光互連

光通訊是一種利用光來(lái)攜帶資訊的通訊技術(shù)，也稱為遠(yuǎn)程光通訊。不論利用電子儀器傳收或以肉眼直接觀察光都屬于光通訊。光通訊技術(shù)最早可以回溯到數(shù)百年前。即1880年發(fā)明的光電話機(jī)是最早的光通訊儀器。

光通訊系統(tǒng)由發(fā)射器（transmitter）、頻道（channel）、接收器（received）組成。發(fā)射器將資訊編碼成光訊號(hào)；頻道將訊號(hào)傳送至目的地；接收器將光訊號(hào)重新轉(zhuǎn)換成發(fā)送的資訊。當(dāng)通訊系統(tǒng)的設(shè)備中不使用接收器時(shí)，也可以是借由人眼觀察來(lái)解釋訊號(hào)，簡(jiǎn)單的訊號(hào)如烽火、復(fù)雜的訊號(hào)則如光編譯的色碼或閃光摩斯密碼等。

因?yàn)樵诘孛嫔蠒?huì)受自然環(huán)境，如地形、氣候及光可用性的影響，自由空間光通訊僅能太空中布署。

光互連是一種光通訊的方式，是用光纖或是其他光傳輸介質(zhì)來(lái)在計(jì)算機(jī)內(nèi)的各元件或子系統(tǒng)中交換資料。光纖的帶寬比一般導(dǎo)線高很多，從10 Gbit/s到100 Gbit/s。

光互連已被用作電腦和行動(dòng)設(shè)備連線的方式之一，也用在電腦的主板及設(shè)備上。

IBM已經(jīng)建立一個(gè)波分復(fù)用的光互連通訊協(xié)定，若此技術(shù)成功，會(huì)產(chǎn)生第一個(gè)可以百萬(wàn)兆等級(jí)運(yùn)算（每秒可以處理百萬(wàn)兆個(gè)指令）的電腦。其中會(huì)有波導(dǎo)管將八種不同顏色的光束發(fā)射到調(diào)變器的七個(gè)接口中，因此八個(gè)資料可以同時(shí)傳送。多波長(zhǎng)的光速延著芯片傳播，再利用光學(xué)開關(guān)來(lái)切換方向。

光導(dǎo)纖維（英語(yǔ)：Optical fiber），簡(jiǎn)稱光纖，是一種由玻璃或塑料制成的纖維，利用光在這些纖維中以全反射原理傳輸?shù)墓鈧鲗?dǎo)工具。微細(xì)的光纖封裝在塑料護(hù)套中，使得它能夠彎曲而不至于斷裂。通常光纖的一端的發(fā)射裝置使用發(fā)光二極管或一束激光將光脈沖傳送至光纖中，光纖的另一端的接收裝置使用光敏元件檢測(cè)脈沖。包含光纖的線纜稱為光纜。由于信息在光導(dǎo)纖維的傳輸損失比電在電線傳導(dǎo)的損耗低得多，更因?yàn)橹饕a(chǎn)原料是硅，蘊(yùn)藏量極大，較易開采，所以價(jià)格很便宜，促使光纖被用作長(zhǎng)距離的信息傳遞媒介。隨著光纖的價(jià)格進(jìn)一步降低，光纖也被用于醫(yī)療和娛樂(lè)的用途。

光纖主要分為兩類，漸變光纖與突變光纖。前者的折射率是漸變的，而后者的折射率是突變的。另外還分為單模光纖及多模光纖。近年來(lái)，又有新的光子晶體光纖問(wèn)世。

光導(dǎo)纖維是雙重構(gòu)造，核心部分是高折射率玻璃，表層部分是低折射率的玻璃或塑料，光在核心部分傳輸，并在表層交界處不斷進(jìn)行全反射，沿“之”字形向前傳輸。這種纖維比頭發(fā)稍粗，這樣細(xì)的纖維要有折射率截然不同的雙重結(jié)構(gòu)分布，是一個(gè)非常驚人的技術(shù)。各國(guó)科學(xué)家經(jīng)過(guò)多年努力，創(chuàng)造了內(nèi)附著法、MCVD法、VAD法等等，制成了超高純石英玻璃，特制成的光導(dǎo)纖維傳輸光的效率有了非常明顯的提高?，F(xiàn)在較好的光導(dǎo)纖維，其光傳輸損失每公里只有零點(diǎn)二分貝；也就是說(shuō)傳播一公里后只損4.5%。

