光学互连结构和光学交换机制造技术

公开了光学互连结构和光学交换机。在一方面，光学互连结构包括一束或多束光学广播总线（202、204）。每个光学广播总线在一端处被光学耦合至节点并被配置成传输由该节点生成的光学信号。光学结构还包括沿着每束光学广播总线分布的若干光学分接头阵列（206—213）。每个光学分接头阵列被配置成使与由成束的光学广播总线载送的光学信号相关联的光学功率的一部分转移至节点中的一个。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本公开涉及计算机系统且特别地涉及光学互连。
技术介绍
维护和制造数据中心的组织面临增加的带宽需求。特别地，用于路由交换机的带宽要求由于数据中心尺寸的增长且由于到更高带宽链路标准(诸如10Gb、40Gb和IOOGb以太网标准)的转移而正在急剧地增加。然而，简单地将现有电子交换机设计的带宽放大可能是有问题的。用于增加电子信号的数据速率的范围常常受到信号完整性考虑因素的限制。并且，增加电信号路径的带宽招致成本和功率两方面的显著惩罚，这可能是不切实际的。现代数据中心中的交换基础设施的能量效率已变成重要的考虑因素。随着数据速率增加，可以将网络交换机所消耗的功率的更大比例归因于电子互连。此问题由于这样的事实而加剧，即随着半导体技术的改进，线路相对于晶体管不良地缩放。结果是交换机制造商和用户 持续寻求在不增加整个系统成本的情况下以减少的互连功率提供几代的带宽缩放的互连解决方案。附图说明图I示出了第一示例性多总线光学互连结构的示意性表示。图2示出了第二示例性多总线光学互连结构的示意性表示。图3示出了与两个广播总线相关联的波导束的示例。图4示出了通过一束广播总线进行光学通信的η个节点的示意性表示。图5示出了包括流量控制电子装置和收发机的节点的示意性表示。图6示出了四个多总线光学互连结构的示意性表示。图7Α示出了第一示例性光学背板的等距视图。图7Β示出了根据一个或多个示例操作的图7Α中所示的光学背板。图8示出了与图7Α中所示的背板相对接的两个示例性线卡的等距视图。图9示出了被连接至图7中所示的光学背板的广播总线的四个线卡的等距视图。图10示出了第二示例性光学背板的等距视图。图11示出了配置有四个线卡的第一光学交换机的等距视图。图12示出了第二示例性光学背板的等距视图和示意性表示。图13示出了配置有四个线卡的第二光学交换机的等距视图。具体实施例方式在本文中公开了光学互连结构(“光学结构”)和光学交换机。光学结构和光学交换机传输编码在光学信号中的数据。光学信号将信息编码在电磁辐射信道的高和低振幅状态或相变中。信道指的是电磁辐射的单个波长或以特定波长为中心的电磁辐射的窄带。例如，光学信号的高振幅部分可以表示逻辑位值“I”且同一光学信号的低振幅部分可以表示逻辑位值“O”，或者反之亦然。在本文中公开的光学结构使用在低损耗波导中实现的多个光学总线和光电子装置来替换在可缩放数据中心交换机中找到的电子连接和电子结构交换机。通过波分复用(“WDM”)和各种调制格式的使用，光学结构较少地受到信号完整性考虑因素的约束且易于提供较高的谱效率。用光学信号的光学通信由于光学信道的低损耗还可以比用电子信号的电子通信在功率方面更加高效。多总线光学互连结构 图I示出了示例性多总线光学互连结构100的示意性表示。光学结构100包括四个光学广播总线(“广播总线”)102—105，其使得标记为0、1、2和3的四个节点中的每一个能够向其本身和向三个其他节点广播光学信号。如图I的示例中所示，每个广播总线在一端处被光学耦合至节点0、1、2和3中的一个。节点可以包括处理器、存储器、存储器控制器、电到光引擎、光到电引擎、多核处理单元集群、电路板、外部网络连接或任何其他数据处理、存储或传输装置的任何组合。例如，节点O— 3可以是光学通信交换机中的线卡，如下文在随后的小节中所述。在图I的示例中，光学结构100包括16个光学分接头阵列，其被分布成使得沿着每个广播总线定位四个光学分接头阵列。