接続された光トランシーバによって接続された２つのクラスタが、固定的に互いに接続された光トランシーバによって接続された２つのクラスタと同一である場合、上記適応的に互いに接続された光トランシーバにおける調整可能なレーザによって生成される光の波長は、上記固定的に互いに接続された光トランシーバにおける固定周波数を有するレーザによって生成される光の波長とは異なる。

第３の態様によれば、リンク帯域幅を動的に調整するための装置であって、
クラスタの中のｎ−ｘ個の固定的に互いに接続された光トランシーバによって確立された固定リンクの通信トラフィックを決定するように構成された決定モジュールであって、そのクラスタの中の各固定的に互いに接続された光トランシーバは、光ルータを使用することによって、そのクラスタと、そのクラスタを除く他のｎ−ｘ個のクラスタのうちの１つのクラスタとの間で固定リンクを確立して、光信号を交換し、そのクラスタの中の異なる固定的に互いに接続された光トランシーバが、そのクラスタと、それらの他のｎ−ｘ個のクラスタのうちの異なるクラスタとの間で固定リンクを確立する、決定モジュールと、
そのクラスタの中のｘ個の適応的に互いに接続された光トランシーバを、所定の規則に基づいて最も大量の通信トラフィックを有するｋ個の固定リンクに割り当てるように構成された割当てモジュールと、
上記ｘ個の適応的に互いに接続された光トランシーバのうちの各適応的に互いに接続された光トランシーバが、最も大量の通信トラフィックを有する上記ｋ個の固定リンクのうちの固定リンクに割り当てられた後、上記光ルータを使用することによって、その固定リンクによって接続された２つのクラスタの間で、その固定リンクを除くリンクを確立するようその適応的に互いに接続された光トランシーバを制御するように構成された制御モジュールであって、異なるリンク上で伝送される光信号の間で干渉は全く生じることがなく、ｋは、正の整数であり、ｋは、ｎ−ｘより小さく、固定リンクの通信トラフィックは、その固定リンクを確立する固定的に互いに接続された光トランシーバによって受信され、かつその固定的に互いに接続された光トランシーバが位置付けられたクラスタの中の電気ルータからの電気信号によって搬送される情報量である、制御モジュールと、を含む装置が提供される。

上記第３の態様を参照して、第１の可能な実施様態において、上記決定モジュールは、
クラスタの中のｎ−ｘ個のローカルカウンタによって収集される、事前設定された持続時間中のものであり、上記ローカルカウンタに接続された固定的に互いに接続された光トランシーバによって確立された固定リンクのものである通信トラフィックを受信すること、および上記事前設定された持続時間中のものであり、そのクラスタの中の上記ｎ−ｘ個のローカルカウンタによって収集される上記通信トラフィックにより、上記事前設定された持続時間中のものであり、そのクラスタの中の固定的に互いに接続された光トランシーバによって確立された固定リンクのものである通信トラフィックを決定することを行うように特に構成される。

上記第３の態様を参照して、第２の可能な実施様態において、上記制御モジュールは、
上記ｘの適応的に互いに接続された光トランシーバのうちの適応的に互いに接続された光トランシーバに関して、その適応的に互いに接続された光トランシーバが、最も大量の通信トラフィックを有する上記ｋ個の固定リンクのうちの固定リンクに割り当てられた後、その適応的に互いに接続された光トランシーバ、およびその固定リンクによって接続された２つのクラスタにより、その適応的に互いに接続された光トランシーバにおける調整可能なレーザによって生成される光の波長を決定して、その適応的に互いに接続された光トランシーバにおける上記調整可能なレーザが、その決定された波長により光を生成するように特に構成され、
適応的に互いに接続された光トランシーバが２つの異なるクラスタを接続する場合、上記適応的に互いに接続された光トランシーバにおける調整可能なレーザによって生成される光の波長は、異なり、異なる適応的に互いに接続された光トランシーバが２つの同一のクラスタを接続する場合、上記異なる適応的に互いに接続された光トランシーバにおける調整可能なレーザによって生成される光の波長は、互いに異なり、適応的に互いに接続された光トランシーバによって接続された２つのクラスタが、固定的に互いに接続された光トランシーバによって接続された２つのクラスタと同一である場合、上記適応的に互いに接続された光トランシーバにおける調整可能なレーザによって生成される光の波長は、上記固定的に互いに接続された光トランシーバにおける固定周波数を有するレーザによって生成される光の波長とは異なる。

本発明の上記実施形態において提供される上記光ネットワークオンチップ、ならびに光リンク帯域幅を動的に調整するための上記方法および上記装置によれば、上記光ネットワークオンチップにおける各クラスタの中のメインコントローラが、そのクラスタの中のｘ個の適応的に互いに接続されたトランシーバを、所定の規則およびそのクラスタの中のｎ−ｘ個の固定的に互いに接続された光トランシーバによって確立された固定リンクの通信トラフィックに基づいて最も大量の通信トラフィックを有するｋの固定リンクに割り当てること、および上記ｘ個の適応的に互いに接続された光トランシーバのうちの適応的に互いに接続された光トランシーバに関して、その適応的に互いに接続された光トランシーバが、最も大量の通信トラフィックを有する上記ｋ個の固定リンクのうちの固定リンクに割り当てられた後、その固定リンクによって接続された２つのクラスタの間で、その固定リンクを除くリンクを確立するようその適応的に互いに接続された光トランシーバを制御することを行うことが可能である。異なるリンク上で伝送される光信号の間で干渉は全く生じることがなく、したがって、本発明の上記実施形態において提供される上記光ネットワークオンチップによれば、最も大量の通信トラフィックを有する上記ｋ個の固定リンクのうちのいくつかの固定リンクによって接続されたクラスタの間のリンクの帯域幅が増加されることが可能であり、ネットワーク輻輳の確率が低減される。

従来技術における光ネットワークオンチップを示す概略構造図である。 従来技術における光ネットワークオンチップを示す概略構造図である。 本発明の実施形態による光ネットワークオンチップを示す概略構造図である。 本発明の実施形態による光ネットワークオンチップを示す概略構造図である。 本発明の実施形態による光ネットワークオンチップを示す概略構造図である。 本発明の実施形態による光トランシーバおよび光ルータを示す概略構造図である。 本発明の実施形態による光リンク帯域幅を動的に調整するための方法を示す第１の流れ図である。 本発明の実施形態による光リンク帯域幅を動的に調整するための方法を示す第２の流れ図である。 本発明の実施形態による光リンク帯域幅を動的に調整するための実際的なアプリケーションにおける方法を示す流れ図である。 本発明の実施形態による光リンク帯域幅を動的に調整するための装置を示す概略構造図である。

本発明の実施形態は、光ネットワークオンチップ、ならびに光リンク帯域幅を動的に調整するための方法および装置を提供する。光ネットワークオンチップにおける各クラスタの中のメインコントローラが、そのクラスタの中のｘの適応的に互いに接続されたトランシーバを、所定の規則およびそのクラスタの中のｎ−ｘ個の固定的に互いに接続された光トランシーバによって確立された固定リンクの通信トラフィックに基づいて最も大量の通信トラフィックを有するｋ個の固定リンクに割り当てること、およびｘ個の適応的に互いに接続された光トランシーバのうちの適応的に互いに接続された光トランシーバが、最も大量の通信トラフィックを有するｋの固定リンクのうちの固定リンクに割り当てられた後、その固定リンクによって接続された２つのクラスタの間で、その固定リンクを除くリンクを確立するようその適応的に互いに接続された光トランシーバを制御することを行う。異なるリンク上で伝送される光信号の間で干渉は全く生じることがなく、したがって、最も大量の通信トラフィックを有するｋの固定リンクのうちのいくつかの固定リンクによって接続されたクラスタの間のリンクの帯域幅が増加され、ネットワーク輻輳の確率が低減される。

添付の図面を参照して、以下は、本発明の実施形態において提供される光ネットワークオンチップ、ならびに光リンク帯域幅を動的に調整するための方法および装置の特定の実施様態について説明する。