片上光網(wǎng)絡(luò)（Optical Network-on-Chip，簡(jiǎn)稱ONoC）是一種針對(duì)MPSoC（多處理器系統(tǒng)芯片）的新型片上網(wǎng)絡(luò)。傳統(tǒng)的片上網(wǎng)絡(luò)利用電子信號(hào)來(lái)傳遞資料，因此稱為電子片上網(wǎng)絡(luò)（ENoC），其效能和和效率會(huì)受到芯片中金屬線遠(yuǎn)少于晶體管的數(shù)量差異所限制。在許多通訊領(lǐng)域中，光學(xué)通訊已成功的取代了電氣通訊。隨著光子學(xué)技術(shù)的進(jìn)展，在片上光網(wǎng)絡(luò)上已有許多相關(guān)的研究在進(jìn)行。

• 光通訊

• 片上光網(wǎng)絡(luò)

• 并列光接口

• Thunderbolt

• 互連瓶頸

• 光纖電纜

光互連是一種光通訊的方式，是用光纖或是其他光傳輸介質(zhì)來(lái)在計(jì)算機(jī)內(nèi)的各元件或子系統(tǒng)中交換資料。光纖的帶寬比一般導(dǎo)線高很多，從10 Gbit/s到100 Gbit/s。

光互連已被用作電腦和行動(dòng)設(shè)備連線的方式之一，也用在電腦的主板及設(shè)備上。

IBM已經(jīng)建立一個(gè)波分復(fù)用的光互連通訊協(xié)定，若此技術(shù)成功，會(huì)產(chǎn)生第一個(gè)可以百萬(wàn)兆等級(jí)運(yùn)算（每秒可以處理百萬(wàn)兆個(gè)指令）的電腦。其中會(huì)有波導(dǎo)管將八種不同顏色的光束發(fā)射到調(diào)變器的七個(gè)接口中，因此八個(gè)資料可以同時(shí)傳送。多波長(zhǎng)的光速延著芯片傳播，再利用光學(xué)開關(guān)來(lái)切換方向。

互連基本要求

要實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)互連，最關(guān)鍵就是要做到透明。也就是說(shuō)，任何網(wǎng)絡(luò)的互連對(duì)網(wǎng)絡(luò)用戶而言只是感覺在網(wǎng)絡(luò)上增加了更多的用戶，而對(duì)于互連在一起的網(wǎng)絡(luò)的體系結(jié)構(gòu)無(wú)須作任何的改動(dòng)。更具體地說(shuō)，“互連”網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)對(duì)所有用戶均是透明的。

互連形式

計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)有多種不同的分類方法。其中，按網(wǎng)絡(luò)的作用范圍進(jìn)行分類是最常見的一種，一般分為局域網(wǎng)、城域網(wǎng)與廣域網(wǎng)。由于技術(shù)的發(fā)展和變化，城域網(wǎng)很少作為一種網(wǎng)絡(luò)類型單獨(dú)提出。因此，根據(jù)網(wǎng)絡(luò)的類型，網(wǎng)絡(luò)互連可以是LAN—LAN互連，也可以是LAN—WAN(或WLAN—LAN)互連。

網(wǎng)絡(luò)互連可以在網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)的不同層次上實(shí)現(xiàn)，主要有以下幾種。

(1)物理層實(shí)現(xiàn)互連。在物理層使用轉(zhuǎn)發(fā)器或集線器在不同的電纜段之間放大轉(zhuǎn)發(fā)信號(hào)。轉(zhuǎn)發(fā)器和集線器概念上僅是一種信號(hào)放大設(shè)備，其作用僅用來(lái)擴(kuò)大網(wǎng)絡(luò)覆蓋范圍，因而嚴(yán)格意義上講，轉(zhuǎn)發(fā)器并不屬于實(shí)現(xiàn)多網(wǎng)互連的中繼系統(tǒng)。

