光學(xué)架構(gòu)、光學(xué)分布矩陣以及用于制造光學(xué)結(jié)構(gòu)的方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了用于光學(xué)架構(gòu)的方法和裝置。光學(xué)架構(gòu)包括第一轉(zhuǎn)接卡和第二轉(zhuǎn)接卡以及由該第一轉(zhuǎn)接卡和該第二轉(zhuǎn)接卡分別攜帶的第一組件和第二組件。該光學(xué)架構(gòu)還包括：第一矩陣，用于將多位光輸入信號(hào)扇出為第一出站信號(hào)和第二出站信號(hào)；以及第一光纜和第二光纜，用于將該第一出站信號(hào)和該第二出站信號(hào)分別攜帶到該第一轉(zhuǎn)接卡和該第二轉(zhuǎn)接卡。
【專(zhuān)利說(shuō)明】光學(xué)架構(gòu)、光學(xué)分布矩陣以及用于制造光學(xué)結(jié)構(gòu)的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本公開(kāi)大體上涉及光通信，更具體地涉及光學(xué)架構(gòu)、光學(xué)分布矩陣以及用于制造光學(xué)結(jié)構(gòu)的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著計(jì)算機(jī)系統(tǒng)制造企業(yè)繼續(xù)增加計(jì)算機(jī)系統(tǒng)性能，同時(shí)限制在能量消耗或成本上的增加，計(jì)算機(jī)系統(tǒng)制造企業(yè)已轉(zhuǎn)向光子學(xué)以及光通信路徑的建立，以在系統(tǒng)組件之間傳輸數(shù)據(jù)。光纖技術(shù)已在諸如電信的各種行業(yè)中實(shí)施。計(jì)算機(jī)系統(tǒng)制造企業(yè)現(xiàn)在正在開(kāi)發(fā)該技術(shù)，以應(yīng)用于光計(jì)算領(lǐng)域。
【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0003]圖1A是根據(jù)本公開(kāi)教義的用于提供計(jì)算機(jī)系統(tǒng)組件之間的光通信的示例性光學(xué)架構(gòu)的框圖。
[0004]圖1B是利用通過(guò)圖1A的光學(xué)架構(gòu)通信地聯(lián)接的組件的示例性分布系統(tǒng)的框圖。
[0005]圖2圖示了具有電氣連接的已知存儲(chǔ)器轉(zhuǎn)接卡。
[0006]圖3圖示了根據(jù)本公開(kāi)的教義構(gòu)造的示例性存儲(chǔ)器轉(zhuǎn)接卡。
[0007]圖4A是圖1B的示例性分配系統(tǒng)的示例性實(shí)施的等距視圖。
[0008]圖4B圖示了用于將數(shù)據(jù)添加到圖4A的示例中DI麗的示例性消息。
[0009]圖5A圖示了圖1B和圖4A所示的示例性分布結(jié)構(gòu)的光學(xué)分布矩陣的示例性實(shí)施。
[0010]圖5B是圖5A所示的示例性光學(xué)分布矩陣的示例性切片的前視圖。
[0011]圖5C是示出VCSEL陣列或光電探測(cè)器陣列的連接的圖5A所示的示例性光學(xué)分布矩陣的底視圖。
[0012]圖是示出圖4A所示的光纜的連接的圖5A所示的示例性光學(xué)分布矩陣的端視圖。
[0013]圖6A圖示了通過(guò)圖5A的示例性分布矩陣的示例性多位光輸入信號(hào)的示例性路徑。
[0014]圖6B圖示了經(jīng)過(guò)圖5B的示例性位片的圖6A的示例性輸入信號(hào)的單個(gè)位的示例
性路徑。
[0015]圖6C圖示了經(jīng)過(guò)圖5A的分布矩陣的示例性多位入站光信號(hào)的示例性路徑。
[0016]圖6D圖示了經(jīng)過(guò)圖5B的示例性位片的圖6C的示例性入站信號(hào)的單個(gè)位的示例性路徑。
[0017]圖7是經(jīng)過(guò)圖5B所示的示例性位片的示例性輸入信號(hào)的位的示例性光功率分配的圖示。
[0018]圖8是圖示制造圖5A的示例性光學(xué)分布矩陣的示例性方法的流程圖。
[0019]為了清楚起見(jiàn)，在圖中層的厚度被放大。只要有可能，在整個(gè)圖中將使用相同的附圖標(biāo)記并且隨附的書(shū)面描述指相同或相似的部件?！揪唧w實(shí)施方式】
[0020]通信架構(gòu)的開(kāi)發(fā)者努力平衡對(duì)提高性能的需求與對(duì)低功耗、更小的形狀系數(shù)和更低的電磁發(fā)射的需求。在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中減少功耗的同時(shí)獲得更好的擴(kuò)展性是同樣有利的。然而，針對(duì)這些問(wèn)題的已知技術(shù)方案由于增加的管腳數(shù)量、增大的模片區(qū)和/或因增加的功耗而增加了許多計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的成本。
[0021]提供具有用于維持信號(hào)完整性的高速互連、比已知系統(tǒng)消耗相對(duì)少的電力并且支持低延遲拓?fù)涞南到y(tǒng)將是有利的。同樣地，提供具有連接至一個(gè)或多個(gè)驅(qū)動(dòng)器的多個(gè)接收器的系統(tǒng)是有利的。
[0022]許多已知光互連系統(tǒng)是使用中空金屬波導(dǎo)實(shí)施的，該中空金屬波導(dǎo)固定于具有大的形狀系數(shù)的光電路板，大的形狀系數(shù)不利于與目前標(biāo)準(zhǔn)計(jì)算機(jī)組件的輕松集成。結(jié)果，盡管相對(duì)于電互連，光互連可以在不表現(xiàn)這種電系統(tǒng)的一些問(wèn)題的情況下跨越大得多的距離，但是光電路板的堅(jiān)硬性質(zhì)仍使得在光互連相對(duì)于其連接至的組件的場(chǎng)所和位置存在限制。就這一點(diǎn)而論，許多已知光電路板是為每個(gè)新系統(tǒng)定制的，其用于連接而不是可配置于不同的系統(tǒng)。
[0023]圖1A是用于提供計(jì)算機(jī)系統(tǒng)組件之間的光通信的示例性光學(xué)架構(gòu)100的框圖。在圖示的示例中，光學(xué)架構(gòu)100包括一個(gè)或多個(gè)光數(shù)據(jù)通信路徑或互連102和多個(gè)光抽頭104。每個(gè)光抽頭104將相應(yīng)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)組件光學(xué)地聯(lián)接至相應(yīng)光數(shù)據(jù)通信路徑102。在圖1A的示例中，針對(duì)由組件從互連102接收的信號(hào)執(zhí)行光電轉(zhuǎn)換(0/E)，并且針對(duì)來(lái)自計(jì)算機(jī)組件的信號(hào)執(zhí)行電光(E/0)轉(zhuǎn)換，該計(jì)算機(jī)組件通過(guò)對(duì)應(yīng)的抽頭104被光學(xué)地聯(lián)接在數(shù)據(jù)通信路徑102上。光數(shù)據(jù)通信路徑在本專(zhuān)利中可交換地被稱(chēng)為光互連。
[0024]大芯徑中空波導(dǎo)與使用聚合物或電介質(zhì)材料形成的傳統(tǒng)光波導(dǎo)相比表現(xiàn)出實(shí)質(zhì)性的改進(jìn)。示例性大芯徑中空波導(dǎo)的直徑(或?qū)挾群?或高度)可以是波導(dǎo)被配置為導(dǎo)引的相干光的波長(zhǎng)的大約50倍到150倍或更多倍。這種示例性大芯徑中空波導(dǎo)可具有正方形、矩形、圓形、橢圓形或能夠?qū)б庑盘?hào)的任意其它形狀的橫截面形狀。此外，由于這種示例性波導(dǎo)是中空的，因此光以近似光在空氣或真空中的速度傳播。
[0025]圖不不例的每個(gè)光抽頭104被實(shí)施為分接入射光信號(hào)的功率的一部分。在一些不例中，用具有適當(dāng)光涂層的薄膜分束器實(shí)施光抽頭104，以便產(chǎn)生期望量的反射率、透射率和/或已知光損耗。在一些這種示例中，薄膜分束器采用非偏振涂層，以便減少(如，最小化)信號(hào)的反射部分和透射部分之間的、隨光的輸入偏振變化的偏差。此外，薄膜分束器的薄度使得減少(如，最小化或甚至消除)重影或光束走離，使得入射光束保持基本上同軸。在一些不例中，用光散射器或光分路器實(shí)施光抽頭104。分路器可具有任意期望的尺寸和/或幾何結(jié)構(gòu)(如，三角形或菱形)。在一些示例中，用反射和傳輸期望的光的亞波長(zhǎng)金屬結(jié)構(gòu)實(shí)施光抽頭104。反射率和透射率的值可通過(guò)金屬化區(qū)域至非金屬化區(qū)域的“填充因子”近似估計(jì)。在一些示例中，用Y型分路器、熔融拉錐分路器和/或任意其它適合的分束器實(shí)施光抽頭104。
