CN115291339A - 具有提高的安全性的光通信模块 - Google Patents

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Abstract

公开了具有提高的安全性的光通信模块。提供了用于执行网络通信安全的光通信模块和相关方法以及计算机程序产品。示例性光学模块包括基板、由所述基板支撑的第一光电部件，该第一光电部件被配置用于与具有第一波长的光信号一起操作，以及由所述基板支撑的第二光电部件，该第二光电部件被配置为用于与具有第二波长的光信号一起操作。该模块还包括光通信介质，该光通信介质限定与所述第一光电部件和所述第二光电部件进行光通信的第一端以及第二端。该模块还包括与所述第一光电部件和所述第二光电部件可操作地连接的安全电路。该安全电路基于所述第二光电部件的操作，确定在所述第二端与所述光通信介质耦合的非兼容部件的存在。

Description

具有提高的安全性的光通信模块
技术领域
本公开的示例实施例总体上涉及通信系统，并且更具体地涉及具有提高的安全性的联网通信模块。
背景技术
数据中心和其他网络环境(例如，数据通信、电信和/或其他类似的数据/通信转换网络)可以包括交换机系统、服务器、机架和其他设备之间的连接，以便提供这些元素中的一个或更多个之间的信号传送。为了保护通过这些连接传送的数据，可以采用各种安全协议。申请人已经确定了与传统网络设备和相关网络通信安全相关的许多缺陷和问题。通过所付出的努力、独创性和创新，通过开发包括在本公开的实施例中的解决方案已经解决了许多这些确定的问题，这里详细描述了其中的许多示例。
发明内容
提供了用于提高光通信模块和网络通信安全的装置、系统、方法和计算机程序产品。示例性光通信模块可以包括基板、由基板支撑的第一光电部件，其被配置为用于与具有第一波长的光信号一起操作，以及由基板支撑的第二光电部件，其被配置为与具有第二波长的光信号一起操作。光通信模块还可包括光通信介质，该光通信介质限定与第一光电部件和第二光电部件进行光通信的第一端以及第二端。光通信模块还可以包括与第一光电部件和第二光电部件可操作地连接的安全电路。安全电路可以被配置为基于第二光电部件的操作来确定在第二端与光通信介质耦合的非兼容部件的存在。
在一些实施例中，第一光电部件可以包括被配置为产生具有第一波长的光信号的第一光发射器。
在其他实施例中，第一光电部件可以包括被配置为接收具有第一波长的光信号的第一光接收器。
在一些实施例中，第二光电部件可以包括第二光发射器，该第二光发射器被配置为产生具有第二波长的光信号。在这样的实施例中，安全电路还可以被配置为周期性地使第二光发射器发射具有第二波长的光信号。在安全电路未能接收到对由第二光发射器发射的光信号的响应通信的情况下，安全电路可以被配置为确定在第二端与光通信介质耦合的非兼容部件的存在。
在其他实施例中，第二光电部件可以包括第二光接收器，该第二光接收器被配置为接收具有第二波长的光信号。在这样的实施例中，安全电路还可以被配置为周期性地检测第二光接收器对具有第二波长的光信号的接收。在安全电路未能检测到第二光接收器对光信号的接收的情况下，安全电路可以被配置为确定在第二端与光通信介质耦合的非兼容部件的存在。
在一些实施例中，光通信模块还可以包括与第一光电部件和第二光电部件耦合的透镜组件。透镜组件可以包括滤光器，该滤光器被配置为在第一光电部件和光通信介质之间引导具有第一波长的光信号。滤光器还可以在第二光电部件和光通信介质之间传递具有第二波长的光信号。
在一些进一步的实施例中，透镜组件可以包括靠近第一光电部件的第一反射面，第一反射面被配置为在第一光电部件和光通信介质之间反射具有第一波长的光信号。在这样的实施例中，透镜组件还可以包括靠近第二光电部件的第二反射面，该第二反射面被配置为在第二光电部件和光通信介质之间反射具有第二波长的光信号。
