互聯(lián)和交換(開(kāi)關(guān))是諸如信息處理、計(jì)算機(jī)系統(tǒng)和通信系統(tǒng)等分布系統(tǒng)的主要組成部分.
互聯(lián)(interconnection)是指網(wǎng)絡(luò)中大量節(jié)點(diǎn)(單元器件、芯片、處理器、計(jì)算器系統(tǒng)等)之間信號(hào)的互相連接,并特別指通過(guò)連接實(shí)現(xiàn)的輸入與輸出之間的映射關(guān)系或互連圖樣.交換(switching)也稱(chēng)為路由(routing)是在信號(hào)的傳輸桐廬中建立和斷開(kāi)連接的操作,開(kāi)關(guān)(switch)就是實(shí)現(xiàn)交換的器件.所以,互聯(lián)和交換技術(shù)以及開(kāi)關(guān)器件有密不可分的關(guān)系.
隨著對(duì)計(jì)算機(jī)和通信網(wǎng)絡(luò)的容量和寬帶的需求日益增長(zhǎng),光學(xué)信號(hào)的高度并行、抗電磁干擾能力,以及高速傳輸和傳輸通道不受空間限制等諸多優(yōu)點(diǎn)激發(fā)眾多研究者的興趣.光互連和光交換技術(shù)研究發(fā)端于20世紀(jì)80年代早期的貝爾實(shí)驗(yàn)室.1984年,斯坦福大學(xué)的Goodman教授課題組提出了再計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中用光學(xué)互連代替?zhèn)鹘y(tǒng)電子互連的幾種設(shè)想.一種方法是用厚反射全息圖將來(lái)自調(diào)制光源的信息傳輸?shù)綆讉€(gè)探測(cè)器上.在隨后20多年中,對(duì)數(shù)字光學(xué)計(jì)算機(jī)的研究熱情十分高漲.雖然迄今還沒(méi)有產(chǎn)生足以與電子計(jì)算機(jī)競(jìng)爭(zhēng)的商業(yè)化全光計(jì)算機(jī)產(chǎn)品,但若干光學(xué)邏輯門(mén)技術(shù)得以發(fā)展,并在電子計(jì)算機(jī)的光互連中起到重要的作用.秦秉坤等的著作對(duì)早期光計(jì)算中互連的基本概念、類(lèi)型和結(jié)構(gòu)有很好的闡述.
光纖通信系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)的出現(xiàn)激發(fā)了各種逛互連和光互連和光交換技術(shù)的發(fā)展.一束光可以具有若干屬性:空間位置、傳播方向、波長(zhǎng)(或頻率)、強(qiáng)度、位相(對(duì)相干光而言)、偏振、時(shí)間(對(duì)光脈沖而言)或編碼(對(duì)于一系列光脈沖而言).這些屬性中的任何一個(gè)(如光強(qiáng)度)經(jīng)過(guò)調(diào)制后可以用來(lái)傳送信號(hào).把光信號(hào)從一個(gè)空間點(diǎn)定向到幾個(gè)可能的目的之一稱(chēng)為空間域的光交換,或簡(jiǎn)稱(chēng)為空分光交換.把信號(hào)在不同時(shí)刻之間互相傳送則稱(chēng)為時(shí)分光交換.波分復(fù)用技術(shù)在交換機(jī)構(gòu)中加入了新的維度,即基于波長(zhǎng)的光交換.不同的波長(zhǎng)可以用來(lái)標(biāo)記同一光束載運(yùn)的不同信號(hào)(即復(fù)用),使用對(duì)波長(zhǎng)敏感的路由器則可分離不同的信號(hào)(即解復(fù)用).
本站主要從器件的角度介紹體全息圖在空間域光互連和光交換中的應(yīng)用.基于波長(zhǎng)的光互連和光交換的討論.
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