[0026]在圖示示例中，每個(gè)抽頭104從接收自存儲(chǔ)控制器106的輸入信號(hào)114轉(zhuǎn)移大約相同量的功率。為了每個(gè)抽頭104轉(zhuǎn)移近似相同量的功率，圖示示例的每個(gè)抽頭104的反射率和透射率的功率比根據(jù)沿著通信路徑102的抽頭104的相對(duì)位置不同于沿著對(duì)應(yīng)的通信路徑112的其它抽頭104。例如，沿著數(shù)據(jù)通信路徑102傳播的光信號(hào)的一部分通過(guò)對(duì)應(yīng)的抽頭104被傳遞給其關(guān)聯(lián)的計(jì)算機(jī)組件。光信號(hào)的剩余部分經(jīng)過(guò)對(duì)應(yīng)的抽頭104在光數(shù)據(jù)通信路徑102上繼續(xù)(如，至下一個(gè)抽頭)。通過(guò)抽頭104的相應(yīng)功率比確定被反射的信號(hào)部分的功率和經(jīng)過(guò)每個(gè)抽頭104的信號(hào)部分的功率。
[0027]在一些示例中，抽頭104的功率比使得目標(biāo)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)組件的光接收器與抽頭104的數(shù)量無(wú)關(guān)接收具有基本上相同量的功率的信號(hào)，每個(gè)信號(hào)沿著互連102經(jīng)過(guò)。換句話(huà)說(shuō)，由目標(biāo)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)組件的任意給定光接收器接收的信號(hào)的功率與由任意其它給定計(jì)算機(jī)系統(tǒng)組件接收的由系統(tǒng)的其它抽頭饋送的信號(hào)的功率基本上相同。
[0028]圖1B是通過(guò)圖1A的示例性光互連系統(tǒng)通信地聯(lián)接的示例性存儲(chǔ)器分布系統(tǒng)101的框圖。示例性存儲(chǔ)器系統(tǒng)101包括通過(guò)光分布結(jié)構(gòu)110與多個(gè)存儲(chǔ)設(shè)備108通信的存儲(chǔ)控制器106。圖示示例的分布結(jié)構(gòu)110具有兩個(gè)分布矩陣112，一個(gè)用于入站信號(hào)，另一個(gè)用于出站信號(hào)，分布矩陣112包含圖1A所示的光抽頭104。在圖示示例中，光分布結(jié)構(gòu)110接收來(lái)自存儲(chǔ)控制器106的輸入信號(hào)114，并且通過(guò)在分布矩陣112之一內(nèi)的抽頭104將輸入信號(hào)114扇出成被導(dǎo)向每個(gè)存儲(chǔ)設(shè)備108的多個(gè)出站信號(hào)116。
[0029]在一些示例中，出站信號(hào)116是包括報(bào)頭的數(shù)據(jù)包形式。每個(gè)報(bào)頭將特定存儲(chǔ)設(shè)備108識(shí)別為由出站信號(hào)116攜帶的數(shù)據(jù)的目的地。因此，雖然圖示示例中的所有存儲(chǔ)設(shè)備108接收相同的信號(hào)(即，每個(gè)出站信號(hào)116與每個(gè)其它出站信號(hào)116基本上相同)，由于每個(gè)數(shù)據(jù)包的報(bào)頭將特定存儲(chǔ)設(shè)備108識(shí)別為數(shù)據(jù)的目的地，因此實(shí)際上只有由報(bào)頭識(shí)別的存儲(chǔ)設(shè)備108處理(如，存儲(chǔ))在光信號(hào)116中編碼的信息。接收具有不同存儲(chǔ)設(shè)備108的報(bào)頭的信號(hào)的存儲(chǔ)設(shè)備108僅僅是丟棄信號(hào)。在其它示例中，仲裁可用于確定哪個(gè)存儲(chǔ)設(shè)備108處理廣播信號(hào)116。
[0030]在圖示示例中，為了從存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)讀出數(shù)據(jù)，每個(gè)存儲(chǔ)設(shè)備108通過(guò)分布結(jié)構(gòu)108將入站信號(hào)118返回傳輸至存儲(chǔ)控制器106。結(jié)果，在圖示示例中分布結(jié)構(gòu)110的第二分布矩陣112接收多個(gè)入站信號(hào)118并且通過(guò)光抽頭104將入站信號(hào)118扇入，以提供傳輸至存儲(chǔ)控制器的單個(gè)輸出信號(hào)120。雖然在圖示示例中與多個(gè)存儲(chǔ)設(shè)備108的相應(yīng)的一個(gè)對(duì)應(yīng)的多個(gè)入站信號(hào)118中的每個(gè)被扇入至分布結(jié)構(gòu)108的單個(gè)輸出信號(hào)120，但是入站信號(hào)118不是必須在同時(shí)傳輸。
[0031]在一些示例中，存儲(chǔ)控制器106被包括在集成電路，該集成電路諸如具有其它功能和/或至其它集成電路的接口的處理器。圖示示例的存儲(chǔ)控制器106與執(zhí)行電光(E/0)轉(zhuǎn)換和/或光電(0/E)轉(zhuǎn)換的裝置通信或包括該裝置，以發(fā)送和/或接收分布結(jié)構(gòu)110的輸入信號(hào)114和輸出信號(hào)120。例如，E/0驅(qū)動(dòng)器可以是垂直腔面發(fā)射激光器(VCSEL)和/或0/E驅(qū)動(dòng)器可以是光電二極管。當(dāng)數(shù)據(jù)由存儲(chǔ)設(shè)備108輸出時(shí)，存儲(chǔ)控制器106首先發(fā)送尋址信號(hào)，調(diào)用本地存儲(chǔ)設(shè)備108來(lái)輸出其數(shù)據(jù)。如果沒(méi)有這種尋址方法，則存儲(chǔ)控制器106會(huì)在相同的光通信路徑上從多于一個(gè)的存儲(chǔ)設(shè)備接收光信號(hào)，并且這種光信號(hào)會(huì)在存儲(chǔ)控制器106構(gòu)造上和/或破壞地結(jié)合來(lái)傳遞不正確地?cái)?shù)據(jù)。存儲(chǔ)控制器106的尋址邏輯確保在可使用互連102的入站路徑之前存儲(chǔ)設(shè)備108被授權(quán)來(lái)傳輸入站信號(hào)118，以便防止光信號(hào)同時(shí)傳輸至存儲(chǔ)控制器106。在其它示例中，尋址方案被時(shí)分復(fù)用(“TDM”)所取代。在這種TDM方法中，以回合方式實(shí)現(xiàn)信號(hào)傳輸。每個(gè)回合與信號(hào)傳輸期間相對(duì)應(yīng)。每個(gè)存儲(chǔ)設(shè)備108被分配一個(gè)信號(hào)傳輸期間來(lái)傳輸入站信號(hào)118。每個(gè)存儲(chǔ)設(shè)備108可僅在其分配期間傳輸入站信號(hào)118。以這種方式，存儲(chǔ)控制器106可在任意給定時(shí)刻辨別通過(guò)分布結(jié)構(gòu)110接收的每個(gè)輸出信號(hào)120的源。在數(shù)據(jù)被冗余地存儲(chǔ)在所有存儲(chǔ)設(shè)備108中的系統(tǒng)中，不需要TDM或上述尋址方案，因?yàn)樾盘?hào)將會(huì)被同時(shí)輸出來(lái)結(jié)構(gòu)上結(jié)合以創(chuàng)建輸出信號(hào)120。
[0032]為了說(shuō)明的目的，圖1的示例性分布系統(tǒng)101示出有存儲(chǔ)控制器106和多個(gè)存儲(chǔ)設(shè)備108。然而，系統(tǒng)101可與不同功能的其它裝置使用，諸如其它處理單元或接口裝置。作為不同的示例，多個(gè)存儲(chǔ)設(shè)備108可以彼此不同，存儲(chǔ)設(shè)備108可執(zhí)行不同類(lèi)型的功能，和/或存儲(chǔ)設(shè)備可用不同的技術(shù)實(shí)施。
[0033]示例性系統(tǒng)101包括用于存儲(chǔ)控制器106和多個(gè)存儲(chǔ)設(shè)備108之間的通信的光互連102和分布矩陣112。在圖示示例中，分布矩陣112包含圖1A的光抽頭104來(lái)通過(guò)光互連102的不同分支扇入和/或扇出信號(hào)。在圖不不例中，光互連102形成有在相反方向上提供通信路徑的單向光互連(如，進(jìn)入和外出，入站和出站，等等)。在其它示例中，光互連102通過(guò)單個(gè)雙向光路徑102提供存儲(chǔ)控制器106和存儲(chǔ)設(shè)備114之間的雙向通信。在一些示例中，這可通過(guò)使用不同波長(zhǎng)(即，波分復(fù)用)來(lái)做，至少一個(gè)波長(zhǎng)用于廣播出站信號(hào)，并且至少另一個(gè)(不同的)波長(zhǎng)用于接收入站信號(hào)。在其它示例中，這可通過(guò)時(shí)分復(fù)用來(lái)做，其中出站信號(hào)和入站信號(hào)基于計(jì)劃表輪流傳輸各信號(hào)。在這種示例中，可僅使用一個(gè)分布矩陣形成分布結(jié)構(gòu)108。