还提供了一种用于网络通信安全的示例方法和用于使装置执行该方法的相关计算机程序产品。参考示例方法，该方法可以包括：以第一波长操作第一光电部件，以及以第二波长操作第二光电部件，其中第一光电部件和第二光电部件与光通信介质的第一端进行光通信。该方法还可以包括监控第二光电部件的操作；以及基于第二光电部件的操作确定与光通信介质的第二端耦合的非兼容部件的存在。
在一些实施例中，第二光电部件可以包括第二光发射器，该第二光发射器被配置为周期性地产生具有第二波长的光信号，并且该方法还可以包括，在没有接收到对由第二光发射器发射的周期性光信号的响应通信的情况下，确定在第二端与光通信介质耦合的非兼容部件的存在。
在其他实施例中，第二光电部件可以包括第二光接收器，该第二光接收器被配置为接收具有第二波长的光信号，并且该方法还可以包括，在第二光接收器未能接收到光信号的情况下，确定在第二端与光通信介质耦合的非兼容部件的存在。
提供以上概述仅仅是为了总结一些示例实施例以提供对本公开的一些方面的基本理解。因此，应当理解，上述实施例仅仅是示例并且不应被解释为以任何方式缩小本公开的范围或精神。应当理解，本公开的范围包括除了这里概述的那些之外的许多潜在实施例，其中一些将在下文进一步描述。
附图说明
已经在上文概括地描述了本公开的某些示例实施例，现在将参考附图。图中所示的部件可能存在或可能不存在于本文所述的某些实施例中。一些实施例可以包括比图中所示的部件更少(或更多)的部件。
图1示出了根据本文描述的一些实施例的示例光通信模块；
图2示出了与图1的光通信模块一起使用的示例透镜组件；
图3是带有相关的电路部件的图1的光通信模块的示意图；
图4示出了根据本文描述的一些实施例的示例光通信模块；
图5示出了与图4的光通信模块一起使用的示例透镜组件；
图6是带有相关的电路部件的图4的光通信模块的示意图；
图7示出了根据本文描述的一些示例实施例的可以执行各种操作的示例安全电路的示意框图；以及
图8是图示根据示例实施例的用于网络通信安全的方法的流程图。
具体实施方式
概述
现在将在下文中参考附图更全面地描述本公开的实施例，在附图中示出了一些但不是所有的实施例。实际上，本公开可以以许多不同的形式体现并且不应被解释为限于本文所阐述的实施例；相反，提供这些实施例是为了使本公开满足适用的法律要求。相同的数字始终指代相同的元素。如本文所用，诸如“前”、“后”、“顶部”等的术语在下文提供的示例中用于说明目的，以描述某些部件或部件的部分的相对位置。此外，根据本公开对本领域普通技术人员显而易见的是，术语“基本上”和“大约”表示所引用的元件或相关描述在适用的工程公差内是准确的。
如上文所述和下文中所描述的，诸如数据中心中的网络系统可以建立机架之间的机架间连接以及位于同一机架内的网络盒、印刷电路板(PCB)等之间的机架内连接。这些连接通常依赖于收发器、处理器、芯片组、PCB、连接器、网络电缆、光缆组件、铜缆组件和相关的通信系统部件来建立这些连接。例如，四通道小型可插拔(QSFP)连接器和电缆(例如，QSFP+、QSFP28、QSFP56、QSFP112等)，以及其他形式的连接器，例如小型可插拔(SFP)连接器(例如，SFP+、SFP28、SFP56、SFP112等)和C型可插拔(CFP)连接器，长期以来一直是用于提供高速信息操作接口互连的行业标准。最近，出现了八通道小型可插拔(OSFP)和四通道小型可插拔双密度(QSFP-DD)收发器，以提供更高的比特率功能。无论光缆连接器、模块或收发器的类型如何，这些设备传送的数据都可能受到各种安全协议的约束，以便适当地保护这些数据。
保护通过网络通信系统传送的数据的传统尝试仅依赖于与软件相关的应用程序。例如，通过使用一个或更多个收发器、光纤等的光通信系统传送的数据传统上是通过一个或更多个加密协议来保护的。因此，未经授权方访问加密数据的任何尝试将进一步需要对所述数据进行解密。然而，新兴的计算资源减少了与解密过程相关的计算负担，因此对以前被认为是安全的安全协议构成了威胁。此外，对基于软件的安全措施的依赖增加了与光通信传送相关的复杂性和延迟。换句话说，对基于软件的安全性的依赖会由于要求每个数据条目受限于加密协议而降低数据传送速度。
