[发明专利]集成高基数非阻塞光交换结构

说明书

本文描述的技术一般涉及集成高基数严格非阻塞光交换结构，其可用于数据中心中的机架内通信。该结构可以配置有任意数量的端口。本文描述了该光交换结构的一般拓扑结构，以及路由控制器(例如，算法/机构)。该光交换结构架构在高性能、高带宽、高度鲁棒的交换结构中能提供严格非阻塞路由，并具有低功耗和低延迟的优势。

相关申请的交叉引用

本申请要求在2016年4月1日提交的题为“INTEGRATED HIGH-RADIX NON-BLOCKINGOPTICAL SWITCHING FABRIC”的美国临时申请号62/390,529的优先权，该美国临时申请的全部内容通过引用合并在此。

技术领域

本公开一般涉及光交换，该光交换包含用于数据中心机架内的互连。

背景技术

基于例如用于云计算中的数据中心的数据服务、大数据分析和社交网络服务环境在计算中正变得广为人知。为了运营这样的数据中心，强大的服务器需要以在它们之间提供信息的高速交换的方式互连。

这些互连，包括用于服务器之间的架构内互连，普遍要求采用相对高的带宽和高能效的交换结构。这样的交换结构通常是能支持数十甚至数百个互连端口的高基数交换结构。

传统的电气交换机由于它们具有相对大的延迟和功耗正达到这种交换结构的可用性极限。被广泛研究的硅光子设备由于它们在光互连中的高数据传输性和低功耗性，使得其用于交换结构具有很大的优势和潜力。

然而，许多已知的光交换结构拓扑/构架要么是阻塞结构要么是可重排的非阻塞结构，与严格非阻塞结构相比，遭受更大的延迟(其中严格非阻塞指的是同时使用从任何输入端口到任何输出端口的能力)。目前已有的一些非阻塞光交换结构的损耗相当大，使其不能用作高基数光交换结构。尽管在光链路中使用中继器来减少这些结构中的损耗是可行的，但是中继器会增加系统能耗并且对系统有其他的负面影响，包括由于光-电-光转换引起的额外的时延，以及使得芯片制造更加困难等。

发明内容

提供本发明内容是为了以简化的形式介绍一些代表性的构思，这些构思将在下面的具体实施方式中进一步详细描述。本发明内容不旨在标识所要求保护的主题的关键特征或必要特征，也不旨在被用于以任何方式限制所要求保护的主题的范围。

简要地，本文描述的技术的一个或多个方面涉及通过耦接到严格非阻塞光电路交换结构的路由控制器，来接收包括源光学块和目的光学块的输入，该输入要求源输入模块耦接到目的输出模块以提供光信号路径。各方面包括通过路由控制器建立从源输入模块到目的输出模块的光信号路径，包括基于严格非阻塞光电路交换结构的端口总数和相对于第二位置的目的输出模块的第一位置的源输入模块，来确定选定环路、是开启源输入模块还是开启目的输出模块、以及在选定的环路上的每个光交换元件的相应开启状态或相应关闭状态。

从以下结合附图的详细描述中，其他优势将变得显而易见。

附图说明

本文描述的技术通过示例的方式说明，并且不限于附图，在附图中相似的附图标记指示相似的元件，并且其中：

图1是根据一个或多个示例实施方式的非阻塞集成光交换结构的示例方框图表示，该非阻塞集成光交换结构被用于机架顶部交换机以将服务器机架中的服务器互连。

图2是根据一个或多个示例实施方式的非阻塞集成光交换结构的6端口光交换结构的拓扑的示例表示。

图3是根据一个或多个示例实施方式的光交换元件的示例方框图表示。

图4和图5是根据一个或多个示例实施方式的光输入模块的示例方框图表示。

图6和图7是根据一个或多个示例实施方式的光输出模块的示例方框图表示。