光互聯

以光纖為傳輸媒介、以WDM（ wavelength division multiplexed波分復用）為傳輸技術、以IP為網路通信協定，並在此基礎上承載各種業務。

廣義而言，光網際網路泛指使用了WDM傳輸技術的IP網，即IP 數據包直接在WDM系統網路上來進行傳輸或交換。

從狹義來講，光網際網路是只有IP設備（路由器）與DWDM（ dense wavelength division multiplexed，密集波分復用）設備組成的網路，只採用新型幀格式將IP包直接封裝到DWDM光層上的一種IP傳送方式 它消除了使用SDH（Synchronous Digital Hierarchy，同步數字系列）ATM（Asynchronous Transfer Mode，異步傳輸模式）等設備與網路的必要

基本介紹

• 中文名：光互聯
• 外文名：Optical interconnection
• 傳輸介質：光纖
• 傳輸技術：WDM
• 通信協定：IP為網路通信協定

簡介

圖1是基於誤碼率小於10-12吉比特乙太網聯接模型的傳輸距離與頻寬的關係曲線，光纖是500MHz.km,50/125vm多模光纖.可以看出,在2.5Gbps速率下傳輸距離可以達到300米;而在3.75Gbps速率下可以達到50m.並行光互連通過多根光線並行傳輸,可以在高比特率的速率下實現較遠距離的傳輸,.這就是為可採用並行光互連的一個原因。

圖1 傳輸距離與傳輸速率的關係

並行光互連通過並行光模組和帶狀光纜來實現.並行光模組是基於VCSEL陣列和PIN陣列,波長850nm,適合多模光纖50/125vm和62.5/125vm. 封裝上其電接口採用標準的 MegArray連線器,光接口採用標準的MTP/MPO帶狀光纜. 目前比較通用的並行光模組有4路收發一體和12路收發分離模組。

與並行光收發模組對應的是帶狀光纖技術。帶狀光纜是隨著光纖通信系統用戶網路工程的發展而產生的一種新型光纜，它將多根一次塗層光纖集成在一條丙烯酸樹酯固化封裝的薄帶上，由多條直徑62．5/125μm左右的光纖組成。光纖間距約250μm，帶的厚度約300μm，寬度約1～3mm。帶狀光纖具有密度高、體積小、傳輸容量大等特點。

因為不需要做銅線一樣的禁止，帶狀光纖比銅纜體積小得多，因此是密集信號連線的理想介質。事實上，在骨幹網路由器的核心背板上，普遍採用這種高密度的光纖互聯技術。甚至有人就此提出“空分交換”的概念。

同樣利用光纖之間無串擾的特性，近年來出現了光背板的技術，可以將具有各種複雜連線方式的光纖壓制到一塊很薄的塑膠板上。從而大大減少互聯的空間。

發展背景

數據流量的急劇增長導致了對網路頻寬的無限需求。鑒於WDM寬頻光聯網的優勢及其巨大的套用前景,世界上許多國家紛紛投入大量人力、物力和財力對用WDM網來承載IP業務的光網際網路進行研究。基於IP 網路和基於IP 業務量已成為世界矚目的焦點和推動全球信息業發展的主要力量,並給整個網路的技術模式、 整體架構及業務節點的實現方式、 組網形態、 業務能力等諸多方面帶來了深遠的影響。

世界各國都把IP 網路作為21 世紀國家基礎設施建設的重點加速發展, 爭取在未來激烈的競爭中占據優勢, “ Everything on IP” 正逐漸成為現實。

另一方面, WDM 技術,特別是DWDM 技術對網路的升級擴容、 發展寬頻新業務、充分挖掘和利用光纖頻寬能力、 提高通信系統的性價比和經濟有效性、 滿足不斷增長的電信和網際網路業務的需求實現超高速通信具有十分重要的意義。 在越來越多的光傳輸系統升級為WDM 或DWDM 系統。

IP over ATM/SDH/WDM技術的比較

方式

除了採用光纖連線方式，光互聯還可以採用其他的方式。

1.光底板技術就是在傳統的印刷電路板中加入一個光通訊層，用光波導取代傳統的PCB銅錢，從而解決高頻PCB布線的傳統難題。未來的電路板將是一種印刷電路板和印刷光路板POB的複合體。目前光底板技術已經有實驗原型。阻止這種技術普及的主要原因並不是技術上的困難，而是光電轉換器件還不能和各種CPU晶片直接集成在一起。獨立的光電轉換器件增加了系統的成本和複雜度。

2.自由空間光互聯不依靠傳輸介質，直接利用自由空間和透鏡/反射鏡將兩個晶片用光束連線起來。理論上由於不受I/O引腳的限制，自由空間光互聯可以把晶片之間的數據交換速率提高上千倍。自由空間光互聯中微鏡是一個核心的技術，通過調整微鏡，甚至可以動態改變晶片之間的連線結構。目前已經有利用VCSEL陣列和微鏡技術的三維自由空間光互聯實驗系統。光互聯同樣也可以進入到晶片內部。集成光路是近年來在通信領域發展迅速的一種技術。儘管目前集成光路還限於集成光柵、光波導、光開關等“純”光的功能，但隨著積體電路晶片主頻的提高，本來在晶片內部的短距離也將變成相對的長距離，將光互聯套用到積體電路晶片內部的趨勢也不可避免，儘管這一過程可能還要10到15年。

未來光互聯將會在高性能計算機系統中無處不在。Primarion公司對未來計算機晶片有一個大膽的預言：未來的晶片將不再有密布的引腳，只有電源引腳和光纖輸入/輸出接口。所有的數據交換都將通過光接口來完成。