为了解决这些问题和其他问题，本公开的实施例提供了包括两个光电部件(例如，第一光发射器和第二光发射器)的光通信模块，每个光电部件在不同波长下操作。如下文所述，第一光电部件(例如，第一光收发器、第一光发射器或第一光接收器)可以被配置为发送和/或接收由网络系统部件生成的数据并且可以在第一波长下操作。第二光电部件(例如，第二光收发器、第二光发射器或第二光接收器)可以被配置为发送或接收不同于第一波长的第二波长的光信号。第二光电部件可以与安全电路(例如，微控制器、计算设备等)直接连接，使得由第二光电部件发送或接收的光信号可以用于确定与光通信模块耦合的非兼容部件的存在。换句话说，由第二光电部件在第二波长下发送或接收的光信号并不意味着包括系统可用的数据条目，而是仅用于确认光链路中有效的物理系统部件的存在，使得(例如)未能接收到具有第二波长的光信号指示非兼容部件的存在。
这样，本申请的实施例可以通过提供用于检测非兼容网络部件的物理部件解决方案来提高网络通信安全性。特别地，本公开的光通信模块和相关联的方法可以可靠地检测替代或替换网络部件的尝试，而无需复杂的基于软件的安全协议。在这样做时，本文描述的实施例可以维持或改进网络部件的操作能力(例如，带宽、传送速率等)，同时提高与这些部件传送的数据相关联的安全性。此外，在一些实施例中，第二光电部件的第二波长可以在可见光谱内。这样，本公开的实施例可以提供系统部件兼容性的可见指示(例如，用户可以看到由第二光电部件发送或接收的光信号的颜色)。
用于提高安全性的带有光发射器的光通信模块
参考图1，示出了光通信模块100。如图所示，光通信模块100可以包括支撑第一光电部件105和第二光电部件108的基板102。如本文所述，第一光电部件105可以包括一个或更多个第一光发射器104和/或第一光接收器(例如，图3和图6中的光电二极管(PD)107)，使得第一光电部件105包括光收发器。如下文参考图3所描述的，第一光电部件105可以被配置为产生和/或接收第一波长的光信号106，该光信号106对应于可用网络数据条目或以其他方式与可用网络数据条目相关联。例如，第一光电部件105的第一光发射器104可以被配置为从网络部件接收数据(例如，通过图3和图6中的模块连接115)，将该数据转换成光信号106，并将这些光信号106经由光通信介质112发送到与光通信介质112进行光通信的另一个光通信模块(未示出)。另外，第一光电部件105的第一光接收器107可以被配置为从与光通信介质112进行光通信的另一个光通信模块(未示出)接收第一光信号106，将这些光信号106转换为相应的数据条目，并将这些数据条目发送到与光通信模块100耦合的其他网络部件(例如，通过模块连接115)。
为了避免使本公开过于复杂，第一光电部件105在下文中被描述为包括至少第一光发射器104，第一光发射器104被配置为产生具有第一波长的光信号106。如图1所示，第一光发射器104可以包括多个第一光发射器104，每个第一光发射器104被配置为产生具有第一波长的光信号106。然而，本公开设想除了第一光发射器104之外，第一光电部件105还可以包括第一光接收器107，使得第一光电部件105是如上文所述的光收发器。或者，第一光电部件105可以仅包括被配置为接收具有第一波长的光信号106的多个第一光接收器(例如，图3中的一个或更多个PD 107)。换句话说，本公开设想第一光电部件105可以包括任何数量的设备，该设备被配置为基于光通信模块100的预期应用来生成和/或接收具有第一波长的光信号106。