[0034]在圖不不例系統(tǒng)101中設(shè)直光互連系統(tǒng)100中光抽頭104的反射率和透射率的功率比，使得存儲(chǔ)控制器106和多個(gè)存儲(chǔ)設(shè)備108用期望功率的光信號(hào)通信以獲得期望的通信可靠性，同時(shí)減少(如，最小化)功耗。在一些示例中，小于10_12的誤碼率(BER)足夠作為通信可靠性的可接受的矩陣。用于接收經(jīng)過(guò)互連102的光信號(hào)的光電探測(cè)器的光接收器靈敏度可用于確定給定BER所需的最小平均光功率。已說(shuō)明了在lOGb/s下大約-17dBm(20微瓦)的光接收器靈敏度，而對(duì)于小于10_15的BER，-15dBm(32微瓦)是更典型的。
[0035]在光互連102之上的光速或近光速的傳輸對(duì)可靠地執(zhí)行上面描述的錯(cuò)誤檢測(cè)提出了挑戰(zhàn)。例如，考慮到光互連102的物理長(zhǎng)度、光的速度以及被要求來(lái)區(qū)別從多個(gè)存儲(chǔ)設(shè)備108中的每個(gè)返回的數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確度，存儲(chǔ)控制器106可被要求來(lái)辨別在多個(gè)存儲(chǔ)設(shè)備108之間針對(duì)飛逝的增量時(shí)間的近似150-160皮秒的增量。然而，這些增量典型地小于每個(gè)驅(qū)動(dòng)器的輸出不確定度(輸出時(shí)刻)或在一些情況下是每個(gè)驅(qū)動(dòng)器的輸出不確定度(輸出時(shí)刻)的一半。
[0036]為了減小上面描述的增量和輸出不確定度之間的偏差，可在對(duì)于每次傳送已知發(fā)送器的光互連102的每個(gè)分支之上使用訓(xùn)練圖案，這允許調(diào)整所接收的數(shù)據(jù)的時(shí)序。然后，時(shí)序可使用時(shí)序調(diào)整技術(shù)在存儲(chǔ)控制器106內(nèi)調(diào)整。隨著建立時(shí)序關(guān)系，可在光互連102之上初始化標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)傳送。在一些示例中，時(shí)序調(diào)整可增加光互連102的操作頻率(如，最大操作頻率)超過(guò)多個(gè)存儲(chǔ)設(shè)備108的正常操作頻率，可能允許超頻多個(gè)存儲(chǔ)設(shè)備108。
[0037]在一些示例中，在組件之間通信的信號(hào)的期望功率與信號(hào)的源位置無(wú)關(guān)地基本上相同，確保期望的通信可靠性。典型地，使用目標(biāo)系統(tǒng)的射線(xiàn)跟蹤模型確定功率比，以滿(mǎn)足系統(tǒng)的通信可靠性矩陣并且減少(如，最小化)功耗。除所述比率以外，光發(fā)射機(jī)功率、光接收器靈敏度、源和接收器之間的光距離、以及光路徑的損耗特性是在射線(xiàn)跟蹤模型中要考慮的其它示例。在一些示例中，調(diào)整各個(gè)考慮的迭代算法被用于建模光互連系統(tǒng)100直至獲得期望的通信可靠性矩陣。然后，對(duì)制造期間的光抽頭和/或目標(biāo)系統(tǒng)(如，系統(tǒng)101)的組合件設(shè)置比率。
[0038]為了說(shuō)明目的，所示的示例系統(tǒng)101具有光互連102，盡管如此，應(yīng)理解計(jì)算機(jī)系統(tǒng)101可具有其它互連，包括光互連和/或電互連。此外，如下面詳細(xì)描述的，每個(gè)分支可每次傳輸信息的單個(gè)位或傳輸多位信號(hào)。因此，本文中使用的術(shù)語(yǔ)“信號(hào)”可指多位信號(hào)或多位信號(hào)的個(gè)別位。同樣為了說(shuō)明目的，所示的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)101具有存儲(chǔ)控制器106和多個(gè)存儲(chǔ)設(shè)備108。然而，系統(tǒng)101可具有可連接或不連接至光互連102的其它組件(未示出)或部件(未示出)。
[0039]圖示示例的系統(tǒng)101可以以很多方式采用多個(gè)存儲(chǔ)設(shè)備108。例如，多個(gè)存儲(chǔ)設(shè)備108可提供累計(jì)存儲(chǔ)器容量，為增加的性能提供條帶存儲(chǔ)器，或?yàn)槿蒎e(cuò)存儲(chǔ)架構(gòu)提供冗余故障轉(zhuǎn)移存儲(chǔ)器。
[0040]在圖示示例中，多個(gè)存儲(chǔ)設(shè)備108與用于執(zhí)行光電(0/E)轉(zhuǎn)換(反之亦然)的裝置連接或包括該裝置，用于使信號(hào)以期望的光功率傳輸至其相應(yīng)的光互連102的分支并從其相應(yīng)的光互連的分支接收。
[0041]示例性系統(tǒng)101采用轉(zhuǎn)接卡來(lái)固定多個(gè)存儲(chǔ)設(shè)備108，以集成系統(tǒng)101與其它標(biāo)準(zhǔn)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)組件。圖2圖示了具有標(biāo)準(zhǔn)存儲(chǔ)器轉(zhuǎn)接卡202的已知存儲(chǔ)架構(gòu)200，該標(biāo)準(zhǔn)存儲(chǔ)器轉(zhuǎn)接卡202固定多個(gè)雙列直插內(nèi)存模塊(DIMM) 204。圖示示例的轉(zhuǎn)接卡202被插入在電路板208的電轉(zhuǎn)接連接器206。轉(zhuǎn)接卡202包括單獨(dú)的電DIMM連接器210以連接DIMM204中的對(duì)應(yīng)的一個(gè)與轉(zhuǎn)接卡202。因此，當(dāng)實(shí)施已知存儲(chǔ)架構(gòu)200時(shí)，來(lái)自連接至電路板208的存儲(chǔ)器的電信號(hào)經(jīng)過(guò)公共轉(zhuǎn)接連接器206并且通過(guò)個(gè)別的DIMM連接器210扇出至每個(gè)DIMM204。類(lèi)似地，來(lái)自每個(gè)DIMM204的電信號(hào)經(jīng)過(guò)對(duì)應(yīng)的DIMM連接器210并且然后經(jīng)過(guò)轉(zhuǎn)接連接器206。因此，出入每個(gè)DIMM204的每個(gè)信號(hào)經(jīng)過(guò)兩個(gè)電接線(xiàn)(即轉(zhuǎn)接連接器206和DIMM連接器210)，由此產(chǎn)生固有帶寬約束。通過(guò)加入本文中描述的光互連系統(tǒng)，可緩解或減少這些擔(dān)心。
[0042]圖3是根據(jù)本公開(kāi)的教義構(gòu)造的示例性存儲(chǔ)器轉(zhuǎn)接卡302。示例性轉(zhuǎn)接卡302在個(gè)別的DMM連接器210中固定多個(gè)DMM204。如圖2所示的已知轉(zhuǎn)接卡202，圖示示例的存儲(chǔ)器轉(zhuǎn)接卡302被插入在電路板305上的電轉(zhuǎn)接連接器304。然而，圖示示例中的轉(zhuǎn)接連接器304用于提供電力和低速控制信號(hào)，而不是向每個(gè)DIMM204和從每個(gè)DIMM204傳輸所有信號(hào)。示例性轉(zhuǎn)接卡302通過(guò)光纜306 (如，攜帶用于輸入的電纜和/或用于輸出的電纜)與計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中的其它組件通信，該光纜306通過(guò)存儲(chǔ)器扇出緩沖器308與轉(zhuǎn)接卡302連接。在一些示例中，存儲(chǔ)器扇出緩沖器308為每個(gè)輸入和輸出帶狀光纖306提供可拆卸的光連接以促進(jìn)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中組件的連接和斷開(kāi)。
