($\alpha$,$\beta$,${\gamma}$) ShuffleNet: An Improved Virtual Topology for WDM Multi-Hop Broadband Switches

($\alpha$,$\beta$,${\gamma}$)ShuffleNet:WDM 다중홉 광대역 스위치를 위한 개선된 가상 위상

WDM(Wavelength Division Multiplexing) based-on fixed wavelengths is a new means of utilizing the bandwidth of optical fibers. In this Paper, an improved virtual topology called "(a, $\beta$,${\gamma}$) ShuffleNet " is introdced for designing large-scale WDM switches. The proposed one is an architecture created by vertically stacking x planes of a ($\beta$,${\gamma}$) ShuffleNet in parallel via $\beta$r nodes called "bridge nodes" so that N-by-N(N=(x*$\beta$${\gamma}$*${\gamma}$) switching is achieved based on the self-routing algorithm for each ($\beta$,${\gamma}$) ShuffleNet. With the topological parallelism, in contrast to the conventional virtual topologies, the diameter of 2${\gamma}$ hops can be fixed and high utilization and performance are provided while N increases. Such a scalability characteristic allows to design a growable broadband switch. As for the delay, we show that the traffic locality, due to the topological feature. result in low delay characteristics.lay characteristics.

WDM(Wavelength Division Multiplexing) 방식은 이정 수의 파장들을 사용하여 광의 풍부란 대역폭을 이용할 수 있는 새로운 전송기법이다. 본 논문에서는 대용향 WDM 다중 홉 스위치를 위한 개선된 가상 위상인 "(a, $\beta$,${\gamma}$) ShuffleNet"을 제시하였다. 제안된 위상은 a개의 ($\beta$,${\gamma}$)ShuffleNet을 $\beta$${\gamma}$개의 "bridge 노드"를 이용하여 자체루팅에 의한 N-by-N(N=(x*$\beta$${\gamma}$*${\gamma}$) 스위칭을 수행할 수 있도록 연결한 구조이다. 제안된 구조가 갖는 위상적 병렬성으로 인해 기준의 규칙적 위상의 구조들와 달리 스위치의 용량이 증가하더라도 조으간의 diameter를 2${\gamma}$로 일정하게 유지할 수 있어 높은 이용율과 성능을 제공한다. 이러한 용양증가에 따른 scalability 특성은 growable 광대역 스위칭의 구성을 가능하게 한다. 지연 분석에서도 위상적 특징으로 인해 각각의 ($\beta$,${\gamma}$)ShuffleNet내에서의 트래픽 국부성(locality)에 의해 매우 낮은 지연시간을 갖음을 확인하였다. 낮은 지연시간을 갖음을 확인하였다.