每个光学分接头阵列被配置成使与由广播总线载送的光学信号相关联的光学功率的一部分转移至对应的节点。例如，沿着广播总线102分布四个光学分接头阵列106—109。当节点O通过广播总线102来广播光学信号时，光学分接头阵列106将与光学信号相关联的光学功率的一部分111转移回至节点0，光学分接头阵列107将与光学信号相关联的光学功率的一部分112转移至节点I，光学分接头阵列I08将与光学信号相关联的光学功率的一部分113转移至节点2，并且光学分接头阵列109将与光学信号相关联的光学功率的一部分114转移至节点3。结果，节点0、1、2和3接收编码在由节点O广播的光学信号中的相同信息，但是接收的功率是与从节点O输出的光学信号相关联的光学功率的一小部分。在其他示例中，将多总线光学结构的广播总线成束(bundle)，从而减少光学分接头阵列的数目。图2示出了示例性多总线光学互连结构200的示意性表示。光学结构200类似于光学结构100，但是作为替代，广播总线被成束，并且每个光学分接头阵列跨越束中的广播总线。特别地，光学结构200包括与光学结构100相同的四个广播总线102—105，但是广播总线102和103被成束以形成成束的广播总线202以及广播总线104和105被成束以形成成束的广播总线204。光学结构200包括沿着成束的广播总线202分布的四个光学分接头阵列206— 209和沿着成束的广播总线204分布的四个光学分接头阵列210—213。每个光学分接头阵列被配置成使与由成束的广播总线载送的光学信号相关联的光学功率的一部分转移至对应的节点。例如，假设节点O正在广播总线102上广播第一组光学信号且节点I正在广播总线103上广播第二组光学信号。光学分接头阵列206被配置成将与第一组光学信号相关联的光学功率的一部分214转移至节点O并将与第二组光学信号相关联的光学功率的一部分216转移至节点O。光学分接头阵列207被配置成将与第一组光学信号相关联的光学功率的一部分218转移至节点I并将与第二组光学信号相关联的光学功率的一部分220转移回至节点I。光学分接头阵列208和209将与第一和第二组光学信号相关联的光学功率的部分分别转移至节点2和3。结果，节点0、1、2和3接收在由节点O和I广播的第一和第二组光学信号中编码的相同信息。在图2的示例中，广播总线由四个波导组成。例如，如图2所示，其中广播总线102耦合至节点O，具有数字4的斜线“/”指示广播总线102由四个波导组成，并且其中，光学分接头阵列206将光学信号的由成束的广播总线202载送的光学功率的部分214和216转移至由8个波导组成的节点O。图3示出了包括广播总线102和103的波导。特别地，广播总线102由波导301—304组成，并且广播总线103由波导305— 308组成。广播总线的每个波导可以传输由节点生成的单独光学信号。例如，节点O可以广播在四个单独光学信号中编码的数据，每个光学信号由四个波导301—304中的一个载送。每个光学分接头阵列由若干光学分接头组成，其中的每一个被配置成转移与由波导中的一个载送的光学信号相关联的光学功率的一部分。例如，光学分接头阵列206由八个光学分接头(未示出)组成，每个光学分接头被配置成将由波导301— 308中的一个载送的光学信号的一部分朝着节点O转移。图3还示出了如何可以将光学分接头阵列配置成使用部分反射来转移与在成束的广播总线中传输的光学信号相关联的光学功率的一部分。在某些示例中，可以将沿着 广播总线或成束的广播总线分布的光学分接头阵列配置成使得每个节点接收到与每个光学信号相关联的近似相同的光学功率。例如，如图3的示例中所示，假设用P来表示与由波导301— 308载送的每个光学信号相关联的光学功本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】

【专利技术属性】
技术研发人员：NL宾克特，M麦克莱伦，MRT谭，AL戴维斯，
申请(专利权)人：惠普发展公司，有限责任合伙企业，
类型：
国别省市：