[0043]在圖示示例中，存儲(chǔ)器扇出緩沖器308與轉(zhuǎn)換器310相關(guān)聯(lián)，該轉(zhuǎn)換器310具有光電(0/E)轉(zhuǎn)換能力以將來(lái)自帶狀光纖306的輸入光纖的光信號(hào)轉(zhuǎn)換成要被傳輸至DIMM204的電信號(hào)。更具體地，在圖示示例中光信號(hào)以高速串行格式傳輸，并且緩沖器308通過(guò)轉(zhuǎn)換器310將光信號(hào)轉(zhuǎn)換成要被電扇出至DIMM204的低速并行電信號(hào)。此外，當(dāng)在兩個(gè)DIMM信道中的每一個(gè)上傳輸輸入信號(hào)來(lái)驅(qū)動(dòng)兩個(gè)DIMM204時(shí)，圖不不例的不例性存儲(chǔ)器扇出緩沖器308具有扇出驅(qū)動(dòng)能力以增加帶寬并減少延遲。在圖示示例中，與存儲(chǔ)器扇出緩沖器308相關(guān)聯(lián)的轉(zhuǎn)換器310也具有電光(E/0)轉(zhuǎn)換能力以將來(lái)自DIMM204的電信號(hào)轉(zhuǎn)換成要通過(guò)帶狀光纖306的輸出光纖被傳輸至存儲(chǔ)控制器的光信號(hào)，如下面更全面地描述的。[0044]在一些示例中，每個(gè)存儲(chǔ)器扇出緩沖器308包括解碼器312和/或與解碼器312通信。在圖示示例中，解碼器312確定通過(guò)光纜306接收的信號(hào)是否打算為在對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)接卡302上的DIMM204中的一個(gè)所用，或確定該信號(hào)是否打算為DIMM204或在分離的轉(zhuǎn)接卡302上的其它組件所用。此外，如果所接收的信號(hào)打算為DIMM204中的一個(gè)所用，則解碼器312確定哪個(gè)DIMM204和在所識(shí)別的DIMM204上的特定存儲(chǔ)單元，如將在下面更詳細(xì)地解釋。
[0045]圖4A是圖1B的示例性分布系統(tǒng)101的等距視圖。在圖4A的示例中，采用了上面結(jié)合圖3描述的八個(gè)存儲(chǔ)器轉(zhuǎn)接卡302。如圖示，圖4A的分布系統(tǒng)101由單個(gè)光學(xué)分布結(jié)構(gòu)110支持，該單個(gè)光學(xué)分布結(jié)構(gòu)110通過(guò)電路板404連接至存儲(chǔ)控制器(如，圖1B的存儲(chǔ)控制器106)。在圖示示例中，八個(gè)轉(zhuǎn)接卡302中的每個(gè)攜帶四個(gè)DIMM204，在分布系統(tǒng)101中總共有三十二個(gè)DIMM。盡管本文中公開(kāi)的示例性描述了具有八個(gè)存儲(chǔ)器轉(zhuǎn)接卡302的分布系統(tǒng)101，但是這僅僅是以示例形式提供的，可代替采用具有任意適合的數(shù)量的DIMM204的任意適合的數(shù)量的轉(zhuǎn)接卡302。
[0046]在圖示示例中，分布結(jié)構(gòu)110路由DMM204和存儲(chǔ)控制器106之間的通信。在一些示例中，分布結(jié)構(gòu)110接收來(lái)自存儲(chǔ)控制器106的輸入信號(hào)(如，輸入信號(hào)114)，并且將來(lái)自信號(hào)的功率分接成(如，分成)在出站方向上被傳輸至存儲(chǔ)器轉(zhuǎn)接卡302的八個(gè)分接信號(hào)。八個(gè)出站信號(hào)通過(guò)光纜306被傳輸至與對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)接卡302相關(guān)聯(lián)的存儲(chǔ)器扇出緩沖器308中的對(duì)應(yīng)的一個(gè)。如分布結(jié)構(gòu)110將信號(hào)扇出至存儲(chǔ)器扇出緩沖器308，解碼器312用來(lái)辨別在各扇出緩沖器308所接收的信號(hào)是否要被電傳輸至與對(duì)應(yīng)的存儲(chǔ)器轉(zhuǎn)接卡302相關(guān)聯(lián)的DIMM204，或辨別信號(hào)是否被忽略為打算為與不同的轉(zhuǎn)接卡302相關(guān)聯(lián)的DIMM204所用。此外，解碼器312確定轉(zhuǎn)接卡302所在的哪個(gè)DIMM204用于接收和/或響應(yīng)于從存儲(chǔ)控制器106接收的信號(hào)。圖示示例的緩沖器308可實(shí)施任意適當(dāng)?shù)姆椒▉?lái)在從存儲(chǔ)控制器106接收的信號(hào)之間辨別。例如，被傳輸至每個(gè)緩沖器308的信號(hào)可包含多個(gè)位，其中一些位是地址位。在其它示例中，互連102攜帶通過(guò)信號(hào)的報(bào)頭部分所辨別的地址、命令和/或數(shù)據(jù)位的位流，其中命令位表示例如數(shù)據(jù)是否被存儲(chǔ)或返回。
[0047]如上所述，在一些示例中，每個(gè)光纖帶306包括大量光纖來(lái)攜帶多位光信號(hào)。為了清楚起見(jiàn)，本文中公開(kāi)的示例描述12位信號(hào)。然而，示例性分布結(jié)構(gòu)110可適合于在組件之間傳輸信號(hào)中的任意適合的數(shù)量的位。在一些示例中，從將存儲(chǔ)控制器106連接至分布結(jié)構(gòu)110的單個(gè)IX 12垂直腔面發(fā)射激光器(VCSEL)陣列(參見(jiàn)圖5C)產(chǎn)生初始12位光輸入信號(hào)。然而，可實(shí)施任意其它適合的光發(fā)射機(jī)(如，分布反饋(DFB)激光器、量子阱激光器、多量子阱激光器、雙異質(zhì)結(jié)型激光器、發(fā)光二極管(LED)，等等)來(lái)產(chǎn)生在互連102上傳輸?shù)墓庑盘?hào)。
[0048]圖示示例的分布結(jié)構(gòu)110還具有扇入能力。在一些示例中，分布結(jié)構(gòu)110扇入來(lái)自八個(gè)轉(zhuǎn)接卡302中的每個(gè)的、要由單個(gè)IX 12光電探測(cè)器(參見(jiàn)圖5C)接收的12位信號(hào)，該單個(gè)IX 12光電探測(cè)器在分布結(jié)構(gòu)110和存儲(chǔ)控制器106之間提供電光轉(zhuǎn)換。在圖示示例中的光電探測(cè)器可以是P-η或者p-1-n結(jié)光電二極管，或n-p-n或者p-n-p光電晶體管。
[0049]圖示示例的光學(xué)分布結(jié)構(gòu)110由兩個(gè)光學(xué)分布矩陣(如，圖1B的示例性分布矩陣112)構(gòu)成。第一分布矩陣112用于出站信號(hào)(如，處理器至存儲(chǔ)器)并且第二分布矩陣112用于入站信號(hào)(如，存儲(chǔ)器至處理器)。在圖示示例中，第一入站矩陣112和第二出站矩陣112在結(jié)構(gòu)上相同，而主要在光信號(hào)經(jīng)過(guò)每個(gè)矩陣的方向方面不同。因此，本文中使用的術(shù)語(yǔ)“分布矩陣”應(yīng)用于出站矩陣和入站矩陣兩者。
[0050]圖4B圖示了用于將數(shù)據(jù)添加到圖4A的示例中DIMM的示例性消息410。如上所述，在一些示例中被傳輸至每個(gè)轉(zhuǎn)接卡302的信號(hào)可包含多個(gè)位，其中一些位是地址位。在一些這種示例中高地址位識(shí)別預(yù)期的接受轉(zhuǎn)接卡302(如，轉(zhuǎn)接卡地址位412)，而低地址位識(shí)別在所識(shí)別的轉(zhuǎn)接卡302上的特定DIMM204 (如，DIMM地址位414)以及在所識(shí)別的DIMM204內(nèi)的特定存儲(chǔ)單元(如，存儲(chǔ)地址位416)。進(jìn)一步，在一些這種示例中，消息410的剩余的位包括要被存儲(chǔ)在所識(shí)別的存儲(chǔ)單元中的有效負(fù)載位418。
[0051]圖5A是圖1B的任一個(gè)光學(xué)分布矩陣112的示例性實(shí)施。圖示示例的光學(xué)分布矩陣112由十二個(gè)位片502和層壓在一起的蓋片(cap slice) 504 (用虛線(xiàn)示出)構(gòu)成。盡管示出了十二個(gè)位片502，但是任意數(shù)量的位片502可被加入到示例性分布矩陣112。在圖示示例中，十二個(gè)位片502中的每個(gè)與12位光信號(hào)的一個(gè)位相對(duì)應(yīng)。
[0052]圖5B是圖5A的分布矩陣112的示例性位片502中的任一個(gè)的前視圖。在圖示示例中，位片502包含在位片502的前表面508形成的初級(jí)凹槽、花鍵或通道506，以用作中空金屬波導(dǎo)的邊界或壁來(lái)傳輸與位片502相關(guān)聯(lián)的12位光信號(hào)的對(duì)應(yīng)的位。由于通道506在前表面508上敞開(kāi)，用于圖示示例的位片502的中空金屬波導(dǎo)的壁通過(guò)下述方式完成，即，當(dāng)將位片502層壓在一起形成分布矩陣112時(shí)用相鄰位片502的背面封閉在前表面508上的通道506 (參見(jiàn)圖5A)。如在圖5A中用虛線(xiàn)所示的，圖示示例的最前面的位片502的初級(jí)通道506被蓋片504封閉。在一些示例中，每個(gè)位片502的初級(jí)通道506從位片502的底面510開(kāi)始并且基本上延伸穿過(guò)位片502前表面到達(dá)相對(duì)的頂面511。結(jié)果是，當(dāng)示例性位片502被層壓在一起時(shí)，初級(jí)通道506在底面510形成對(duì)應(yīng)的開(kāi)口或端口 512，以用作接收自存儲(chǔ)控制器106的輸入信號(hào)的輸入點(diǎn)或用作經(jīng)過(guò)分布矩陣112到達(dá)存儲(chǔ)控制器106的輸出信號(hào)的輸出點(diǎn)。在圖5A的示例中，位片502的初級(jí)通道506如圖5A中端口 512的位置所示地錯(cuò)開(kāi)。
