一种自由空间光数据中心网络架构、拓扑重构系统和方法

    公开(公告)号:CN114745618B

    公开(公告)日:2024-03-22

    申请号:CN202210373105.6

    申请日:2022-04-11

    Inventor: 尹欣 侯维刚 郭磊

    Abstract: 本发明属于光通信技术领域,具体涉及一种自由空间光数据中心网络架构、拓扑重构系统和方法,数据中心网络架构中包括N台服务器、M个机柜、偏振控制器、1×2耦合器和超表面自由空间光交换器,每个机柜内有N/M台服务器,每台服务器具有一个偏振控制器和一个1×2耦合器,所述网络架构提高了服务器短距高速密集信息交换能力,还能够实现高带宽传输速率和低网络能耗;重构系统包括基于LSTM的流量预测模块、重构触发判决模块和拓扑生成模块,该系统及基于系统的重构方法能够有效提升网络带宽,实现更高的网络资源利用率,充分提高自由空间光数据中心架构的性能表现。

    一种基于几何相位的Sb2Se3-SiO2可重构光束切换超表面

    公开(公告)号:CN117369028A

    公开(公告)日:2024-01-09

    申请号:CN202311542116.3

    申请日:2023-11-20

    Abstract: 本发明涉及一种基于几何相位的Sb2Se3‑SiO2可重构光束切换超表面,包括:引入相变材料Sb2Se3,将在晶态和非晶态时的交叉偏振光具有高对比度的第一长方体型和第二长方体型的Sb2Se3相变材料作为超表面超原子,在Sb2Se3相变材料的状态改变后,无需任何外部激励保持此状态,Sb2Se3可直接用作可调谐的超原子,采用P‑B几何相位产生相位突变,第一长方体型和第二长方体型的Sb2Se3超原子交替排布且几何旋转方向相反使其交叉偏振光所附带的相位梯度相反,通过切换Sb2Se3相变材料的状态,从而实现光束切换,通过切换Sb2Se3相变材料的非晶态和晶态,实现高效率交叉偏振光的切换。

    一种面向宽带多载波微波光链路的快速自适应线性化方法

    公开(公告)号:CN117040633A

    公开(公告)日:2023-11-10

    申请号:CN202311176426.8

    申请日:2023-09-12

    Abstract: 本发明涉及光通信领域和微波光子领域,具体涉及一种面向宽带多载波微波光链路的快速自适应线性化方法。首先,将激光器输出的连续光载波通过偏振控制器调节后,注入到处于低偏置状态下的马赫曾德尔调制器中,并被射频信号调制。调制后的光信号经过光纤传输后被光电探测器检测,对输出的信号进行数据采样,在数字信号处理模块中利用数字滤波器从采样后的数据中提取出失真信息。最后基于失真信息中互调失真和三阶交调失真信号与基频信号符号相反的特性,在快速自适应获取最佳线性化向量系数的同时完成对互调失真和三阶交调失真的补偿。本发明无需系统和信号的先验参数,无需复杂的训练和迭代优化过程,效果和实用性更好。

    一种支持存算一体及波长-模式混合复用的光学矩阵乘法器

    公开(公告)号:CN115085854B

    公开(公告)日:2023-08-29

    申请号:CN202210663150.5

    申请日:2022-06-13

    Abstract: 本发明请求保护一种支持存算一体及波长‑模式混合复用的光学矩阵乘法器结构,来解决神经网络加速器中矩阵运算的功耗较大及运算吞吐量受限的问题。首先,采用非易失相变材料GST与无源MR组成存算一体光学点积计算引擎。其中微环谐振器用于实现对不同波长光信号的引导,权重存储在集成与光波导上的GST中,使得光在传输的过程中完成数据的读取与计算,从而提高计算速率、降低能耗。此外,搭建支持波长和模式混合复用的矩阵乘法器,通过将不同波长和模式的数据作为独立的信号载体同时输入到矩阵中进行乘加运算,从而提高并行计算规模。本发明有望实现大规模、低功耗的光学矩阵乘法器,以满足数据量爆发式增长的驱动下对高性能计算硬件的需求。

    一种融合视频文本内容的视频流行度先验预测方法

    公开(公告)号:CN114677341A

    公开(公告)日:2022-06-28

    申请号:CN202210246968.7

    申请日:2022-03-14

    Inventor: 任威 侯维刚 郭磊

    Abstract: 本发明涉及计算机应用技术领域,涉及一种融合视频文本内容的视频流行度先验预测方法;所述方法包括获取视频数据,提取出视频文本内容,按照播放量进行流行度分类;提取出关键词并向量化;计算出当前作者发布的待预测视频的词向量与其他作者发布的视频的词向量的相似度;选择排名靠前的K个视频作为第一相关视频,选择待预测视频的作者最近发布的Z个视频作为第二相关视频,并分别计算出对应属性流行度数值特征的均值;将相关视频的流行度数值特征的均值再次求平均,生成属性特征;将待预测视频相关视频的属性特征以及对应的流行度分类,利用基于决策树的随机森林算法预测出待预测视频的先验流行度。

