光互连与光交换网络：功能分类与优化策略

《光互连与光交换网络技术》第二章深入探讨了光互连交换网络系统，这是信息技术领域的一个重要组成部分。章节首先介绍了光互连的基本概念，它基于光互连网络，利用光学方法和光电技术构建高速、低功耗的连接方式。光互连根据功能和信道角度被分为不同的类别： 1. 功能分类： - 计算机机柜或通信设备间的连接 - 印刷电路板间的互连 - 芯片之间的互连 - 芯片内部的互连 其中，光纤互连是最常见的，利用光波导进行长距离、高带宽、大扇出量的连接，且具有低功耗和可独立控制光源和探测器的优点。 2. 信道分类： - 光纤互连：通过光波导实现，适合大规模设备间连接。 - 波导互连：针对芯片级连接，提供高密度通道，但技术相对不成熟。 - 自由空间互连：利用光学元件在空间中传输光信号，实现极高密度的连接，便于网络重构。 3. 并行处理系统光互连网络： - 静态网络：结构固定，通信路径不会随程序变化。 - 动态网络：通道可由开关控制，适应性强，但设计复杂。 主要性能参数包括： - 网络直径：衡量网络结构的紧密程度，理想的网络应有较小直径且随规模增长缓慢。 - 网络吞吐量：衡量网络的数据传输能力，要求能满足系统通信需求。 - 网络结点度：表示一个结点与其他节点的连接数量，对成本和模块化设计有直接影响。 优化这些参数是设计高性能光互连网络的关键，包括寻找更高效的拓扑结构、提高光器件性能以及采用新型材料和技术来提升网络性能。第二章内容详尽地阐述了光互连在现代信息技术中的核心作用和关键设计要素，对于理解光交换网络技术及其在并行处理系统中的应用至关重要。