[0053]除初級(jí)通道506以外，圖示示例的每個(gè)位片502具有八個(gè)次級(jí)通道514a_h。次級(jí)通道514a-h與對(duì)應(yīng)的初級(jí)通道506光通信并且從初級(jí)通道506延伸到位片502的端部516。結(jié)果是，當(dāng)示例性位片502被層壓時(shí)，次級(jí)通道514a-h在端部516形成對(duì)應(yīng)的開(kāi)口或端口 518a-h，以用作出站信號(hào)的輸出點(diǎn)或用作經(jīng)過(guò)分布矩陣112的入站信號(hào)的輸入點(diǎn)。圖示示例的次級(jí)通道514a-h是分叉出其各初級(jí)通道506的中空金屬波導(dǎo)，以攜帶經(jīng)過(guò)分布矩陣112的信號(hào)的不同部分。盡管圖示示例示出了具有基本上矩形橫截面的初級(jí)通道506和次級(jí)通道514a-h，但是可采用任意適合的橫截面來(lái)使信號(hào)傳播通過(guò)分布矩陣112。
[0054]如先前結(jié)合圖1A和圖1B討論的，光信號(hào)沿著互連102被傳輸并且通過(guò)光抽頭104被導(dǎo)引至每個(gè)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)組件。盡管可以以很多方式實(shí)施光抽頭104，但是在圖示示例中用可變反射率薄膜反射鏡520a_h實(shí)施光抽頭104。每個(gè)這種反射鏡520a_h反射光信號(hào)的一部分并且將剩余部分傳輸通過(guò)反射鏡520a_h。以這種方式，單個(gè)入站信號(hào)可被傳輸通過(guò)初級(jí)通道506，其中一部分信號(hào)被分接或被偏離進(jìn)入次級(jí)通道514a-h中的每個(gè)。被反射的光的比例與由每個(gè)反射鏡520a-h傳輸?shù)谋壤蕾?lài)于每個(gè)反射鏡520a-h的光學(xué)特性，如將在下面結(jié)合圖7更詳細(xì)地解釋。
[0055]圖5C是圖5A所示的示例性光學(xué)分布矩陣112的底視圖，其中示出了由輪廓522表示的1X12VCSEL陣列的連接或光電探測(cè)器的1X12陣列。在圖示示例中，每個(gè)位片502具有基本上相同的(如，完全相同)結(jié)構(gòu)，除每個(gè)位片502的初級(jí)通道506 (并因此每個(gè)對(duì)應(yīng)的端口 512)位于離對(duì)應(yīng)的位片502的端部516不同的距離。在圖5C所示的示例中，通道506的不同距離使端口 512沿著分布矩陣112的底面510以線(xiàn)狀排列隔開(kāi)。在圖示示例中，選擇端口 512的位置來(lái)與I X 12VCSEL陣列522的激光器(在圖5C中通過(guò)圓524表示)對(duì)準(zhǔn)。由于圖示示例的VCSEL陣列522的激光器524與分布矩陣112的端口 512對(duì)準(zhǔn)，因此12位輸入信號(hào)的多個(gè)位可通過(guò)位片502中的相應(yīng)的一個(gè)同時(shí)被傳輸?？商娲?，圖示示例的分布矩陣112可連接至I X 12光電探測(cè)器陣列而不是VCSEL陣列，使得輪廓522與具有的光電探測(cè)器陣列相對(duì)應(yīng)，并且圓524與光電探測(cè)器522的個(gè)別的接收器相對(duì)應(yīng)，以通過(guò)位片502的相應(yīng)的一個(gè)同時(shí)接收12位入站信號(hào)的12位。光電探測(cè)器或VCSEL陣列522可通過(guò)任意適合的方法連接至對(duì)應(yīng)的分布矩陣112，該方法包括例如將導(dǎo)向光電探測(cè)器或VCSEL的光纖的端部插入到分布矩陣112的端口 512。在其它示例中，光電探測(cè)器和/或VCSEL可在制造或組裝過(guò)程期間被物理地集成在分布矩陣112中。
[0056]圖5D是示出帶狀光纖306到分布矩陣112的端部516的連接的、圖5A的示例性分布矩陣112的端視圖。在圖示示例中，每個(gè)位片502的次級(jí)通道514a-h(并因此每個(gè)對(duì)應(yīng)的端口 518a-h)離底部510位于與每隔一個(gè)的位片502的相應(yīng)的次級(jí)通道514a_h(以及對(duì)應(yīng)的端口 518a-h)相同的距離，以形成端口 518a-h的對(duì)應(yīng)的行528a_h。以這種方式，圖示示例中帶狀光纖306的相應(yīng)的一個(gè)與對(duì)應(yīng)的行528a-h的每一個(gè)中一組端口 518a_h對(duì)準(zhǔn)。如圖所示，每個(gè)帶狀光纖306的個(gè)別的光纖526與每個(gè)對(duì)應(yīng)的行528a-h內(nèi)相應(yīng)的端口518a-h對(duì)準(zhǔn)。此外，圖示示例的次級(jí)通道514a-h具有近似與個(gè)別的光纖526相同的寬度，由此使得個(gè)別的光纖526的端部能夠被插入在端口 518a-h中并且通過(guò)保持合適的摩擦或膠固定。在圖示示例中附接帶狀光纖306的其它方法還可例如通過(guò)采用MT類(lèi)型的套管來(lái)實(shí)施。在圖示示例中，每個(gè)行528a-h(并因此每個(gè)帶狀光纖306)與經(jīng)過(guò)分布矩陣112的完整的12位信號(hào)的一個(gè)分接部分相對(duì)應(yīng)。以這種方式，圖示示例的帶狀光纖306中的每個(gè)攜帶如圖4A所示的對(duì)應(yīng)的出站信號(hào)。此外或可替代地，圖示示例的帶狀光纖306中的每個(gè)可將入站信號(hào)傳輸至要由光電探測(cè)器陣列接收的分布矩陣112，如上面結(jié)合圖5C描述的。
[0057]圖6A-6D圖示了經(jīng)過(guò)圖5A所示的示例性分布矩陣112的示例性信號(hào)的路徑。為了清楚的目的，圖5A所示的示例性分布矩陣112的蓋片504在圖6A和圖6C中被省略。圖6A的圖示示例示出了多位輸入信號(hào)600，該多位輸入信號(hào)600由例如IX 12VCSEL陣列產(chǎn)生并且具有通過(guò)端口 512進(jìn)入分布矩陣112并扇出為每個(gè)具有十二位603的八個(gè)出站信號(hào)601的十二位602。用相同的附圖標(biāo)記和相同的位603描述出站信號(hào)601中的每個(gè)，因?yàn)槊總€(gè)出站信號(hào)601僅僅是初始輸入信號(hào)600的分接部分并因此基本上與每隔一個(gè)的出站信號(hào)601相似(如，完全相同)。以相同的方式，圖6B示出了輸入信號(hào)600的進(jìn)入圖6A所示的分布矩陣112的最前面位片502并扇出為出站信號(hào)601中的每個(gè)的第一位603的第一位602。在圖示示例中，在扇出出站信號(hào)601后，出站信號(hào)601通過(guò)端口 518a-h的與圖所示的帶狀光纖306中的每個(gè)對(duì)應(yīng)的行528a_h離開(kāi)分布矩陣112。
[0058]盡管出站信號(hào)601中的每個(gè)具有與輸入信號(hào)600的位602相同的位603,但是出站信號(hào)601的功率低于輸入信號(hào)600,因?yàn)槌稣拘盘?hào)601中的每個(gè)只包括輸入信號(hào)600的一部分。盡管不按比例，在圖6A中通過(guò)相對(duì)于表示出站信號(hào)601的位603的箭頭大小的表示輸入信號(hào)600的位602的箭頭大小表明了相對(duì)于離開(kāi)分布矩陣112的出站信號(hào)601的每個(gè)位603的功率的進(jìn)入分布矩陣112的輸入信號(hào)600的每個(gè)位602的功率。在圖示示例中輸入信號(hào)600的功率大于出站信號(hào)601的功率，因?yàn)槌稣拘盘?hào)601已通過(guò)反射鏡520a-h分離了輸入信號(hào)600。此外,如在不例圖不中所不,輸入信號(hào)600的每個(gè)位602具有與輸入信號(hào)600的每隔一個(gè)的位602近似相同的功率。類(lèi)似地,最上面出站信號(hào)601的每個(gè)位603 (對(duì)應(yīng)于圖的最上面的行528h)被示出為具有與最上面出站信號(hào)601的每隔一個(gè)的位603近似相同的功率。為了清楚的目的，在圖示示出中已省略了表示剩余的出站信號(hào)601的個(gè)別的位603的箭頭。