    基于微环谐振器和非易失性相变材料的光子卷积神经网络加速器

    公开(公告)号:CN113657580A

    公开(公告)日:2021-11-16

    申请号:CN202110943559.8

    申请日:2021-08-17

    Abstract: 本发明公开了一种基于微环谐振器和非易失性相变材料的光子卷积神经网络加速器,包括若干个瓦片结构,各个瓦片结构之间通过路由器进行通信;瓦片结构包括非线性模块、输入输出模块和光学矩阵向量乘法模块,非线性模块用于行非线性运算,输入输出模块用于与路由器进行数据传输,光学矩阵向量乘法模块包括脉冲处理模块、调制模块、卷积模块以及光电转换模块,完成卷积计算。本发明引入了光脉冲来进行乘加计算,实现了计算速率成倍的增长;引入GST实现数据存储与运算的一体化处理,一方面减少了功率损耗,另一方面提升了计算的吞吐量;最后,引入电减法器,得到负权重值,弥补了光脉冲无法实现减法的不足。

    一种面向神经网络运算的片上光网络映射方法

    公开(公告)号:CN119168004A

    公开(公告)日:2024-12-20

    申请号:CN202411181124.4

    申请日:2024-08-27

    Abstract: 本发明属于光子信号处理技术领域,具体涉及一种面向神经网络运算的片上光网络映射方法,包括:适应神经网络运算的片上光网络(ONoC)架构、神经网络的重塑、S型映射方法、以及基于智能启发式算法的改进遗传蚁群算法(IGACA)的神经网络映射方法;利用ONoC实现计算节点之间的高带宽、低能耗互连;映射前对神经网络进行重塑以减少ONoC架构的流量负载及拓扑规模,并提出新型的低复杂度S型映射方案来优化时延、吞吐量和能耗性能;在此基础上,提出了一种基于IGACA的映射方法来实现全局优化,进一步降低通信时延、提升神经网络运算效率。

    一种优化MZI的ONNs相位配置的渐进式训练方法

    公开(公告)号:CN117313815B

    公开(公告)日:2024-12-06

    申请号:CN202311205923.6

    申请日:2023-09-19

    Abstract: 本发明属于光子信号处理技术领域,具体涉及一种优化MZI的ONNs相位配置的渐进式训练方法,包括:在一定的迭代次数中,按照MZI排列方式逐步确定每一列的相位;在确定好的相位部分基础上考虑MZI携带的相位误差和分束器误差,再次开始迭代进行基础训练用后续的移相器的值抵消前面元件携带的误差;反复训练到网格的最后一列。本发明通过渐进式训练得到的相位值可对抗不理想的光子器件导致的不精确性,从而提高因误差降低的ONNs分类精度。

    一种基于权重复用的光学卷积处理器

    公开(公告)号:CN118971974A

    公开(公告)日:2024-11-15

    申请号:CN202411029528.1

    申请日:2024-07-30

    Abstract: 本发明属于光信号处理技术领域,具体涉及一种基于权重复用的光学卷积处理器,包括:光学卷积组件,所述光学卷积组件包括依次相连接的输入模块、卷积模块和输出模块;所述输入模块包括激光器阵列、波分复用器和分光器;所述卷积模块包括光学运算层;所述输出模块包括标准单模光纤和高速光电探测器。本发明提出一种基于权重复用的光学卷积处理器,引入非易失性相变材料GST,并将其嵌入到MRR中。通过利用GST的非易失性特性以及晶体和非晶体之间的高对比度特点,将权重信息有效地映射到微环谐振器的谐振波长上,通过权重复用技术实现了高计算吞吐量,同时不增加矩阵规模的情况下,提高了处理器的并行计算规模,从而有效地提高了吞吐量。

    一种可重构电光非线性激活函数器件

    公开(公告)号:CN118795705A

    公开(公告)日:2024-10-18

    申请号:CN202410808357.6

    申请日:2024-06-21

    Abstract: 本发明提供一种可重构电光非线性激活函数器件,包括:输入分光模块、控制模块和可重构非线性输出模块;所述输入分光模块采用定向耦合器,用于将输入光信号进行分光得到小功率分光信号和剩余分光信号;所述控制模块包括:光电探测器、线性互阻抗放大器TIA和外接电压;所述光电探测器用于将小功率分光信号转化为电流信号;所述线性互阻抗放大器TIA用于将电流信号放大为第一电压信号;所述第一电压信号和外接电压进行合并得到第二电压信号;所述可重构非线性输出模块采用掺杂了PN结和嵌入非易失相变材料Sb2Se3的All‑Pass型微环谐振器;所述All‑Pass型微环谐振器用于根据第二电压信号对剩余分光信号进行调制得到激活函数器件的输出果。本发明有望应对ONN中低阈值可重构光学非线性激活函数的应用,从而提高光学神经网络的适应性和性能。

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