继续参考图1，光通信模块100可以包括基板102，该基板102可以包括印刷电路板(PCB)，印刷电路板(PCB)被配置为向支撑在其上的各种部件(例如，第一光电部件105和第二光电部件108)提供电通信。在一些实施例中，基板102(例如PCB)可以包括介电材料、玻璃材料、聚合物材料、无定形材料等。换句话说，本公开设想基板102(例如，PCB)可以包括被配置为与光电部件一起使用和/或被配置为限定或支持电连接元件或特征(例如，导线、迹线等)以提供光电部件之间的电气连接的任何材料。此外，基板102还可以支撑如图3和图6所示的一个或更多个电路部件，所述电路部件与第一光电部件105和第二光电部件108可操作地耦合。
如上文所述，第一光电部件105可以包括多个第一光发射器104，其被配置为产生具有第一波长的光信号106。例如，第一光发射器104可以包括多个垂直腔面发射激光器(VCSEL)，其被配置为产生具有第一波长的光信号106。具有第一波长的光信号106可以由第一光发射器104输出并在一个或更多个相应的透镜101处接收，该透镜101被配置为将光信号106聚焦或以其他方式引导到相应的光通信介质112(例如，光纤或光缆)相应的光通信介质112经由光通信介质112的第一端与第一光电部件105通信。光信号106可以经由光通信介质112发送到与光通信介质112的第二端进行光通信的其他光通信模块(未示出)。与光通信介质112光学耦合的光通信模块(未示出)接收的光信号106可以被转换为相应的数据条目(例如，电信号)以供网络部件使用。换句话说，由第一光发射器104生成的光信号106可以是可用的，因为这些信号106对应于基础数据条目。本公开进一步设想可以基于光通信模块100的预期应用来选择光信号106的第一波长。
为了通过物理解决方案提供增加的网络通信安全性，光通信模块100还可以包括第二光电部件108，该第二光电部件108可以包括被配置为产生具有第二波长的光信号110的第二光发射器。如在下文中参考图4-6的实施例所描述的，本公开设想第二光电部件108还可以包括第二光接收器(例如，第二光电部件114)。第二光电部件108可以如参考图1-3所描述的那样，生成具有不同于第一波长的第二波长的光信号110。
举例来说，第二光电部件108可以包括配置成产生具有第二波长的光信号110的VCSEL。具有第二波长的光信号110可以由第二光电部件108(例如，第二光发射器)输出并且在透镜组件300处被接收，该透镜组件300被配置为也将光信号110聚焦或以其他方式引导到相应的光通信介质112(例如，光纤或光缆)。如图1所示，第二光电部件108的光信号110可以被配置为通过公共光通信介质传送。换言之，具有第二波长的光信号110可以由还传送具有第一波长的光信号106的光通信介质112的光纤传送。换言之，光通信介质112可以通过第一端与第二光电部件108进行光通信。本公开设想可以基于光通信模块100的预期应用来选择光信号110的第二波长。然而，第二波长的选择可以考虑光信号106的选择的第一波长，以便确保光信号110不会干扰光信号106的传送。
如下文分别参考图3以及图7-8的电路和方法所描述的，光通信模块可以包括与第一光电部件105和第二光电部件108可操作地连接的安全电路200。安全电路200可以被配置为基于第二光电部件108的操作，确定在第二端与光通信介质112耦合的非兼容部件(未示出)的存在。与由与光通信介质112的第二端光耦合的光通信模块(未示出)接收的光信号106不同，其中该光信号106可以被转换成供网络部件使用的对应数据条目(例如电信号)，具有第二波长的光信号110不可用(例如，不与电信号或数据条目相关联)。换言之，由第二光电部件108产生的光信号110是不可用的，因为这些信号110不包括基础数据条目。如下文所述，在安全电路200未能接收到对由第二光电部件108(例如，由第二光发射器)发射的光信号110的响应通信的情况下，安全电路200可以被配置为确定在第二端与光通信介质112耦合的非兼容部件的存在。