[0059]圖6C圖示了八個(gè)示例性多位入站信號(hào)604a_h，每個(gè)多位入站信號(hào)具有通過(guò)端口518a-h的對(duì)應(yīng)的行528a-h進(jìn)入分布矩陣112并且扇入到出口作為在由如在圖5A中討論的分布矩陣的端口 512定義的12位輸出612具有十二個(gè)位610的一個(gè)輸出信號(hào)608的十二個(gè)相應(yīng)的位606a-h(即，入站信號(hào)604a具有十二個(gè)位606a，入站信號(hào)604b具有十二個(gè)位606b，等等)。在圖示示例中，入站信號(hào)604a-h中的每個(gè)源自如圖4A所示的轉(zhuǎn)接卡302中的不同的轉(zhuǎn)接卡302。因此，不像圖6A和圖6B中描述的彼此類(lèi)似的外出的出站信號(hào)601，圖示示例中的每個(gè)入站信號(hào)604a-h可以每隔一個(gè)入站信號(hào)604a-h不同。因此，入站信號(hào)604a-h不同時(shí)經(jīng)過(guò)分布矩陣112，這可導(dǎo)致信號(hào)604a_h在結(jié)構(gòu)上和/或破壞地結(jié)合。更確切地說(shuō)，由于由存儲(chǔ)控制器106通過(guò)如上所述的任意適當(dāng)?shù)膶ぶ坊驈?fù)用方案控制，對(duì)入站信號(hào)604a-h中的每個(gè)分離地產(chǎn)生傳輸。因此，本文中使用的扇入入站信號(hào)604a-h是指入站信號(hào)中的每個(gè)通過(guò)相同的端口 512被導(dǎo)引通過(guò)分布矩陣112，但并不是同時(shí)。換句話(huà)說(shuō)，輸出信號(hào)608不是分離的入站信號(hào)604a-h的結(jié)合,而是與在任意特定時(shí)刻被傳輸來(lái)使得信號(hào)604a-h中的每個(gè)能夠被如圖5C所述的單個(gè)I X 12光電探測(cè)器陣列所接收的入站信號(hào)604a-h中的任一個(gè)相對(duì)應(yīng)。為了進(jìn)一步說(shuō)明，圖6D示出了經(jīng)過(guò)圖5B的示例性位片502并且離開(kāi)時(shí)成為輸出信號(hào)608的第一位610的圖6C的示例性入站信號(hào)604h的單個(gè)位606h的示例性進(jìn)入路徑和出口路徑。在另一個(gè)時(shí)刻，與圖示示例的不同的入站信號(hào)(如，604a-g)相對(duì)應(yīng)的不同的位(如，606a-g)可經(jīng)過(guò)片502并且出口為輸出信號(hào)608的第一位610。
[0060]盡管圖示示例的信號(hào)604a_h可以彼此不同，但是當(dāng)進(jìn)入分布矩陣112時(shí)每個(gè)信號(hào)的功率近似相等。此外，由于示例性位片502中的每個(gè)中反射鏡520a-h的光學(xué)特性，圖示的輸出信號(hào)608在任意給定時(shí)刻具有近似相等的功率，而與該時(shí)刻哪個(gè)入站信號(hào)604a-h是輸出信號(hào)608的源無(wú)關(guān)。盡管不按比例，每個(gè)對(duì)應(yīng)于進(jìn)入分布矩陣112的入站信號(hào)604a-h的每個(gè)位606a_h的功率相對(duì)于離開(kāi)分布矩陣112的輸出信號(hào)608的每個(gè)位610的功率在圖6C和圖6D中通過(guò)表不對(duì)應(yīng)的入站信號(hào)604a_h的位606a_h的箭頭大小相對(duì)于表不輸出信號(hào)608的位610的箭頭大小顯不。如圖不，每個(gè)對(duì)應(yīng)于入站信號(hào)604a_h的每個(gè)位606a_h的功率大于輸出信號(hào)608的每個(gè)位610的功率，因?yàn)槿胝拘盘?hào)604a_h經(jīng)過(guò)反射鏡520a_h,該反射鏡520a-h沿著初級(jí)通道506朝向輸出612只反射或傳輸信號(hào)功率的一部分。此外，輸出信號(hào)608的每個(gè)位610的功率與輸出信號(hào)608的每隔一個(gè)的位610的功率近似相同。為了清楚的目的，僅示出了表示入站信號(hào)604h的個(gè)別的位606h的箭頭，然而，圖示示例的每個(gè)對(duì)應(yīng)的入站信號(hào)604a_g的對(duì)應(yīng)的位606a_g具有與入站信號(hào)604h的位606h近似相同的功率。
[0061]圖7圖示了經(jīng)過(guò)圖5B所示的示例性位片502的輸入信號(hào)600的第一位602的示例性功率分布。盡管圖示示例示出了第一位602的功率分布，但是輸入信號(hào)600的每隔一個(gè)的位602的光功率分布與第一位602類(lèi)似(如,相同)。圖7描繪了八個(gè)反射鏡520a-h的反射率和透射率的所列出的功率比的示例功率分布。在本文中，當(dāng)示例的反射鏡520a-h被稱(chēng)為移除與另一反射鏡520a-h相同量的功率，例如100微瓦(μ W)，則可存在在如由鏈路預(yù)算確定的可接受公差水平內(nèi)的來(lái)自100 ( μ W)的微小變動(dòng)。此外，在圖示示例中，100 μ W被說(shuō)明性地用作保持可靠通信鏈接所需的功率(如，最小功率水平)。
[0062]在圖示示例中，輸入信號(hào)600的第一位602在其進(jìn)入圖6Β所示的位片502的初級(jí)通道506時(shí)輸入信號(hào)600的第一位602具有由Ρ_來(lái)表不的等于I毫瓦的光能量的初始傳輸功率。下標(biāo)“0Α”表不用于描述信號(hào)600的出站方向600的“出站推進(jìn)”并且信號(hào)600的對(duì)應(yīng)的部分沿著初級(jí)通道506推進(jìn)而不是偏向別處。當(dāng)位602到達(dá)第一反射鏡520a，其中反射率為Ri = 1/10并且透射率為T(mén)i = 9/10，則第一反射鏡520a將位602的一部分功率向下反射到第一次級(jí)通道514a(即,第一出站信號(hào)601的第一位603)。在出站方向上被反射或分接的位603的功率被表示為變量Ptm = PmciRp因此，被分接的位603的功率是100 μ W(ImWX 1/10)。第一反射鏡520a還進(jìn)一步沿著初級(jí)通道506在出站方向上傳輸?shù)谝煌七M(jìn)信號(hào)702a。在圖示示例中第一推進(jìn)信號(hào)702a與輸入信號(hào)600的位602的剩余功率相對(duì)應(yīng)，具有Pqai = 900 μ W的功率，其中Pqai = PqaqV因此，第一推進(jìn)信號(hào)702a表示以10yW的功率損耗經(jīng)過(guò)第一反射鏡520a的輸入信號(hào)602。
[0063]第一推進(jìn)信號(hào)702a沿著初級(jí)通道506繼續(xù)直到其到達(dá)第二反射鏡520b，在第二反射鏡520b處信號(hào)702a根據(jù)第二反射鏡520b的反射率和透射率的功率比被分離。在圖示示例中，第二反射鏡520b的反射率(R2)等于1/9并且透射率(T2)等于8/9。因此，反射鏡520b將第一推進(jìn)信號(hào)702a (具有功率Pmi = 900 μ W)的一部分向下反射到第二次級(jí)通道514b作為第二分接位603，具有PQK2 = 10yW的功率，其中Pqk2 = PQA1R2。第一推進(jìn)信號(hào)702a的剩余部分被傳輸通過(guò)反射鏡520b，以在出站方向上產(chǎn)生第二推進(jìn)信號(hào)702b，該第二推進(jìn)信號(hào)702b具有ΡΜ2800 μ W的功率，其中PM2 = ΡΜ1Τ2。因此，第二推進(jìn)信號(hào)702b表示來(lái)自存儲(chǔ)控制器106的以200 μ W的功率損耗經(jīng)過(guò)第一和第二反射鏡520a-b的輸入信號(hào)600的位602。
[0064]第三、第四、第五、第六、第七和第八反射鏡520c_h通過(guò)立即將前述的推進(jìn)信號(hào)702b-g分離成相應(yīng)的反射位或出站位603來(lái)執(zhí)行其功能，其中信號(hào)的剩余部分被傳輸通過(guò)對(duì)應(yīng)的反射鏡520c-h作為下一推進(jìn)信號(hào)702c-h。在圖示示例中每個(gè)連續(xù)的反射鏡520c-h的反射率對(duì)透射率的功率比使得由每個(gè)對(duì)應(yīng)的反射鏡520c-h反射的每個(gè)對(duì)應(yīng)的出站信號(hào)601的位603具有與100 μ W近似相同的功率并且每個(gè)連續(xù)的推進(jìn)信號(hào)702c-h具有先前推進(jìn)信號(hào)702b-g的功率，具有與由相應(yīng)的反射鏡520c-h反射的功率相對(duì)應(yīng)的功率損耗(即，近似減少了 100yW)。因此，在圖示示例中，通過(guò)給定片的次級(jí)通道514a-h中的任一個(gè)離開(kāi)分布矩陣112的任意位603的功率通常用Prain = PtwiriRn表示，其中η是與反射關(guān)聯(lián)的位603的反射鏡520a-h相對(duì)應(yīng)的最小數(shù)字。在圖示示例中每個(gè)連續(xù)的推進(jìn)信號(hào)702a-h的功率通常用P?n = PMn-Jn表示。在圖示示例中，在第八位603從第八反射鏡520h反射回來(lái)后，第八推進(jìn)信號(hào)702h具有200 μ M的功率。因此，第八推進(jìn)信號(hào)702h表示以800 μ W的功率損耗從存儲(chǔ)控制器106經(jīng)過(guò)通道506的輸入信號(hào)600的位602的第八推進(jìn)信號(hào)702h。