図２Ａに示されるとおり、本発明の実施形態において提供される光ネットワークオンチップが、光ルータ２１と、ｎ−ｘ＋１個のクラスタ２２とを含み、ここで、第ｉのクラスタ２２（図２Ｂに示され、ｉ＝０，．．．，ｎ−ｘである）は、少なくとも１つのノード２２１と、少なくとも１つの電気ルータ２２２（図２Ｂにおいて、クラスタがｎ個のノード２２１と、ｎ個の電気ルータ２２２とを含むことは、説明のための例として使用される）と、ｎ個の光トランシーバ（図２Ｂにおいて、Ｔ_i,j，ｊ＝０，．．．，ｎ−ｘであり、ｊ≠ｉであり、かつＡ_i,m，ｍ＝１，．．．，ｘである）と、メインコントローラ２２３とを含み、ｎとｘはともに正の整数であり、ｘは、ｎより小さく、各ノード２２１は、電気信号を記憶するように、または処理するように構成され、光ルータ２１は、異なるクラスタの間で光信号をルーティングするように構成される。

クラスタの中で、各電気ルータは、少なくとも１つのノードに接続され、各電気ルータは、ｎ個の光トランシーバに別々に接続され、ここで、各光トランシーバは、電気ルータから受信された電気信号を光信号に変換して、その光信号を光ルータ２１に送信するように、かつ光ルータ２１から受信された光信号を電気信号に変換して、その電気信号を電気ルータに送信するように構成される。図２Ｂにおいて、各電気ルータは、１つだけのノードに接続され、もちろん、各電気ルータは、複数のノードに接続されてもよい。

クラスタの中のｎ個の光トランシーバは、ｎ−ｘ個の固定的に互いに接続された光トランシーバと、ｘ個の適応的に互いに接続された光トランシーバとを含み、ここで、各固定的に互いに接続された光トランシーバは、光ルータを使用することによって、そのクラスタと、そのクラスタを除く他のｎ−ｘ個のクラスタうちの１つのクラスタとの間でリンクを確立して、光信号を交換するように構成され、異なる固定的に互いに接続された光トランシーバが、そのクラスタと、それらの他のｎ−ｘ個のクラスタのうちの異なるクラスタとの間でリンクを確立するように構成され、ここで、図２Ｂにおいて、Ｔ_i,jは、第ｉのクラスタの中にあり、第ｉのクラスタと第ｊのクラスタとの間でリンクを確立して、光対話を実行する固定的に互いに接続された光トランシーバを示し、Ａ_i,mは、第ｉのクラスタの中の第ｍの適応的に互いに接続された光トランシーバを示す。

クラスタの中のメインコントローラ２２３が、ｘ個の適応的に互いに接続されたトランシーバ、すなわち、Ａ_i,mを、所定の規則およびそのクラスタの中のｎ−ｘ個の固定的に互いに接続された光トランシーバ、すなわち、Ｔ_i,jによって確立された固定リンクの通信トラフィックに基づいて最も大量の通信トラフィックを有するｋの固定リンクに割り当て、ｘ個の適応的に互いに接続された光トランシーバのうちの適応的に互いに接続された光トランシーバに関して、その適応的に互いに接続された光トランシーバが、最も大量の通信トラフィックを有するｋの固定リンクのうちの固定リンクに割り当てられた後、その固定リンクによって接続された２つのクラスタの間で、その固定リンクを除くリンクを確立するようその適応的に互いに接続された光トランシーバを制御するように構成され、ここで、ｋは、正の整数であり、ｋは、ｎ−ｘより小さい。クラスタがｎ個の電気ルータを含む場合、それらのｎ個の電気ルータのうちの各電気ルータは、そのクラスタの中のｎ個の光トランシーバに接続され、すなわち、そのクラスタの中の電気ルータとそのクラスタの中の光トランシーバは、完全に互いに接続され、ここで、固定リンクの通信トラフィックは、その固定リンクを確立する固定的に互いに接続された光トランシーバによって受信され、かつその固定的に互いに接続された光トランシーバが位置付けられたクラスタの中の電気ルータからの電気信号によって搬送される情報量である。

異なるリンク上で伝送される光信号の間で干渉は全く生じることがなく、それらの異なるリンクは、２つの同一のクラスタに接続された異なるリンクであることが可能であり、または異なるクラスタに接続された異なるリンクであることが可能である。２つのクラスタに接続された異なるリンクは、固定的に互いに接続された光トランシーバによって確立された固定リンクを含み、固定的に互いに接続された光トランシーバによって確立された固定リンクが、その固定的に互いに接続された光トランシーバが位置付けられているクラスタの中の最も大量の通信トラフィックを有するｋ個の固定リンクのうちの固定リンクである場合、２つのクラスタに接続された前述の異なるリンクは、適応的に互いに接続された光トランシーバによって確立されたリンクをさらに含む。

ｘ個の適応的に互いに接続されたトランシーバ、すなわち、Ａ_i,mを、所定の規則に基づいて最も大量の通信トラフィックを有するｋ個の固定リンクに割り当てることは、例えば、ｋ＝２である場合、ｘ個の適応的に互いに接続されたトランシーバのうちの半分より多くの適応的に互いに接続されたトランシーバを、最も大量の通信トラフィックを有する固定リンクに割り当てること、およびｘ個の適応的に互いに接続されたトランシーバのうちの残りの適応的に互いに接続されたトランシーバを、２番目に大量の通信トラフィックを有する固定リンクに割り当てることであることが可能であり、またはｘ個の適応的に互いに接続されたトランシーバすべてを、最も大量の通信トラフィックを有する固定リンクに割り当てることであることが可能である。

例えば、光ネットワークオンチップが、３つのクラスタを含み、各クラスタが、４つの光トランシーバを含み、そのうちの２つが、固定的に互いに接続された光トランシーバであり、そのうちの２つが、適応的に互いに接続された光トランシーバである。各光トランシーバは、１つの光受信機を含み、したがって、各クラスタは、４つの光受信機を含む。第１のクラスタと第３のクラスタとの間の通信プロセスにおける通信トラフィックは、第１のクラスタと第２のクラスタとの間の通信プロセスにおける通信トラフィックよりも多く、第１のクラスタの中の最も大量の通信トラフィックを有するｋ個の固定リンクに関してｋ＝１である場合、第１のクラスタの中の２つの適応的に互いに接続された光トランシーバが、第１のクラスタと第３のクラスタの両方に接続され、第１のクラスタの中の最も大量の通信トラフィックを有するｋ個の固定リンクに関してｋ＝２である場合、その事例は、第１のクラスタの中の２つの適応的に互いに接続された光トランシーバが、第１のクラスタと第３のクラスタの両方に接続されることであることが可能であり、または第１のクラスタの中の一方の適応的に互いに接続された光トランシーバが、第１のクラスタおよび第３のクラスタに接続され、第１のクラスタの中の他方の適応的に互いに接続された光トランシーバが、第１のクラスタおよび第２のクラスタに接続されることであることが可能であるものと想定される。第１のクラスタの中の一方の固定的に互いに接続された光トランシーバが、第１のクラスタおよび第２のクラスタに接続され、第１のクラスタの中の他方の固定的に互いに接続された光トランシーバが、第１のクラスタおよび第３のクラスタに接続される。

したがって、クラスタの中の適応的に互いに接続された光トランシーバをどのように割り当てるべきかは、事前設定された規則、およびそのクラスタの中の最も大量の通信トラフィックを有するｋ個の固定リンクにおけるｋの値に依存する。

さらに、図２Ｂにおいて、第ｉのクラスタの中の電気ルータが、順次接続される。実際には、別の接続様態、例えば、図２Ｃにおける接続様態が使用されることも可能である。

図２Ｃに示されるとおり、クラスタの中の電気ルータ２２２は、電気相互接続線路を用いて、かつそのクラスタのネットワークサイズ、例えば、そのクラスタの中の電気ルータの数量により選択されたネットワークトポロジを使用することによって接続される。

クラスタの中の各電気ルータ２２２は、その電気ルータに接続されたノードによって生成された電気信号を受信した後、その受信された電気信号の宛先ノードが、その電気ルータが位置付けられているクラスタの中にあると決定するように、かつその受信された電気信号を、その電気ルータが位置付けられているクラスタにおいて使用されるルーティングアルゴリズムにより宛先ノードにルーティングするように構成される。電気ルータが位置付けられているクラスタにおいて使用されるルーティングアルゴリズムは、電気ルータが位置付けられているクラスタのネットワークトポロジによって決定される。図２Ｃにおける電気ネットワークは、各電気ルータを接続する電気相互接続線路と、ルーティングアルゴリズムとを含む。

１つの電気ルータが複数のノードに接続される場合、異なるノードが、その電気ルータの異なるポートに接続されることが可能であり、その場合、いずれのノードがその電気ルータの出力ポートに接続されるべきかは、アービトレーションを用いて決定される。

