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[IEEE 2019年第19届高级机器人国际会议(ICAR) - 巴西贝洛奥里藏特 (2019.12.2-2019.12.6)] 2019年第19届高级机器人国际会议(ICAR) - CALM系统:新一代计算机辅助激光显微手术

DOI:10.1109/icar46387.2019.8981585 出版年份:2019 更新时间:2025-09-16 10:30:52
摘要: 本文提出了一种为云服务提供超低延迟保障速率通信的增强型互联网。该网络支持平滑流量与尽力而为流量两类业务。平滑流量通过虚拟电路交换(VCS)连接获得低抖动保障速率服务,具有可忽略的缓冲与排队延迟(链路利用率可达100%)、确定性的端到端服务质量(QoS)保障及更高的能效,端到端时延有效缩减至光纤飞行时间量级。研究建立了名为"有界归一化抖动整数规划问题"的新型路由器调度模型,并提出快速多项式时间近似解法,使基于时分复用的路由器调度方案可在微秒级完成计算。理论证明:在任意分组交换网络中,所有可接纳的流量需求均可通过最小缓冲的GR-VCS连接同时满足。每个路由器可采用两套周期性时分复用调度方案支持GR-VCS连接,当流量速率矩阵变化时自动更新。研究还设计了具有最小缓冲的全光硅基光子分组交换机。该增强型互联网可实现:1)成倍降低路由器缓冲需求;2)提升互联网总体容量;3)降低网络建设与运营成本;4)通过能效优化减少温室气体排放。
作者: Ted H. Szymanski
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研究概述 实验方案

研究在增强型互联网上为云服务提供超低延迟保证速率通信,支持两类流量(平滑流量和尽力而为流量),具有确定性服务质量保障并提升能效。

增强型互联网架构通过支持GR-VCS连接实现流量平滑传输,达成超低延迟通信、确定性服务质量保障及能效提升。该架构降低路由器缓冲需求,提升网络容量,减少成本并降低温室气体排放。所提出的调度算法能高效计算路由器调度方案,支撑增强型互联网的可行性。

该研究侧重于理论建模与仿真,但在实际实施复杂性以及所提出的调度算法在大规模网络中的可扩展性方面可能存在潜在局限。

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