参考图2，示出了用于与图1的光通信模块100一起使用的示例透镜组件300。为了允许具有不同波长的光信号通过普通光通信介质传送，光通信模块可以采用透镜组件300，该透镜组件300可以与第一光电部件105(例如，至少一个第一光发射器104或接收器107)和第二光电部件108耦合(例如，由基板102或其他方式支撑)。如图2所示，透镜组件300可以包括第一反射面306、第二反射面308和滤光器304。第一反射面306可以靠近第二光电部件108(例如，第二光发射器)定位并且与第二光电部件108(例如，第二光发射器)进行光通信，以便将由第二光电部件108产生的光信号110引导到光通信介质112。第二反射面308可以靠近第一光电部件105(例如，第一光发射器104)定位并与第一光电部件105进行光通信，以将由第一光电部件105产生的光信号106引导到光通信介质112。在图2所示的第一光电部件105包括第一光接收器107的实例中，第二反射面308可以被配置为将光信号106从光通信介质112引导到第一光电部件105。
如图2所示，透镜组件300可以使用滤光器304将从第二光电部件108接收的具有第二波长的光信号传递到光通信介质112中。举例来说，第二光电部件108可以产生具有第二波长的光信号110，第一反射面306可以将这些光信号110反射向光通信介质112(例如，反射到光通信介质112的光路中)，并且滤光器304可以允许光信号110通过滤光器304并进入光通信介质112。
另外，在一些实施例中，滤光器304可以由第二反射面308支撑，以便将由第一光电部件105(例如，第一光发射器104)产生的具有第一波长的光信号106引导到光通信介质112中。举例来说，第一光发射器104可以产生具有第一波长的光信号106，并且由第二反射面308支撑的滤光器304可以将这些光信号106从第一光发射器104反射向光通信介质112(例如，进入光通信介质112的光路)。换言之，滤光器304可以包括被配置为允许具有第二波长的光信号通过并且防止具有第一波长的光信号通过的材料。在一个实例中，图2中所示的第一光电部件105包括第一光接收器107，第二反射面308和滤光器304可以被配置为将光信号106从光通信介质112引导到第一光电部件105，如上文所述。
本公开设想可以基于光通信模块100的预期应用来配置(例如，选择、大小调整、定形状和/或定向)第一波长、第二波长、滤光器304以及第二光电部件108和第一光电部件105之间的相对定位。例如，选择第一光发射器104可能导致干涉，该第一光发射器104被配置为生成具有第一波长的光信号，该第一波长类似于(例如，在可应用的容差、范围、阈值等内)由第二光电部件105(例如，第二光发射器)产生的第二波长。换句话说，在这种情况下，被配置为防止具有第一波长的光信号106通过的滤光器304可以在第一波长与第二波长大致相同(例如，在适用的容差、范围、阈值等内)的情况下允许所述信号的至少一部分通过。另一方面，选择第一光发射器104可能需要第一光发射器104和第二光电部件105(例如，第二光发射器)之间的相对定位增加，使得光通信模块100的尺寸不符合适用的行业标准、规则等，该第一光发射器104被配置为产生具有与由第二光电部件105(例如，第二光发射器)产生的第二波长显着不同的第一波长的光信号。因此，本公开设想第一波长和第二波长的选择可以使得防止或减少干扰，同时仍然能够满足适用的行业形状因数规定。
作为非限制性示例，第一光电部件105的第一光发射器104可以产生具有大约850nm波长的光信号106，并且第二光电部件108可以包括第二光发射器，第二光发射器被配置为产生具有大约780nm至大约940nm之间的波长的光信号110。换句话说，在一些实施例中，光信号106和光信号110的波长可以被配置为并行操作(例如，由光通信介质112同时传送)。在一些实施例中，例如对于短距离应用，第二光电部件108可以包括第二光发射器，该第二光发射器被配置为产生具有在大约450nm至大约740nm之间的波长的光信号110，以便提供系统部件兼容性的可见指示(例如，用户可以看到由第二光电部件108发射的光信号110的颜色)。