オプションとして、図３に示されるとおり、光トランシーバが、光送信機３１と、光受信機３２とを含み、光送信機３１は、光トランシーバに接続された各電気ルータ２２２（図３における１つの電気ルータ２２２が、光トランシーバが位置付けられているクラスタの中のすべての電気ルータを示す）に１つのタイムスタンプを割り当てること、電気ルータに割り当てられたタイムスタンプの中で、その電気ルータから受信された電気信号を光信号に変換すること、およびその光信号を光ルータに送信することを行うように構成され、その電気ルータから受信された電気信号は、その電気ルータに接続されたノードによって生成され、かつその電気ルータが位置付けられているクラスタを除く別のクラスタの中のノードによって受信された電気信号である。

例えば、第ｉのクラスタが、３つの電気ルータ、すなわち、電気ルータＡ、電気ルータＢ、および電気ルータＣを含む。第ｉのクラスタの中の光トランシーバが、電気ルータＡ、電気ルータＢ、および電気ルータＣにタイムスタンプを別々に割り当てる。光トランシーバは、電気ルータＡから受信された電気信号を、電気ルータＡに割り当てられたタイムスタンプの中でだけ光信号に変換し、すなわち、電気ルータＡは、電気ルータＡに割り当てられたタイムスタンプの中でしか光トランシーバを使用することができない。光トランシーバは、電気ルータＢから受信された電気信号を、電気ルータＢに割り当てられたタイムスタンプの中でだけ光信号に変換し、すなわち、電気ルータＢは、電気ルータＢに割り当てられたタイムスタンプの中でしか光トランシーバを使用することができない。光トランシーバは、電気ルータＣから受信された電気信号を、電気ルータＣに割り当てられたタイムスタンプの中でだけ光信号に変換し、すなわち、電気ルータＣは、電気ルータＣに割り当てられたタイムスタンプの中でしか光トランシーバを使用することができない。

光受信機３２は、光ルータから光信号を受信することであって、その光信号の波長は、光受信機３２を含む光トランシーバが位置付けられているクラスタに対応する、受信すること、その受信された光信号を電気信号に変換すること、およびその電気信号を、光トランシーバに接続された各電気ルータに送信して、その電気信号を受信する必要がある宛先ノードに接続された電気ルータが、その電気信号をその宛先ノードに送信し、かつ光トランシーバに接続された別の電気ルータがその電気信号を破棄するようにすることを行うように構成される。

異なるリンク上で伝送される光信号の間で干渉は全く生じることがなく、したがって、各クラスタの中のｘ個の適応的に互いに接続された光トランシーバすべてが、そのクラスタの中の最も大量の通信トラフィックを有するリンクに常に割り当てられ、各クラスタに対応し、異なる波長のものである少なくともｎ個の光信号が、他のｎ−ｘ個のクラスタの中の異なる光トランシーバの信号から区別されるように存在し、ここで、異なる波長のｎ−ｘ個の光信号は、それらの他のｎ−ｘ個のクラスタの中の固定的に互いに接続された光トランシーバによって使用され、異なる波長のｘ個の光信号は、そのクラスタの中のｘ個の適応的に互いに接続された光トランシーバによって使用される。光ルータから光受信機によって受信される光信号は、光受信機を含む光トランシーバによって接続された２つのクラスタのうちの、光受信機を含む光トランシーバが位置付けられているクラスタを除く、クラスタにおいて送信された信号である。

オプションとして、図３に示されるとおり、光トランシーバ３１は、固定的に互いに接続された光トランシーバであり、光トランシーバにおける光送信機は、固定周波数を有するレーザ３１１と、第１の変調器３１２とを含む。

固定周波数を有するレーザ３１１は、光トランシーバによって接続された２つのクラスタの間の光信号ルーティングのために事前設定された波長の光を生成するように構成され、ここで、異なる固定的に互いに接続された光トランシーバにおける固定周波数を有するレーザは、異なる波長の光を生成する。

例えば、第ｉのクラスタと第ｊのクラスタを接続し、かつ第ｉのクラスタの中にある固定的に互いに接続された光トランシーバにおける固定周波数を有するレーザによって生成される光の波長は、第ｉのクラスタと第ｋのクラスタを接続し、かつ第ｉのクラスタの中にある固定的に互いに接続された光トランシーバにおける固定周波数を有するレーザによって生成される光の波長とは異なり、ここで、ｉ、ｊ、およびｋは等しくない。

第１の変調器３１２は、光トランシーバに接続された電気ルータに割り当てられたタイムスタンプの中で、その電気ルータから受信された電気信号の中で搬送される情報で、固定周波数を有するレーザ３１１によって生成された光を変調するように、かつその情報で変調されている光を光ルータ２１に送信するように構成される。

したがって、光トランシーバが固定的に互いに接続された光トランシーバである場合、その光トランシーバによって確立された固定リンクの通信トラフィックは、その光トランシーバにおける光送信機における第１の変調器によって変調される情報の情報量である。

オプションとして、図３に示されるとおり、光トランシーバは、固定的に互いに接続された光トランシーバであり、光トランシーバにおける光送信機が、ローカルカウンタ３１３をさらに含み、ローカルカウンタ３１３は、そのクラスタの中の第１の変調器３１２に接続される。

ローカルカウンタ３１３は、事前設定された持続時間中のものであり、ローカルカウンタ３１３に接続された第１の変調器３１２が位置付けられている固定的に互いに接続された光トランシーバによって確立された固定リンクのものである通信トラフィックについての統計を収集するように構成される。例えば、事前設定された持続時間中のものであり、第１の変調器３１２が位置付けられている固定的に互いに接続された光トランシーバによって確立された固定リンクのものである通信トラフィックは、電気信号の中の、第１の変調器３１２によって、事前設定された持続時間中に光を変調した情報の情報量についての統計を収集することによって決定されることが可能である。

光トランシーバが位置付けられているクラスタの中のメインコントローラ２２３が、事前設定された持続時間中のものであり、そのクラスタの中の固定的に互いに接続された光トランシーバによって確立された固定リンクのものである、そのクラスタの中のｎ−ｘ個のローカルカウンタ３１３によって収集された通信トラフィックにより、事前設定された持続時間中に最も大量の通信トラフィックを有するｋ個の固定リンクを決定すること、そのクラスタの中のｘ個の適応的に互いに接続されたトランシーバを、所定の規則に基づいて最も大量の通信トラフィックを有するｋ個の固定リンクに割り当てること、およびｘ個の適応的に互いに接続されたトランシーバのうちの各適応的に互いに接続されたトランシーバが、最も大量の通信トラフィックを有するｋ個の固定リンクのうちの固定リンクに割り当てられた後、光ルータを使用することによって、その固定リンクによって接続された２つのクラスタの間で、その固定リンクを除くリンクを確立するようその適応的に互いに接続された光トランシーバを制御することを行うように特に構成される。

例えば、第ｉのクラスタの中の４つの適応的に互いに接続された光トランシーバが、第ｉのクラスタの中の最も大量の通信トラフィックを有するｋ＝３の固定リンクに割り当てられ、ここで、第ｉのクラスタの中の２つの適応的に互いに接続された光トランシーバが、第ｉのクラスタの中の最も大量の通信トラフィックを有する固定リンクに割り当てられる。その固定リンクが、第ｉのクラスタの中の固定的に互いに接続された光トランシーバによって第ｉのクラスタと第ｊのクラスタとの間で確立された固定リンクであるものと想定すると、その２つの適応的に互いに接続された光トランシーバは、第ｉのクラスタと第ｊのクラスタとの間で、第ｉのクラスタの中の固定的に互いに接続された光トランシーバによって第ｉのクラスタと第ｊのクラスタとの間で確立された固定リンクを除く２つのリンクを確立する。さらに、第ｉのクラスタの中の固定的に互いに接続された光トランシーバによって第ｉのクラスタと第ｊのクラスタとの間で確立された固定リンク上で伝送される光信号と、その２つの適応的に互いに接続された光トランシーバによって第ｉのクラスタと第ｊのクラスタとの間で確立された２つのリンク上で伝送される光信号との間で干渉は全く生じることがない。例えば、第ｉのクラスタの中の固定的に互いに接続された光トランシーバによって第ｉのクラスタと第ｊのクラスタとの間で確立された固定リンク上で伝送される光信号の波長は、その２つの適応的に互いに接続された光トランシーバによって第ｉのクラスタと第ｊのクラスタとの間で確立された２つのリンク上で伝送される光信号の波長とは異なるようにされることが可能であり、したがって、固定リンク上で伝送される光信号と、その２つの適応的に互いに接続された光トランシーバによって確立されたリンク上で伝送される光信号との間で干渉は全く生じることがない。さらに、その２つの適応的に互いに接続された光トランシーバによって第ｉのクラスタと第ｊのクラスタとの間で確立された２つのリンク上で伝送される光信号の間で干渉は全く生じることがない。同様に、その２つの適応的に互いに接続された光トランシーバによって第ｉのクラスタと第ｊのクラスタとの間で確立された２つのリンク上で伝送される光信号の波長は、互いに異なるようにされることが可能であり、したがって、その２つの適応的に互いに接続された光トランシーバによって確立されたリンク上で伝送される光信号の間で干渉は全く生じることがない。

