The Lee Center for Advanced Networking CALIFORNIA INSTITUTE of TECHNOLOGY 2 the Lee Center Table of Contents

The Lee Center for Advanced Networking CALIFORNIA INSTITUTE of TECHNOLOGY 2 the Lee Center Table of Contents

The Lee Center for Advanced Networking CALIFORNIA INSTITUTE OF TECHNOLOGY 2 the lee center table of contents The Lee Center for Advanced Networking CALIFORNIA INSTITUTE OF TECHNOLOGY introduction ������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������4 f o r w a r d ��������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������5 research overview Natural Information Networks ���������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������6 Sense and Respond Systems ����������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������� 10 The Architecture of Robust, Evolvable Networks ������������������������������������������������������������������������������������������������������� 12 Research in Two-sided Matching Markets ������������������������������������������������������������������������������������������������������������������� 16 Network Equivalence ����������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������� 18 Low-power Data Communication Circuits for Advanced Integrated Systems ���������������������������������������������������������20 Distributed Integrated Circuit Design for the 21st Century ��������������������������������������������������������������������������������������22 Wireless Networks ����������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������26 Towards the Limits of Network Performance �������������������������������������������������������������������������������������������������������������30 Networking Lab �������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������34 Market Research in the Lee Center �����������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������38 Radio Transmitters ��������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������40 High-Q for Photons �������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������42 Better Network Design Through Measurement and Modeling ���������������������������������������������������������������������������������46 Optoelectronic Phase-lock Techniques for the Phase and Frequency Control of a Semiconductor Laser �����������50 impact beyond research Wavestream Corporation ���������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������� 52 CMOS Power ������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������54 The Aerospace Corporation in the Lee Center ����������������������������������������������������������������������������������������������������������56 Lee Center & the IST Initiative ������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������58 2007 Urban Grand Challenge ��������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������60 3 introduction his booklet has been created to highlight and celebrate the accomplishments of the Lee t Center for Advanced Networking, founded in 1999� It also serves as a thank you to Dr� David Lee whose vision and generosity made the Lee Center for Advanced Networking at the California In- stitute of Technology a reality� David Lee wanted the Lee Center to support a dis- tinctive class of research projects that are smaller and higher risk� “I wanted to give these scientists more flex- ibility, and allow them to explore where their research takes them�” This philosophy inspired the research conducted by the members of the Lee Center� In regard to this booklet, I would like to thank the interdisciplinary group of faculty and researchers for their contributions; as well as Kerry Vahala, the cur- rent director of the Lee Center, and David Rutledge, the past director, for their research vision, leadership, and service� Finally, I would also like to express our gratitude to Richard (Dick) Edmiston for his guidance and advice to the Lee Center; and to Charles Wheatley for support of the yearly workshop� Ares Rosakis Chair, Division of Engineering and Applied Science 4 the lee center f o r w a r d he Lee Center is the vision of Caltech gradu- Both the ten-year lifespan and support level of the t ate and venture capitalist, David Lee, whose Lee Center are comparable to certain National Science David and Ellen Lee Foundation donated $10 Foundation centers (MRSEC or STC)� However, these million to establish a center for networking re- government-funded centers tend be conservative in search over a ten-year period� Rather than support their scope, and focus on established research topics a specific single program, Lee intended the Center’s so as to gain both recognition and traction within the researchers to have free rein “to start a lot of little proj- peer review system� In contrast, the Lee Center targets ects” under the broad theme of networks� Moreover, and literally seeds truly exploratory work� Successful the center, by design, would allow “people with differ- projects within the Lee Center lead to much larger ef- ent areas of expertise to mix together,” and thereby cre- forts that could become government sponsored initia- ate new synergies for research� Finally, the center would tives or company startups, thereby greatly leveraging provide a powerful recruiting tool to attract the best center dollars� and brightest faculty hires to Caltech� In summary, the Center has been a tremendous In a time when funding for research has become success� David Lee’s idea to enable free rein “to start ever more focused and conservative in scope, the Lee a lot of little projects” fills a crucial gap in how science Center has created opportunities to explore those is supported; and when combined with the breadth of highest risk ideas that are most difficult to support, but the center’s research scope this has enabled a range for which the impact can be greatest� In doing so, it has of important outcomes and synergies even beyond the had a far ranging impact on Caltech and research in support of research itself� general� The impact of the Lee center is documented pri- Its core research mission has resulted in hundreds marily through the online record of all center-support- of peer-reviewed publications spanning devices, sys- ed publications; and is available at the Lee center web- tems and networks� In addition, the center has provided site� However, faculty appointments, ongoing research a focus to cross-fertilize traditionally disparate subject initiatives, breakthroughs that have launched startup areas� Its biweekly faculty seminar lunch has brought companies, and scientific collaborations both inside together a diverse group of researchers; and the Lee and outside Caltech also provide testament to its im- center yearly workshop has served to summarize and pact� regularly review progress� Through these center-spon- This booklet gives a brief account of the Center’s sored interactions, new research initiatives have been accomplishments� It is organized into two parts� The inspired, such as the Information Science and Technol- first section describes research results in the words of ogy Initiative (IST), now located in the newly built An- the center members themselves; and a second section nenberg building� Also, research synergies have been describes some, but not all, of the other areas of im- identified, and have enabled breakthroughs such as pact� It is our hope that David Lee’s vision can serve as high-frequency, CMOS power circuits for wireless sys- a model for the funding of future research at Caltech� tems� Moreover, several startup companies have strong ties with member groups or have derived their technol- ogy inspiration from center-funded research� The possibility of membership in the Lee center has helped in recruiting some seven new professors; and financial support from the center has accelerated their research-program startup process� At the same Kerry Vahala time, their interaction with other members from dif- Director, 2007-2010 ferent disciplines has provided opportunities to open new research vistas� The Lee Center has also helped to support campus projects such as the DARPA grand challenge, faculty visits from other research institu- tions, interactions with industry; and even projects to create local wireless hotspots on campus, long before David Rutledge there was a campus-wide wireless network� Director, 2000-2006 spring 2010 5 research overview Natural Information Networks A Universal Paradigm by Jehoshua (Shuki) Bruck laude Shannon established the field of in an emergence of a large area of connected discs? c Information Theory in 1948. His ground- This critical event, the emergence of a large connect- breaking work provided a quantitative char-

View Full Text

Details

  • File Type
    pdf
  • Upload Time
    -
  • Content Languages
    English
  • Upload User
    Anonymous/Not logged-in
  • File Pages
    64 Page
  • File Size
    -

Download

Channel Download Status
Express Download Enable

Copyright

We respect the copyrights and intellectual property rights of all users. All uploaded documents are either original works of the uploader or authorized works of the rightful owners.

  • Not to be reproduced or distributed without explicit permission.
  • Not used for commercial purposes outside of approved use cases.
  • Not used to infringe on the rights of the original creators.
  • If you believe any content infringes your copyright, please contact us immediately.

Support

For help with questions, suggestions, or problems, please contact us