[0065]沒(méi)有一個(gè)反射鏡(如，反射鏡520a_h)是完全有效的。更確切地說(shuō)，圖示示例的反射鏡520a-h具有Ptwiri = P0En+P0An+損耗的光學(xué)特性?！皳p耗”可包括來(lái)自對(duì)應(yīng)的反射鏡520a-h和/或來(lái)自光信號(hào)傳播通過(guò)的光路徑的光損耗。理想地，損耗應(yīng)被保持為盡可能小使得1^+1；等于近似I。在前面的示例中，在本公開(kāi)中為了清楚的目的將損耗排除在外。
[0066]在圖示示例中第八推進(jìn)信號(hào)702h中的200 μ W的功率實(shí)際上沒(méi)有推進(jìn)到任何附加的反射鏡，而是意味如果需要?jiǎng)t可包括更多反射鏡(以及連接至那些反射鏡的更多的存儲(chǔ)設(shè)備)的額外功率?？商娲兀趫D示示例中被分接的位603中的每個(gè)的功率可通過(guò)調(diào)整每個(gè)反射鏡520a-h的功率比來(lái)增加，以劃分每個(gè)反射部分中額外的200 μ W，使得第八推進(jìn)信號(hào)702h近似為零并且事實(shí)上來(lái)自初始輸入信號(hào)600的所有功率進(jìn)入出站信號(hào)601。作為另一替代，圖示示例中的額外200 μ W允許初始輸入信號(hào)600的能量減少200 μ W并且調(diào)整反射鏡520a-h的功率比使得每個(gè)反射鏡反射與上面的示例(如，100 μ W)相同量的功率但是為第八推進(jìn)信號(hào)702h留下少量或不留下功率。以這種方式，在減少(如，最小化)功耗的同時(shí)可滿(mǎn)足通信可靠性矩陣，其中每個(gè)信號(hào)601具有近似相等的功率。
[0067]此外，上面描述的反射鏡520a_h的光學(xué)特性還使得當(dāng)具有相同初始功率(如，Imff)的對(duì)應(yīng)的入站信號(hào)604a_h的位606a_h中的任一個(gè)在相反方向上傳輸通過(guò)分布矩陣112時(shí)輸出信號(hào)的位(圖6A和圖6B所不的輸出信號(hào)608的位610)具有近似相同量的功率(如，100 μ W)。因此，圖示示例使得所有入站和出站信號(hào)的初始功率近似相同(如，ImW)并且所得到的在經(jīng)過(guò)分布矩陣112后每個(gè)信號(hào)的功率也近似相同(如，100 μ W)。
[0068]圖8是圖示用于制造圖5Α的示例光學(xué)分布矩陣112的示例方法的流程圖。盡管參考圖8、圖5Α及圖5Β描述了示例方法，但是可使用實(shí)施示例方法的其它過(guò)程。例如，可改變執(zhí)行框的順序，和/或可改變、消除、再分或結(jié)合一些框。另外，可連續(xù)地和/或同時(shí)地執(zhí)行圖8的示例方法。
[0069]首先，圖8的示 例方法起始于將波導(dǎo)通道(如，圖5Β的初級(jí)通道506和次級(jí)通道514a-h)形成在多個(gè)位片(如，圖5A的十二個(gè)位片502)中的每個(gè)中(框800)。示例方法的波導(dǎo)通道被形成在每個(gè)位片的前面(如，每個(gè)位片502的前面508)并且可具有任意適合的橫截面形狀和/或位置。可實(shí)施很多方法(如，蝕刻、研磨、磨光，等等)來(lái)形成波導(dǎo)通道，該方法可依賴(lài)于位片的材料。位片可由諸如玻璃、塑料、硅等等的任何適合的材料制成。在一些示例中，使用蝕刻工藝形成波導(dǎo)通道。在其它示例中，通過(guò)注射成型工藝同時(shí)形成包括波導(dǎo)通道的位片。一旦形成波導(dǎo)通道，波導(dǎo)通道被金屬化以起到中空金屬波導(dǎo)的作用。
[0070]接著，將具有期望的反射率和透射率功率比的光抽頭(如，圖5B的反射鏡520a_h)插入到每個(gè)位片(框802)。具體地，光抽頭被插入在每個(gè)位片的波導(dǎo)通道的交叉區(qū)域以在入站方向或出站方向上在每個(gè)位片的通道之間反射和/或傳輸光信號(hào)。為了設(shè)置光抽頭來(lái)獲得反射光和透射光的期望的角度，可通過(guò)光刻工藝將合適的開(kāi)口蝕刻在每個(gè)位片以將每個(gè)光抽頭牢固地固定在其位置。例如，在圖5B的圖示示例中，在期望的位置和角度在每個(gè)位片502產(chǎn)生剛好足夠?qū)拋?lái)固定薄膜反射鏡520a-h的窄的狹縫，并且然后插入反射鏡520a-h。以這種方式，建立反射鏡520a-h的角度而一旦被安裝則無(wú)需調(diào)整反射鏡520a_h。因此，在分布矩陣112中沒(méi)有移動(dòng)部件。
[0071]隨著光抽頭被插入到每個(gè)位片，將位片層壓在一起(框804)。具體地，層壓位片使得相對(duì)于每隔一個(gè)的位片的對(duì)應(yīng)的波導(dǎo)通道設(shè)置每個(gè)位片的波導(dǎo)通道以與輸入和輸出光學(xué)組件(如，用于與如圖5C所示的I X 12光電探測(cè)器或VCSEL陣列對(duì)準(zhǔn)的端口 512的線(xiàn)，或用于與如圖5D所示的帶狀光纖306對(duì)準(zhǔn)的對(duì)應(yīng)的端口 518a-h的行528a_h)對(duì)準(zhǔn)。此夕卜，層壓位片使得每個(gè)位片的前面面對(duì)相鄰位片的后面以封閉波導(dǎo)通道并使其起中空金屬波導(dǎo)的功能。然而，在示例方法中最前面位片的波導(dǎo)通道保持開(kāi)啟，因?yàn)闆](méi)有相鄰位片來(lái)覆蓋其前面。因此，將蓋片(如，圖5A的蓋片504)層壓到被層壓位片的前面(框806)。以這種方式，封閉每個(gè)位片的波導(dǎo)通道，除在與輸入端口和輸出端口(如，在每個(gè)位片502的底部的端口 512以及在每個(gè)位片502的端部516的端口 518a_h)相對(duì)應(yīng)的端點(diǎn)。
[0072]從前面的內(nèi)容，將理解上面公開(kāi)的方法和裝置使大量的DIMM(或其它I/O設(shè)備)被單個(gè)光學(xué)分布架構(gòu)所支持。以這種方式，緩解了體積大且要求定制設(shè)計(jì)部件的已知光通信系統(tǒng)的問(wèn)題。例如，盡管許多已知光通信系統(tǒng)在組件(如，DIMM)之間跨距英寸，由于偏差而導(dǎo)致功率損耗，但是本文中公開(kāi)的示例實(shí)現(xiàn)具有非常小的形狀系數(shù)的架構(gòu)。類(lèi)似地，不像可要求定制組件的已知光通信系統(tǒng)的體積大且堅(jiān)硬的形狀系數(shù)，帶狀光纖306的柔韌性質(zhì)使標(biāo)準(zhǔn)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中所公開(kāi)示例的迅速集成成為可能。此外，通過(guò)使轉(zhuǎn)接卡302和/或在轉(zhuǎn)接卡302上個(gè)別的DIMM204的替換成為可能，圖示示例是非常有用的，由此增加了采用這種卡302或DIMM204的系統(tǒng)的使用壽命。
[0073]另外，上面公開(kāi)的方法和裝置在支持相同數(shù)量的DIMM(或其它I/O設(shè)備)的同時(shí)能夠減少總的光學(xué)組件數(shù)。例如，被設(shè)計(jì)成在每個(gè)方向上將12個(gè)光位連接至具有0/E和E/0轉(zhuǎn)換能力的三十二個(gè)DMM的現(xiàn)有技術(shù)中的系統(tǒng)會(huì)要求384個(gè)出站路徑(12位X 32個(gè)DIMM)和384個(gè)入站路徑(12位X 32個(gè)DIMM)，總共768個(gè)總路徑。鑒于每個(gè)路徑要求在相對(duì)端的光發(fā)射機(jī)(如，VCSEL)和接收器(如，光電探測(cè)器)，這種系統(tǒng)的總的光學(xué)組件數(shù)是1536個(gè)器件(768個(gè)路徑X 2)。然而，使用上面公開(kāi)的方法和裝置能夠大大地減少該數(shù)量。例如，使用上面描述的光轉(zhuǎn)接卡302將總的光學(xué)數(shù)量減少四倍，因?yàn)槊總€(gè)轉(zhuǎn)接卡302固定四個(gè)DIMM并且連接點(diǎn)在轉(zhuǎn)接卡級(jí)別而不是DIMM級(jí)別。因此，在圖示示例中對(duì)于總共192個(gè)的路徑具有96個(gè)出站路徑(12位X8個(gè)轉(zhuǎn)接卡)和96個(gè)入站路徑(12位X8個(gè)轉(zhuǎn)接卡)。在任一端具有光發(fā)射機(jī)和光接收器，所采用的光學(xué)器件的總數(shù)量變成384(192個(gè)路徑X2)。另外，通過(guò)將輸入信號(hào)經(jīng)由光學(xué)分布結(jié)構(gòu)110以八種方式扇出，能夠進(jìn)一步減少數(shù)量。盡管具有相同數(shù)量的路徑(即，192個(gè))在圖示示例中1:8扇出使得在更多通道上散布有源元件的功率，使得12個(gè)光發(fā)射機(jī)(如，單個(gè)I X 12VCSEL陣列)能夠驅(qū)動(dòng)全部96個(gè)出站路徑(12位X8通道)。同樣，1:8扇入使得12個(gè)接收器(如，單個(gè)1X12光電探測(cè)器)接收全部96個(gè)入站路徑。以這種方式，出站路徑只有108個(gè)光學(xué)組件(12個(gè)光發(fā)射機(jī)+96接收器)并且入站路徑只有108個(gè)光學(xué)組件(12個(gè)接收器+96個(gè)光發(fā)射機(jī))，總共216個(gè)光學(xué)器件。因此，圖示示例相對(duì)于上述示例現(xiàn)有技術(shù)中的系統(tǒng)將32個(gè)DIMM存儲(chǔ)系統(tǒng)的光學(xué)組件數(shù)從1536個(gè)器件降低至216個(gè)器件。