オプションとして、図３に示されるとおり、光トランシーバが、適応的に互いに接続された光トランシーバであり、光トランシーバにおける光送信機３１は、調整可能なレーザ３１４と、第２の変調器３１５とを含む。

調整可能なレーザ３１４は、光トランシーバ、およびその光トランシーバによって接続された２つのクラスタによりメインコントローラ２２３によって波長が決定される光を生成するように構成され、ここで、その光は、その光トランシーバによって接続された２つのクラスタの間の光信号ルーティングのために使用され、メインコントローラは、光トランシーバが位置付けられているクラスタの中にある。

適応的に互いに接続された光トランシーバが位置付けられているクラスタの中のメインコントローラ２２３が、光トランシーバ、およびその光トランシーバによって接続されたクラスタにより波長を決定することは、以下のことを意味する。すなわち、異なる適応的に互いに接続された光トランシーバに関して、その適応的に互いに接続された光トランシーバにおける調整可能なレーザによって生成される光のものであり、メインコントローラ２２３によって決定される波長は、異なり、適応的に互いに接続された光トランシーバが異なる固定リンクに割り当てられた場合、その適応的に互いに接続された光トランシーバにおける調整可能なレーザによって生成される光のものであり、メインコントローラ２２３によって決定される波長は、異なる。また、このことは、適応的に互いに接続された光トランシーバが２つの異なるクラスタを接続する場合、その適応的に互いに接続された光トランシーバにおける調整可能なレーザによって生成される光の波長は、異なり、異なる適応的に互いに接続された光トランシーバが２つの同一のクラスタを接続する場合、それらの異なる適応的に互いに接続された光トランシーバにおける調整可能なレーザによって生成される光の波長は、互いに異なることを意味する。

さらに、異なるリンク上で伝送される光信号の間で干渉は全く生じることがない。したがって、適応的に互いに接続された光トランシーバによって接続された２つのクラスタが、固定の互いに接続された光トランシーバによって接続された２つのクラスタと同一である場合、その適応的に互いに接続された光トランシーバにおける調整可能なレーザによって生成される光の波長は、その固定の互いに接続された光トランシーバにおける固定周波数を有するレーザによって生成される光の波長とは異なる。

例えば、第ｉのクラスタの中の４つの適応的に互いに接続された光トランシーバが、第ｉのクラスタの中の最も大量の通信トラフィックを有するｋ＝３の固定リンクに割り当てられ、ここで、第ｉのクラスタの中の２つの適応的に互いに接続された光トランシーバが、第ｉのクラスタの中の最も大量の通信トラフィックを有する固定リンクに割り当てられる。その固定リンクが、第ｉのクラスタの中の固定的に互いに接続された光トランシーバによって第ｉのクラスタと第ｊのクラスタとの間で確立された固定リンクであるものと想定すると、その２つの適応的に互いに接続された光トランシーバは、第ｉのクラスタと第ｊのクラスタとの間で、第ｉのクラスタの中の固定的に互いに接続された光トランシーバによって第ｉのクラスタと第ｊのクラスタとの間で確立された固定リンクを除く２つのリンクを確立する。この事例において、その２つの適応的に互いに接続された光トランシーバのうちの一方の適応的に互いに接続された光トランシーバにおける調整可能なレーザの光に関して第ｉのクラスタの中のメインコントローラによって決定された波長が第１の波長であり、その２つの適応的に互いに接続された光トランシーバのうちの他方の適応的に互いに接続された光トランシーバにおける調整可能なレーザの光に関して第ｉのクラスタの中のメインコントローラによって決定された波長が第２の波長であり、第ｉのクラスタの中にあり、かつ第ｉのクラスタと第ｊのクラスタとの間で固定リンクを確立する固定的に互いに接続された光トランシーバにおける固定周波数を有するレーザによって生成される光の波長が第３の波長である場合、第１の波長、第２の波長、および第３の波長は等しくなく、第１の波長、第２の波長、および第３の波長はすべて、第ｊのクラスタに対応する波長である。あるいは、第ｉのクラスタの中の最も大量の通信トラフィックを有する固定リンクが、第ｉのクラスタの中の固定的に互いに接続された光トランシーバによって第ｉのクラスタと第ｋのクラスタとの間で確立された固定リンクである場合、その２つの適応的に互いに接続された光トランシーバは、第ｉのクラスタと第ｋのクラスタとの間で、第ｉのクラスタの中の固定的に互いに接続された光トランシーバによって第ｉのクラスタと第ｋのクラスタとの間で確立された固定リンクを除く２つのリンクを確立する。この事例において、その２つの適応的に互いに接続された光トランシーバのうちの一方の適応的に互いに接続された光トランシーバにおける調整可能なレーザの光に関して第ｉのクラスタの中のメインコントローラによって決定された波長が第４の波長であり、その２つの適応的に互いに接続された光トランシーバのうちの他方の適応的に互いに接続された光トランシーバにおける調整可能なレーザの光に関して第ｉのクラスタの中のメインコントローラによって決定された波長が第５の波長であり、第ｉのクラスタの中にあり、かつ第ｉのクラスタと第ｋのクラスタとの間で固定リンクを確立する固定的に互いに接続された光トランシーバにおける固定周波数を有するレーザによって生成される光の波長が第６の波長である場合、第４の波長、第５の波長、および第６の波長は等しくない。さらに、第１の波長は、第４の波長とも、第５の波長とも、第６の波長とも等しくなく、また、第２の波長も、第４の波長とも、第５の波長とも、第６の波長とも等しくなく、第３の波長も、第４の波長とも、第５の波長とも、第６の波長とも等しくなく、第４の波長、第５の波長、および第６の波長すべては、第ｋのクラスタに対応する波長である。

第２の変調器３１５は、光トランシーバに接続された電気ルータ２２２に割り当てられたタイムスタンプの中で、その電気ルータから受信された電気信号の中で搬送される情報で、調整可能なレーザ３１４によって生成された光を変調するように、かつその情報で変調されている光を光ルータ２１に送信するように構成される。

オプションとして、図３に示されるとおり、光トランシーバにおける光受信機は、検出器３２１を含み、ここで、検出器３２１は、光ルータ２１から光信号を受信すること、その受信された光信号を電気信号に変換すること、およびその電気信号を、検出器に接続された電気ルータ２２２に送信することを行うように構成され、検出器に接続された電気ルータは、その検出器を含む光トランシーバが位置付けられているクラスタの中の電気ルータである。

オプションとして、図３に示されるとおり、光ルータ２１は、波長分割マルチプレクサ２１１と、波長分割デマルチプレクサ２１２と、光スイッチ２１３とを含み、
波長分割マルチプレクサ２１１は、異なる波長のものであり、かつ光ネットワークオンチップにおける光トランシーバによって送信された光信号を組み合わせて１つのビームにするように、かつそのビームを光スイッチ２１３に送信するように構成され、
波長分割デマルチプレクサ２１２は、異なる波長のものであり、光スイッチ２１３から受信された光信号を、波長により分解するように、かつネットワークオンチップにおけるクラスタに関して、そのクラスタに対応する波長の光信号を、そのクラスタの中の光トランシーバに送信するように構成され、
光スイッチは、波長ベースの光信号ルーティングを完了するように、かつ少なくともｘ＋１個の異なる波長を使用することによって２つの異なるクラスタの間で光信号をルーティングするように構成される。