(2)數(shù)據(jù)鏈路層實(shí)現(xiàn)互連。數(shù)據(jù)鏈路層使用網(wǎng)橋或交換機(jī)在局域網(wǎng)之間存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)幀。

(3)網(wǎng)絡(luò)層實(shí)現(xiàn)互連。網(wǎng)絡(luò)層使用路由器在不同的網(wǎng)絡(luò)之間存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)分組。

(4)網(wǎng)絡(luò)層以上實(shí)現(xiàn)互連。在傳輸層及應(yīng)用層使用的網(wǎng)絡(luò)互連設(shè)備是網(wǎng)關(guān)。網(wǎng)關(guān)提供更高層次的互連。

LAN—LAN互連通常在物理層或數(shù)據(jù)鏈路層上實(shí)現(xiàn)．網(wǎng)絡(luò)規(guī)模較小時(shí)使用轉(zhuǎn)發(fā)器(集線器)或網(wǎng)橋(交換機(jī))，規(guī)模較大時(shí)可能還要使用路由器。這是因?yàn)樵谛⌒途W(wǎng)絡(luò)中，要解決的主要是網(wǎng)段互連和沖突域問(wèn)題；網(wǎng)絡(luò)規(guī)模較大時(shí)，廣播域問(wèn)題就由次要問(wèn)題上升為主要問(wèn)題，因此需要使用具有隔離廣播域能力的路由器來(lái)進(jìn)ij網(wǎng)絡(luò)巨連。

LAN—WAN互連是使不同企業(yè)或機(jī)構(gòu)的局域網(wǎng)接入范同更大的一體化的網(wǎng)絡(luò)體系中，如接入Internet。盡管它們所使用的通信線路、剛絡(luò)協(xié)議和網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)，甚至它們的網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)都大不相同，但是這些局域網(wǎng)(往往還包括各種各樣的主機(jī)系統(tǒng))在這個(gè)一體化的網(wǎng)絡(luò)中必須共存、互通。所以，LAN—WAN之間的互連只能在網(wǎng)絡(luò)層或更高層上實(shí)現(xiàn)，使用的互連設(shè)備也只能是路由器或網(wǎng)關(guān)。

另外，為了提高網(wǎng)絡(luò)的性能及安全、管理的需要，也會(huì)考慮將原來(lái)很大的網(wǎng)絡(luò)劃分為幾個(gè)網(wǎng)段和邏輯上的子網(wǎng)，子網(wǎng)之問(wèn)用網(wǎng)絡(luò)設(shè)備互連起來(lái)．例如虛擬局域網(wǎng)的應(yīng)用。

互連是指不用接插軟線或跳線，使用連接器件把一端的電纜或光纜與另一端的光纜、電纜直接相連的一種連接方式。

所謂網(wǎng)絡(luò)互連就是利用網(wǎng)絡(luò)互連設(shè)備，將分布在不同地域上的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)相連接，以構(gòu)成更大的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)更大范圍的數(shù)據(jù)通信和網(wǎng)絡(luò)資源共享?；ミB的各個(gè)網(wǎng)絡(luò)，可以是同類型的網(wǎng)絡(luò)、不同類型的網(wǎng)絡(luò)，以及運(yùn)行不同協(xié)議的設(shè)備與系統(tǒng)。

實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)互連，就是在不同的網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)上，選定一個(gè)相應(yīng)的協(xié)議層次，使得從該層開始，被互連的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備中的高層協(xié)議都是相同的，其低層和硬件的差異可通過(guò)該層屏蔽，從而使網(wǎng)絡(luò)用戶的應(yīng)用得以互通。對(duì)于網(wǎng)絡(luò)用戶來(lái)說(shuō)，互連的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)都是透明的。

通過(guò)網(wǎng)絡(luò)互連技術(shù)，我們可以將不同的網(wǎng)絡(luò)或相同的網(wǎng)絡(luò)用互連設(shè)備連接起來(lái)，組成一個(gè)范圍更大的網(wǎng)絡(luò)。Internet就是各種類型的網(wǎng)絡(luò)通過(guò)網(wǎng)絡(luò)互連技術(shù)連接起來(lái)的。