[0074]盡管在本文中已公開(kāi)了固定的示例方法和裝置，但是本專(zhuān)利的范圍不限于此。相反，本專(zhuān)利覆蓋完全落在本專(zhuān)利的權(quán)利范圍內(nèi)的所有方法、裝置和制品。
【權(quán)利要求】
1.一種光學(xué)架構(gòu)，包括: 第一轉(zhuǎn)接卡和第二轉(zhuǎn)接卡； 第一組件和第二組件，分別由所述第一轉(zhuǎn)接卡和所述第二轉(zhuǎn)接卡攜帶； 第一矩陣，用于將多位光輸入信號(hào)扇出成第一出站信號(hào)和第二出站信號(hào)；以及 第一光纜和第二光纜，用于將所述第一出站信號(hào)和所述第二出站信號(hào)分別攜帶到所述第一轉(zhuǎn)接卡和所述第二轉(zhuǎn)接卡。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光學(xué)架構(gòu)，進(jìn)一步包括第一轉(zhuǎn)換器和第二轉(zhuǎn)換器，所述第一轉(zhuǎn)換器和第二轉(zhuǎn)換器與所述第一光纜和所述第二光纜中相應(yīng)的一個(gè)以及所述第一轉(zhuǎn)接卡和所述第二轉(zhuǎn)接卡中相應(yīng)的一個(gè)進(jìn)行通信，所述第一轉(zhuǎn)換器和所述第二轉(zhuǎn)換器用于將相應(yīng)的第一出站信號(hào)和第二出站信號(hào)從光信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的光學(xué)架構(gòu)，進(jìn)一步包括解碼器，所述解碼器與所述第一轉(zhuǎn)換器和所述第二轉(zhuǎn)換器中相應(yīng)的一個(gè)進(jìn)行通信，以確定相應(yīng)的出站信號(hào)是否要被傳送至所述第一組件和所述第二組件中對(duì)應(yīng)的一個(gè)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光學(xué)架構(gòu)，進(jìn)一步包括用于產(chǎn)生所述多位輸入信號(hào)的VCSEL。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所 述的光學(xué)架構(gòu)，其中所述第一光纜和所述第二光纜將相應(yīng)的入站信號(hào)從所述第一轉(zhuǎn)接卡和所述第二轉(zhuǎn)接卡中對(duì)應(yīng)的一個(gè)傳送至所述第一矩陣，所述第一矩陣用于將所述入站信號(hào)中的至少一個(gè)轉(zhuǎn)換成多位輸出信號(hào)。
6.根據(jù)權(quán)利要求6所述的光學(xué)架構(gòu)，進(jìn)一步包括光電探測(cè)器，所述光電探測(cè)器與所述第一矩陣進(jìn)行通信，以接收所述多位輸出信號(hào)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光學(xué)架構(gòu)，進(jìn)一步包括第三光纜和第四光纜，所述第三光纜和所述第四光纜用于將來(lái)自所述第一轉(zhuǎn)接卡和所述第二轉(zhuǎn)接卡中對(duì)應(yīng)的一個(gè)的相應(yīng)入站信號(hào)傳送至第二矩陣，所述第二矩陣用于將所述入站信號(hào)中的至少一個(gè)轉(zhuǎn)換成多位輸出信號(hào)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光學(xué)架構(gòu)，其中所述第一矩陣包括: 第一片和第二片，所述第一片和所述第二片聯(lián)接，所述第一片和所述第二片中的每一個(gè)包括: 初級(jí)通道； 與所述初級(jí)通道進(jìn)行通信的第一次級(jí)通道和第二次級(jí)通道；以及 第一反射鏡和第二反射鏡，被設(shè)置為在所述初級(jí)通道與所述第一次級(jí)通道和 所述第二次級(jí)通道中相應(yīng)的一個(gè)之間反射光信號(hào)的一部分。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的光學(xué)架構(gòu)，其中所述第一片的所述第一次級(jí)通道與所述第二片的所述第一次級(jí)通道對(duì)準(zhǔn)，并且所述第一片的所述第二次級(jí)通道與所述第二片的所述第二次級(jí)通道對(duì)準(zhǔn)。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的光學(xué)架構(gòu)，其中所述第一光纜與所述第一片的所述第一次級(jí)通道和所述第二片的所述第一次級(jí)通道通信地聯(lián)接，并且所述第二光纜與所述第一片的所述第二次級(jí)通道和所述第二片的所述第二次級(jí)通道通信地聯(lián)接。
11.一種光學(xué)分布矩陣，包括: 第一片，具有第一輸入端口和多個(gè)輸出端口 ；以及 第二片，具有第二輸入端口和多個(gè)第二輸出端口 ；所述第一輸入端口和所述第二輸入端口相對(duì)于彼此垂直地和水平地移位，所述多個(gè)第一輸出端口和所述多個(gè)第二輸出端口僅僅是水平地移位和垂直地移位中的一種。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的光學(xué)分布矩陣，進(jìn)一步包括: 多個(gè)第一光抽頭，與所述多個(gè)第一輸出端口相對(duì)應(yīng)；以及 多個(gè)第二光抽頭，與所述多個(gè)第二輸出端口相對(duì)應(yīng)。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的光學(xué)分布矩陣，其中所述第一輸入端口和所述第二輸入端口用于接收光信號(hào)并且通過(guò)相應(yīng)的多個(gè)第一光抽頭和多個(gè)第二光抽頭將所述信號(hào)扇出至對(duì)應(yīng)的所述多個(gè)第一輸出端口和多個(gè)第二輸出端口。
14.根據(jù)權(quán)利要求12所述的光學(xué)分布矩陣，其中所述多個(gè)第一輸出端口和所述多個(gè)第二輸出端口中相應(yīng)的一個(gè)用于接收光信號(hào)并通過(guò)所述多個(gè)第一反射鏡和所述多個(gè)第二反射鏡將所述信號(hào)路由至所述第一輸入端口和所述第二輸入端口。
15.—種用于制造光學(xué)結(jié)構(gòu)的方法,包括: 制造具有第一輸入波導(dǎo)的第一片和與所述第一輸入波導(dǎo)進(jìn)行通信的多個(gè)第一次級(jí)波導(dǎo)； 制造具有第二輸入波導(dǎo)的第二片和與所述第二輸入波導(dǎo)進(jìn)行通信的多個(gè)第二次級(jí)波 導(dǎo)； 在所述第一片內(nèi)放置多個(gè)第一反射鏡，以在所述第一輸入波導(dǎo)與所述多個(gè)第一次級(jí)波導(dǎo)中相應(yīng)的第一次級(jí)波導(dǎo)之間反射光； 在所述第二片內(nèi)放置多個(gè)第二反射鏡，以在所述第二輸入波導(dǎo)與所述多個(gè)第二次級(jí)波導(dǎo)中的相應(yīng)的第二次級(jí)波導(dǎo)之間反射光；以及層壓所述第一片和所述第二片。
【文檔編號(hào)】H04B10/071GK104041068SQ201280065738
【公開(kāi)日】2014年9月10日 申請(qǐng)日期:2012年1月31日 優(yōu)先權(quán)日:2012年1月31日
【發(fā)明者】特雷爾·L·莫里斯, 邁克爾·瑞恩·泰·譚 申請(qǐng)人:惠普發(fā)展公司，有限責(zé)任合伙企業(yè)