本発明のこの実施形態において提供される光ネットワークオンチップにおいて、クラスタの中のノードが通信を実行する場合、そのノードは、電気情報を生成し、その電気情報を、そのノードに接続された電気ルータに送信し、ここで、その電気ルータは、そのクラスタにおけるネットワークトポロジにより選択されたルーティングアルゴリズムを使用することによって宛先ノードにその電気情報をルーティングする。クラスタの間のノードが通信を実行する場合、そのノードは、電気情報を生成し、その電気情報を、そのノードに接続された電気ルータに送信し、宛先ノードを含むクラスタに接続された光トランシーバによってその電気ルータに割り当てられたタイムスタンプに到達すると、宛先ノードを含むクラスタに接続された光トランシーバは、その電気情報を、特定の波長の光情報に変換し、波長ベースの光ルータを使用することによって、その光情報を、宛先ノードを含むクラスタにルーティングする。宛先ノードを含むクラスタの中の光トランシーバが、その光情報を受信し、その光情報を電気情報に変換し、その電気情報を、宛先ノードを含むクラスタの中のすべての電気ルータに伝送する。宛先ノードに接続された電気ルータが、その電気情報を受信し、他の電気ルータは、その電気情報を破棄する。

本発明のこの実施形態において提供される光ネットワークオンチップにおいて、光リンク帯域幅が調整される際、調整される必要があるデバイスは極めて少数しか存在しない（調整可能なレーザによって生成される光の波長だけが調整される必要がある）。したがって、帯域幅調整中、待ち時間は、比較的短い。

同一の発明の概念に基づいて、本発明の実施形態は、光リンク帯域幅を動的に調整するための方法および装置をさらに提供する。この方法およびこの装置の問題解決原理は、前述の光ネットワークオンチップのものと同様であるため、この方法およびこの装置の実施のために前述の方法の実施の参照が行われ、繰り返される説明は提供されない。

図４に示されるとおり、本発明の実施形態において提供される光リンク帯域幅を動的に調整するための方法は、
Ｓ４０１ クラスタの中のｎ−ｘ個の固定的に互いに接続された光トランシーバによって確立された固定リンクの通信トラフィックを決定するステップであって、そのクラスタの中の各固定的に互いに接続された光トランシーバは、光ルータを使用することによって、そのクラスタと、そのクラスタを除く他のｎ−ｘ個のクラスタのうちの１つのクラスタとの間で固定リンクを確立して、光信号を交換し、そのクラスタの中の異なる固定的に互いに接続された光トランシーバは、そのクラスタと、それらの他のｎ−ｘ個のクラスタのうちの異なるクラスタとの間で固定リンクを確立するように構成される、ステップと、
Ｓ４０２ そのクラスタの中のｘ個の適応的に互いに接続された光トランシーバを、所定の規則に基づいて最も大量の通信トラフィックを有するｋ個の固定リンクに割り当てるステップと、
Ｓ４０３ そのｘ個の適応的に互いに接続された光トランシーバのうちの各適応的に互いに接続された光トランシーバが、最も大量の通信トラフィックを有するｋ個の固定リンクのうちの固定リンクに割り当てられた後、光ルータを使用することによって、その固定リンクによって接続された２つのクラスタの間で、その固定リンクを除くリンクを確立するようその適応的に互いに接続された光トランシーバを制御するステップであって、ｋは、正の整数であり、ｋは、ｎ−ｘより小さく、固定リンクの通信トラフィックは、その固定リンクを確立する固定的に互いに接続された光トランシーバによって受信され、かつその固定的に互いに接続された光トランシーバが位置付けられたクラスタの中の電気ルータからの電気信号によって搬送される情報量である、ステップと、を含む。

オプションとして、図５に示されるとおり、Ｓ４０１は、
Ｓ４０１ａ クラスタの中のｎ−ｘ個のローカルカウンタによって収集される、事前設定された持続時間中のものであり、ローカルカウンタに接続された固定的に互いに接続された光トランシーバによって確立された固定リンクのものである通信トラフィックを受信するステップと、
Ｓ４０１ｂ 事前設定された持続時間中のものであり、そのクラスタの中のｎ−ｘ個のローカルカウンタによって収集される通信トラフィックにより、事前設定された持続時間中のものであり、そのクラスタの中の固定的に互いに接続された光トランシーバによって確立された固定リンクのものである通信トラフィックを決定するステップと、を特に含む。

オプションとして、図５に示されるとおり、Ｓ４０３は、
そのクラスタの中のｘ個の適応的に互いに接続された光トランシーバのうちの適応的に互いに接続された光トランシーバに関して、その適応的に互いに接続された光トランシーバが、最も大量の通信トラフィックを有するｋ個の固定リンクのうちの固定リンクに割り当てられた後、その適応的に互いに接続された光トランシーバ、およびその固定リンクによって接続された２つのクラスタにより、その適応的に互いに接続された光トランシーバにおける調整可能なレーザによって生成される光の波長を決定して、その適応的に互いに接続された光トランシーバにおける調整可能なレーザが、その決定された波長により光を生成するようにすることを特に含み、
適応的に互いに接続された光トランシーバが２つの異なるクラスタを接続する場合、適応的に互いに接続された光トランシーバにおける調整可能なレーザによって生成される光の波長は、異なり、異なる適応的に互いに接続された光トランシーバが２つの同一のクラスタを接続する場合、異なる適応的に互いに接続された光トランシーバにおける調整可能なレーザによって生成される光の波長は、互いに異なり、適応的に互いに接続された光トランシーバによって接続された２つのクラスタが、固定的に互いに接続された光トランシーバによって接続された２つのクラスタと同一である場合、適応的に互いに接続された光トランシーバにおける調整可能なレーザによって生成される光の波長は、固定的に互いに接続された光トランシーバにおける固定周波数を有するレーザによって生成される光の波長とは異なる。

実際的なアプリケーションにおいて、クラスタの中のメインコントローラが、図６に示される流れ図を使用することによって光リンク帯域幅を調整する。

Ｓ６０１ ローカルカウンタが、時間レジスタを構成するための方法を使用することによって実施されることが可能な事前設定された持続時間を設定する。

Ｓ６０２ ローカルカウンタが、ローカルカウンタに接続された固定的に互いに接続された光トランシーバの通信トラフィックについての統計を収集する。

Ｓ６０３ ローカルカウンタが、計時が終了したかどうかを決定し、計時が終了した場合、Ｓ６０１を実行し、かつＳ６０４を実行し、計時が終了しない場合、Ｓ６０２を実行する。

Ｓ６０４ ローカルカウンタが、ローカルカウンタによって収集された通信トラフィックをメインコントローラに送信する。

Ｓ６０５ メインコントローラが、すべてのローカルカウンタによって収集された通信トラフィックにより、最も大量の通信トラフィックを有するｋ個の固定リンクを決定する。

Ｓ６０６ メインコントローラが、そのクラスタの中のｘ個の適応的に互いに接続された光トランシーバを、所定の規則に基づいて最も大量の通信トラフィックを有するｋ個の固定リンクに割り当てる。

Ｓ６０７ そのクラスタの中のｘ個の適応的に互いに接続された光トランシーバのうちの適応的に互いに接続された光トランシーバに関して、その適応的に互いに接続された光トランシーバが、最も大量の通信トラフィックを有するｋ個の固定リンクのうちの固定リンクに割り当てられた後、その適応的に互いに接続された光トランシーバ、およびその固定リンクによって接続された２つのクラスタにより、その適応的に互いに接続された光トランシーバにおける調整可能なレーザによって生成される光の波長を決定して、その適応的に互いに接続された光トランシーバにおける調整可能なレーザが、その決定された波長により光を生成するようにする。

Ｓ６０４〜Ｓ６０７を実行するプロセスにおいて、Ｓ６０１〜Ｓ６０３が継続して実行される。

図７に示されるとおり、本発明の実施形態において提供される光リンク帯域幅を動的に調整するための装置は、
クラスタの中のｎ−ｘ個の固定的に互いに接続された光トランシーバによって確立された固定リンクの通信トラフィックを決定するように構成された決定モジュール７１であって、そのクラスタの中の各固定的に互いに接続された光トランシーバは、光ルータを使用することによって、そのクラスタと、そのクラスタを除く他のｎ−ｘ個のクラスタのうちの１つのクラスタとの間で固定リンクを確立して、光信号を交換し、そのクラスタの中の異なる固定的に互いに接続された光トランシーバが、そのクラスタと、それらの他のｎ−ｘ個のクラスタのうちの異なるクラスタとの間で固定リンクを確立するように構成される、決定モジュール７１と、
そのクラスタの中のｘ個の適応的に互いに接続された光トランシーバを、所定の規則に基づいて最も大量の通信トラフィックを有するｋ個の固定リンクに割り当てるように構成された割当てモジュール７２と、
ｘ個の適応的に互いに接続された光トランシーバのうちの各適応的に互いに接続された光トランシーバが、最も大量の通信トラフィックを有するｋ個の固定リンクのうちの固定リンクに割り当てられた後、光ルータを使用することによって、その固定リンクによって接続された２つのクラスタの間で、その固定リンクを除くリンクを確立するようその適応的に互いに接続された光トランシーバを制御するように構成された制御モジュール７３であって、異なるリンク上で伝送される光信号の間で干渉は全く生じることがなく、ｋは、正の整数であり、ｋは、ｎ−ｘより小さく、固定リンクの通信トラフィックは、その固定リンクを確立する固定的に互いに接続された光トランシーバによって受信され、かつその固定的に互いに接続された光トランシーバが位置付けられたクラスタの中の電気ルータからの電気信号によって搬送される情報量である、制御モジュール７３とを含む。

オプションとして、決定モジュール７１は、クラスタの中のｎ−ｘ個のローカルカウンタの中のローカルカウンタによって収集される、事前設定された持続時間中のものであり、ローカルカウンタに接続された固定的に互いに接続された光トランシーバによって確立された固定リンクのものである通信トラフィックを受信すること、および事前設定された持続時間中のものであり、そのクラスタの中のｎ−ｘ個のローカルカウンタによって収集される通信トラフィックにより、事前設定された持続時間中のものであり、そのクラスタの中の固定的に互いに接続された光トランシーバによって確立された固定リンクのものである通信トラフィックを決定することを行うように特に構成される。

オプションとして、制御モジュール７３は、ｘ個の適応的に互いに接続された光トランシーバのうちの適応的に互いに接続された光トランシーバに関して、その適応的に互いに接続された光トランシーバが、最も大量の通信トラフィックを有するｋ個の固定リンクのうちの固定リンクに割り当てられた後、その適応的に互いに接続された光トランシーバ、およびその固定リンクによって接続された２つのクラスタにより、その適応的に互いに接続された光トランシーバにおける調整可能なレーザによって生成される光の波長を決定して、その適応的に互いに接続された光トランシーバにおける調整可能なレーザが、その決定された波長により光を生成するようにするように特に構成され、
適応的に互いに接続された光トランシーバが２つの異なるクラスタを接続する場合、適応的に互いに接続された光トランシーバにおける調整可能なレーザによって生成される光の波長は、異なり、異なる適応的に互いに接続された光トランシーバが２つの同一のクラスタを接続する場合、異なる適応的に互いに接続された光トランシーバにおける調整可能なレーザによって生成される光の波長は、互いに異なり、適応的に互いに接続された光トランシーバによって接続された２つのクラスタが、固定的に互いに接続された光トランシーバによって接続された２つのクラスタと同一である場合、適応的に互いに接続された光トランシーバにおける調整可能なレーザによって生成される光の波長は、固定的に互いに接続された光トランシーバにおける固定周波数を有するレーザによって生成される光の波長とは異なる。

当業者は、本発明の実施形態が、方法、システム、またはコンピュータプログラム製品として提供されることが可能であることを理解するはずである。したがって、本発明は、ハードウェアのみの実施形態、ソフトウェアのみの実施形態、またはソフトウェアとハードウェアの組合せを有する実施形態の形態を使用することが可能である。さらに、本発明は、コンピュータ使用可能プログラムコードを含む１または複数のコンピュータ使用可能記憶媒体（ディスクメモリ、ＣＤ−ＲＯＭ、光メモリなどを含むが、以上には限定されない）上で実施されるコンピュータプログラム製品の形態を使用することが可能である。

本発明は、本発明の実施形態による方法、デバイス（システム）、およびコンピュータプログラム製品の流れ図および／またはブロック図を参照して説明される。コンピュータプログラム命令は、流れ図および／またはブロック図における各プロセスおよび／または各ブロック、ならびに流れ図および／またはブロック図におけるプロセスおよび／またはブロックの組合せを実施するのに使用されることが可能であることを理解されたい。これらのコンピュータプログラム命令は、マシンを生成するように汎用コンピュータ、専用コンピュータ、組込み型プロセッサ、または他の任意のプログラマブルデータ処理デバイスのプロセッサに提供されることが可能であり、したがって、コンピュータ、または他の任意のプログラマブルデータ処理デバイスのプロセッサによって実行される命令が、流れ図における１または複数のプロセス、および／またはブロック図における１または複数のブロックにおける特定の機能を実施するための装置を生成する。

また、これらのコンピュータプログラム命令は、特定の様態で機能するようにコンピュータまたは他の任意のプログラマブルデータ処理デバイスに命令することができるコンピュータ可読メモリに記憶されることも可能であり、したがって、そのコンピュータ可読メモリに記憶された命令が、命令装置を含む製品を生成する。その命令装置が、流れ図における１または複数のプロセス、および／またはブロック図における１または複数のブロックにおける特定の機能を実施する。

また、これらのコンピュータプログラム命令は、コンピュータまたは別のプログラマブルデータ処理デバイスにロードされることも可能であり、したがって、一連の動作およびステップが、そのコンピュータまたはその別のプログラマブルデバイス上で実行されて、その結果、コンピュータ実施処理を生成する。したがって、そのコンピュータまたはその別のプログラマブルデバイス上で実行される命令が、流れ図における１または複数のプロセス、および／またはブロック図における１または複数のブロックにおける特定の機能を実施するためのステップを提供する。

本発明のいくつかの好ましい実施形態が説明されてきたものの、当業者は、基本的な発明の概念を知ると、これらの実施形態に変形および変更を行うことができる。したがって、添付の特許請求の範囲は、例示的な実施形態、ならびに本発明の範囲に含まれるれすべての変形および変更を範囲に含むものと解釈されることが意図される。

明らかに、当業者は、本発明の実施形態の範囲を逸脱することなく、本発明の実施形態に様々な変更および改変を行うことができる。本発明は、これらの変更および改変を、それらが、添付の特許請求の範囲、およびそれらと均等な技術によって規定される保護の範囲に含まれるという条件付きで、範囲に含むことを意図している。

Claims (14)

1. 光ルータと、ｎ−ｘ＋１個のクラスタと、を備える光ネットワークオンチップであって、
   各クラスタは、少なくとも１つのノードと、少なくとも１つの電気ルータと、ｎ個の光トランシーバと、１つのメインコントローラとを備え、ｎとｘはともに正の整数であり、ｘは、ｎより小さく、前記ノードは、電気信号を記憶するように、または処理するように構成され、前記光ルータは、異なるクラスタの間で光信号をルーティングするように構成され、
   クラスタの中で、電気ルータは、少なくとも１つのノードに接続され、前記電気ルータは、ｎ個の光トランシーバに別々に接続され、各光トランシーバは、前記電気ルータから受信された電気信号を第一の光信号に変換して、前記第一の光信号を前記光ルータに送信するように、かつ前記光ルータから受信された第二の光信号を電気信号に変換して、前記第二の電気信号を前記電気ルータに送信するように構成され、
   前記クラスタの中のｎ個の光トランシーバは、ｎ−ｘ個の固定的に互いに接続された光トランシーバと、ｘ個の適応的に互いに接続された光トランシーバとを備え、各固定的に互いに接続された光トランシーバは、前記光ルータを使用することによって、前記クラスタと、他のｎ−ｘ個のクラスタうちの１つのクラスタとの間で光信号を交換するリンクを確立するように構成され、異なる固定的に互いに接続された光トランシーバが、前記クラスタと、前記他のｎ−ｘ個のクラスタのうちの異なるクラスタとの間でリンクを確立するように構成され、
   前記クラスタの中のメインコントローラが、ｘ個の適応的に互いに接続された光トランシーバを、所定の規則および前記クラスタの中の前記ｎ−ｘ個の固定的に互いに接続された光トランシーバによって確立された固定リンクの通信トラフィックに基づいて最も大量の通信トラフィックを有するｋ個の固定リンクに割り当て、
   前記ｘ個の適応的に互いに接続された光トランシーバのうちの適応的に互いに接続された光トランシーバに関して、前記適応的に互いに接続された光トランシーバが、最も大量の通信トラフィックを有する前記ｋの固定リンクのうちのリンクに割り当てられた後、前記固定リンクによって接続された２つのクラスタの間で、他のリンクを確立するよう前記適応的に互いに接続された光トランシーバを制御するように構成され、異なるリンク上で伝送される光信号の間で干渉は全く生じることがなく、ｋは、正の整数であり、ｋは、ｎ−ｘより小さく、固定リンクの通信トラフィックは、前記固定リンクを確立する固定的に互いに接続された光トランシーバによって受信され、かつ前記固定的に互いに接続された光トランシーバが位置付けられた前記クラスタの中の電気ルータからの電気信号によって搬送される情報量である
   ことを特徴とする前記光ネットワークオンチップ。
2. 前記クラスタの中の電気ルータは、電気相互接続線路を用いて、かつ前記クラスタのネットワークサイズにより選択されたネットワークトポロジを使用することによって接続され、
   前記クラスタの中の各電気ルータは、前記受信された電気信号の宛先ノードが、前記電気ルータが位置付けられている前記クラスタの中にあると、前記電気ルータに接続されたノードによって生成された電気信号を受信した後に決定するように、かつ前記受信された電気信号を、前記電気ルータが位置付けられている前記クラスタにおいて使用されるルーティングアルゴリズムにより前記宛先ノードにルーティングするように構成される
   ことを特徴とする請求項１に記載の光ネットワークオンチップ。
3. 前記光トランシーバは、光送信機と、光受信機とを備え、
   前記光送信機は、前記光トランシーバに接続された各電気ルータに１つのタイムスタンプを割り当て、電気ルータに割り当てられたタイムスタンプにより指示される時間の前に、前記電気ルータから受信された電気信号を光信号に変換し、および
   前記光信号を前記光ルータに送信するように構成され、前記電気ルータから受信された前記電気信号は、前記電気ルータに接続されたノードによって生成され、かつ前記電気ルータが位置付けられている前記クラスタを除く別のクラスタの中のノードによって受信された電気信号であり、
   前記光受信機は、前記光ルータから光信号を受信することであって、前記光信号の波長は、前記光トランシーバが位置付けられているクラスタに対応する、受信すること、
   前記受信された光信号を電気信号に変換すること、および
   前記電気信号を、前記光トランシーバに接続された各電気ルータに送信して、前記電気信号を受信する必要がある宛先ノードに接続された電気ルータが、前記電気信号を前記宛先ノードに送信し、かつ前記光トランシーバに接続された別の電気ルータが前記電気信号を破棄するようにすることを行うように構成される
   ことを特徴とする請求項１に記載の光ネットワークオンチップ。
4. 前記光トランシーバは、固定的に互いに接続された光トランシーバであり、前記光トランシーバにおける前記光送信機は、固定周波数を有するレーザと、第１の変調器とを備え、
   固定周波数を有する前記レーザは、前記光トランシーバによって接続された２つのクラスタの間の光信号ルーティングのために事前設定された波長の光を生成するように構成され、異なる固定的に互いに接続された光トランシーバにおける固定周波数を有するレーザは、異なる波長の光を生成し、
   前記第１の変調器は、前記光トランシーバに接続された電気ルータに割り当てられたタイムスタンプの中で、前記電気ルータから受信された電気信号の中で搬送される情報で、固定周波数を有する前記レーザによって生成された前記光を変調するように、かつ前記情報で変調されている光を前記光ルータに送信するように構成される
   ことを特徴とする請求項３に記載の光ネットワークオンチップ。
5. 前記光トランシーバは、固定的に互いに接続された光トランシーバであり、前記光トランシーバにおける前記光送信機は、ローカルカウンタをさらに備え、前記ローカルカウンタは、前記第１の変調器に接続され、
   前記ローカルカウンタは、事前設定された持続時間中のものであり、前記ローカルカウンタに接続された前記第１の変調器が位置付けられている前記固定的に互いに接続された光トランシーバによって確立されたリンクのものである通信トラフィックについての統計を収集するように構成され、
   前記光トランシーバが位置付けられている前記クラスタの中のメインコントローラは、
   前記事前設定された持続時間中のものであり、前記クラスタの中の固定的に互いに接続された光トランシーバによって確立された固定リンクのものである、前記クラスタの中のｎ−ｘ個のローカルカウンタによって収集された通信トラフィックにより、前記事前設定された持続時間中に最も大量の通信トラフィックを有するｋ個の固定リンクを決定すること、
   前記クラスタの中のｘ個の適応的に互いに接続されたトランシーバを、所定の規則に基づいて最も大量の通信トラフィックを有する前記ｋ個の固定リンクに割り当てること、
   および前記ｘ個の適応的に互いに接続された光トランシーバにおける各適応的に互いに接続された光トランシーバが、最も大量の通信トラフィックを有する前記ｋ個の固定リンクにおける固定リンクに割り当てられた後、前記光ルータを使用することによって、前記固定リンクによって接続された２つのクラスタの間で、前記固定リンクを除くリンクを確立するよう前記適応的に互いに接続された光トランシーバを制御すること
   を行うように構成される
   ことを特徴とする請求項４に記載の光ネットワークオンチップ。
6. 前記光トランシーバは、適応的に互いに接続された光トランシーバであり、前記光トランシーバにおける前記光送信機は、調整可能なレーザと、第２の変調器とを備え、
   前記調整可能なレーザは、前記光トランシーバ、および前記光トランシーバによって接続された２つのクラスタによりメインコントローラによって波長が決定される光を生成するように構成され、前記光は、前記光トランシーバによって接続された前記２つのクラスタの間の光信号ルーティングのために使用され、前記メインコントローラは、前記光トランシーバが位置付けられている前記クラスタの中にあり、
   適応的に互いに接続された光トランシーバが２つの異なるクラスタを接続する場合、前記適応的に互いに接続された光トランシーバにおける調整可能なレーザによって生成される光の波長は、異なり、
   異なる適応的に互いに接続された光トランシーバが２つの同一のクラスタを接続する場合、前記異なる適応的に互いに接続された光トランシーバにおける調整可能なレーザによって生成される光の波長は、互いに異なり、
   適応的に互いに接続された光トランシーバによって接続された２つのクラスタが、固定的に互いに接続された光トランシーバによって接続された２つのクラスタと同一である場合、前記適応的に互いに接続された光トランシーバにおける調整可能なレーザによって生成される光の波長は、前記固定的に互いに接続された光トランシーバにおける固定周波数を有するレーザによって生成される光の波長とは異なり、
   前記第２の変調器は、前記光トランシーバに接続された電気ルータに割り当てられたタイムスタンプの中で、前記電気ルータから受信された電気信号の中で搬送される情報で、前記調整可能なレーザによって生成された前記光を変調するように、かつ前記情報で変調されている光を前記光ルータに送信するように構成される
   ことを特徴とする請求項３に記載の光ネットワークオンチップ。
7. 前記光トランシーバにおける前記光受信機は、検出器を備え、
   前記検出器は、前記光ルータから光信号を受信すること、前記受信された光信号を電気信号に変換すること、および前記電気信号を、前記検出器に接続された電気ルータに送信することを行うように構成され、前記検出器に接続された前記電気ルータは、前記検出器を備える前記光トランシーバが位置付けられている前記クラスタの中の電気ルータである
   ことを特徴とする請求項３に記載の光ネットワークオンチップ。
8. 前記光ルータは、波長分割マルチプレクサと、波長分割デマルチプレクサと、光スイッチとを備え、
   前記波長分割マルチプレクサは、異なる波長のものであり、かつ光ネットワークオンチップにおける光トランシーバによって送信された光信号を組み合わせて１つのビームにするように、かつ前記ビームを前記光スイッチに送信するように構成され、
   前記波長分割デマルチプレクサは、異なる波長のものであり、かつ前記光スイッチから受信された光信号を、波長により分解するように、かつネットワークオンチップにおけるクラスタに関して、前記クラスタに対応する波長の光信号を、前記クラスタの中の光トランシーバに送信するように構成され、
   前記光スイッチは、波長ベースの光信号ルーティングを完了するように、かつ少なくともｘ＋１個の異なる波長を使用することによって２つの異なるクラスタの間で光信号をルーティングするように構成される
   ことを特徴とする請求項１に記載の光ネットワークオンチップ。
9. 光リンク帯域幅を動的に調整するための方法であって、
   クラスタの中のｎ−ｘ個の固定的に互いに接続された光トランシーバによって確立された固定リンクの通信トラフィックを決定するステップであって、前記クラスタの中の各固定的に互いに接続された光トランシーバは、光ルータを使用することによって、前記クラスタと、前記クラスタを除く他のｎ−ｘ個のクラスタのうちの１つのクラスタとの間で固定リンクを確立して、光信号を交換し、前記クラスタの中の異なる固定的に互いに接続された光トランシーバが、前記クラスタと、前記他のｎ−ｘ個のクラスタのうちの異なるクラスタとの間で固定リンクを確立する、ステップと、
   前記クラスタの中のｘ個の適応的に互いに接続された光トランシーバを、所定の規則に基づいて最も大量の通信トラフィックを有するｋ個の固定リンクに割り当てるステップと、
   前記ｘ個の適応的に互いに接続された光トランシーバのうちの各適応的に互いに接続された光トランシーバが、最も大量の通信トラフィックを有する前記ｋ個の固定リンクのうちの固定リンクに割り当てられた後、前記光ルータを使用することによって、前記固定リンクによって接続された２つのクラスタの間で、前記固定リンクを除くリンクを確立するよう前記適応的に互いに接続された光トランシーバを制御するステップであって、異なるリンク上で伝送される光信号の間で干渉は全く生じることがなく、ｋは、正の整数であり、ｋは、ｎ−ｘより小さく、固定リンクの通信トラフィックは、前記固定リンクを確立する固定的に互いに接続された光トランシーバによって受信され、かつ前記固定的に互いに接続された光トランシーバが位置付けられたクラスタの中の電気ルータからの電気信号によって搬送される情報量である、ステップと、
   を含むことを特徴とする前記方法。
10. クラスタの中のｎ−ｘ個の固定的に互いに接続された光トランシーバによって確立された固定リンクの通信トラフィックの前記決定するステップは、
    クラスタの中のｎ−ｘ個のローカルカウンタの中のローカルカウンタによって収集される、事前設定された持続時間中のものであり、前記ローカルカウンタに接続された固定的に互いに接続された光トランシーバによって確立された固定リンクのものである通信トラフィックを受信するステップと、
    前記事前設定された持続時間中のものであり、前記クラスタの中の前記ｎ−ｘ個のローカルカウンタによって収集される前記通信トラフィックにより、前記事前設定された持続時間中のものであり、前記クラスタの中の固定的に互いに接続された光トランシーバによって確立された固定リンクのものである通信トラフィックを決定するステップと、
    を特に含むことを特徴とする請求項９に記載の方法。
11. 前記ｘ個の適応的に互いに接続された光トランシーバのうちの各適応的に互いに接続された光トランシーバが、最も大量の通信トラフィックを有する前記ｋ個の固定リンクの中の固定リンクに割り当てられた後、前記光ルータを使用することによって、前記固定リンクによって接続された２つのクラスタの間で、前記固定リンクを除くリンクを確立するようにする前記適応的に互いに接続された光トランシーバの前記制御するステップは、
    前記ｘ個の適応的に互いに接続された光トランシーバのうちの適応的に互いに接続された光トランシーバに関して、前記適応的に互いに接続された光トランシーバが、最も大量の通信トラフィックを有する前記ｋ個の固定リンクのうちの固定リンクに割り当てられた後、前記適応的に互いに接続された光トランシーバ、および前記固定リンクによって接続された２つのクラスタにより、前記適応的に互いに接続された光トランシーバにおける調整可能なレーザによって生成される光の波長を決定して、前記適応的に互いに接続された光トランシーバにおける前記調整可能なレーザが、前記決定された波長により光を生成するようにするステップを特に備える方法であって、
    適応的に互いに接続された光トランシーバが２つの異なるクラスタを接続する場合、前記適応的に互いに接続された光トランシーバにおける調整可能なレーザによって生成される光の波長は、異なり、
    異なる適応的に互いに接続された光トランシーバが２つの同一のクラスタを接続する場合、前記異なる適応的に互いに接続された光トランシーバにおける調整可能なレーザによって生成される光の波長は、互いに異なり、
    適応的に互いに接続された光トランシーバによって接続された２つのクラスタが、固定的に互いに接続された光トランシーバによって接続された２つのクラスタと同一である場合、前記適応的に互いに接続された光トランシーバにおける調整可能なレーザによって生成される光の波長は、前記固定的に互いに接続された光トランシーバにおける固定周波数を有するレーザによって生成される光の波長とは異なる
    ことを特徴とする請求項９に記載の方法。
12. 光リンク帯域幅を動的に調整するための装置であって、
    クラスタの中のｎ−ｘ個の固定的に互いに接続された光トランシーバによって確立された固定リンクの通信トラフィックを決定するように構成された決定モジュールであって、前記クラスタの中の各固定的に互いに接続された光トランシーバは、光ルータを使用することによって、前記クラスタと、前記クラスタを除く他のｎ−ｘ個のクラスタのうちの１つのクラスタとの間で固定リンクを確立して、光信号を交換し、前記クラスタの中の異なる固定的に互いに接続された光トランシーバが、前記クラスタと、前記他のｎ−ｘ個のクラスタのうちの異なるクラスタとの間で固定リンクを確立するように構成される、決定モジュールと、
    前記クラスタの中のｘ個の適応的に互いに接続された光トランシーバを、所定の規則に基づいて最も大量の通信トラフィックを有するｋ個の固定リンクに割り当てるように構成された割当てモジュールと、
    前記ｘ個の適応的に互いに接続された光トランシーバのうちの各適応的に互いに接続された光トランシーバが、最も大量の通信トラフィックを有する前記ｋ個の固定リンクのうちの固定リンクに割り当てられた後、前記光ルータを使用することによって、前記固定リンクによって接続された２つのクラスタの間で、前記固定リンクを除くリンクを確立するよう前記適応的に互いに接続された光トランシーバを制御するように構成された制御モジュールであって、異なるリンク上で伝送される光信号の間で干渉は全く生じることがなく、ｋは、正の整数であり、ｋは、ｎ−ｘより小さく、固定リンクの通信トラフィックは、前記固定リンクを確立する固定的に互いに接続された光トランシーバによって受信され、かつ前記固定的に互いに接続された光トランシーバが位置付けられたクラスタの中の電気ルータからの電気信号によって搬送される情報量である、制御モジュールと、
    を備えることを特徴とする前記装置。
13. 前記決定モジュールは、
    クラスタの中のｎ−ｘ個のローカルカウンタの中のローカルカウンタによって収集される、事前設定された持続時間中のものであり、前記ローカルカウンタに接続された固定的に互いに接続された光トランシーバによって確立された固定リンクのものである通信トラフィックを受信すること、および前記事前設定された持続時間中のものであり、前記クラスタの中の前記ｎ−ｘ個のローカルカウンタによって収集される前記通信トラフィックにより、前記事前設定された持続時間中のものであり、前記クラスタの中の固定的に互いに接続された光トランシーバによって確立された固定リンクのものである通信トラフィックを決定することを行うように特に構成される
    ことを特徴とする請求項１２に記載の装置。
14. 前記制御モジュールは、
    前記ｘ個の適応的に互いに接続された光トランシーバのうちの適応的に互いに接続された光トランシーバに関して、前記適応的に互いに接続された光トランシーバが、最も大量の通信トラフィックを有する前記ｋ個の固定リンクのうちの固定リンクに割り当てられた後、前記適応的に互いに接続された光トランシーバ、および前記固定リンクによって接続された２つのクラスタにより、前記適応的に互いに接続された光トランシーバにおける調整可能なレーザによって生成される光の波長を決定して、前記適応的に互いに接続された光トランシーバにおける前記調整可能なレーザが、前記決定された波長により光を生成するように特に構成され、
    適応的に互いに接続された光トランシーバが２つの異なるクラスタを接続する場合、前記適応的に互いに接続された光トランシーバにおける調整可能なレーザによって生成される光の波長は、異なり、
    異なる適応的に互いに接続された光トランシーバが２つの同一のクラスタを接続する場合、前記異なる適応的に互いに接続された光トランシーバにおける調整可能なレーザによって生成される光の波長は、互いに異なり、
    適応的に互いに接続された光トランシーバによって接続された２つのクラスタが、固定的に互いに接続された光トランシーバによって接続された２つのクラスタと同一である場合、前記適応的に互いに接続された光トランシーバにおける調整可能なレーザによって生成される光の波長は、前記固定的に互いに接続された光トランシーバにおける固定周波数を有するレーザによって生成される光の波長とは異なる
    ことを特徴とする請求項１２に記載の装置。