在其他实施例中，第一光电部件105的第一光发射器104可以产生具有大约910nm波长的光信号106，并且第二光电部件108可以包括被配置为产生波长约为850nm的光信号110的第二光发射器。在一些可选实施例中，例如较低功率实施方式，第一光电部件105的第一光发射器104可以产生具有大约850nm波长的光信号106，并且第二光电部件108可以包括被配置为产生具有在大约780nm至大约860nm之间的波长的光信号110的第二光发射器。尽管在本文中参考特定波长进行了描述，但本申请设想可基于模块100的预期应用来选择光信号106、110的波长(例如，910nm-1060nm、1310nm等)，在一些实施例中，可以进一步选择光信号106、110的波长以允许并行通信。
在一些实施例中，第一光电部件105的第一光发射器104可以生成具有与第二光电部件108生成的光信号110相同的波长的光信号106，例如大约850nm的波长。如下文参考图8所描述的，在一些实施例中，本文描述的安全确定可以作为初始操作过程的一部分发生(例如，非并行通信示例)。例如，初始硬件验证协议可以使第二光电部件108产生和发射具有大约850nm波长的光信号110，用于通过光通信介质112与第二光电部件108进行光通信的光接收器(未示出)接收。信号110的接收可用于验证光学模块100是真实的或以其他方式安全地用于示例系统中。一旦经验证，第一光发射器104可以产生具有例如850nm波长的光信号106。
此外，本公开设想第一光发射器108和第一光接收器110的位置可以颠倒。举例来说，在一些实施例中，第一光发射器108可以靠近支撑滤光器304的第二反射面308定位，并且第一光发射器104可以靠近第一反射面306定位。在这样的实施例中，滤光器304可以被配置为允许具有第一波长的光信号通过，并且可以被配置为防止具有第二波长的光信号通过。换句话说，本公开设想滤光器304可以被配置为防止具有确定波长(或波长范围)的光信号通过，或者被配置为允许具有确定波长(或波长范围)的光信号通过。
参考图3，示出了光通信模块100的示意图以及相关联的电路部件。如图所示，光通信模块100包括第一光电部件105、第二光电部件108和如上文所述的安全电路200。特别地，第一光电部件108被图示为具有第一光发射器104(例如，VCSEL)和第一光接收器107(例如，PD)。光模块100可以通过模块连接115与一个或更多个网络部件连接。举例来说，光通信模块100可以通过模块连接115与数据中心机架电连接，使得电信号(例如，数据条目等)可以经由模块连接115在光通信模块100和数据中心机架之间传递。光模块100还可以包括时钟和数据恢复(CDR)芯片113，其例如可以接收电信号和/或数据并且操作以同步该串行数据(例如，没有时钟信号)。本公开设想CDR芯片113可以包括任何计算设备或电路部件，其被配置为促进与串行数据流相关联的时序信息的提取以帮助对所传送的串行数据进行编码或解码。光通信模块100还可以包括光跨阻放大器(TIA)111和/或电压降(VD)109，其被配置为促进具有第一波长的光信号106的传送。如图3所示，第二光电部件108(例如，第二光发射器或VCSEL)可以直接与安全电路200连接，如下文参考图8所述。
用于提高安全性的带有光接收器的光通信模块
参考图4，示出了光通信模块100。如图所示，光通信模块100可以包括支撑第一光电部件105和第二光电部件114的基板102。如上文所述，第一光电部件105可以包括一个或更多个第一光发射器104或第一光接收器(例如，图6中的光电二极管(PD)107)，使得第一光电部件105包括光收发器。第一光电部件105可以被配置为产生和/或接收第一波长的光信号106，该光信号106与可用网络数据条目对应或以其他方式相关联。如上文结合图1所描述的，第一光电部件105可以包括多个第一光发射器104和/或多个光接收器，其被配置为基于光通信模块100的预期应用来生成和/或接收具有第一波长的光信号106。图4-6的光通信模块100的部件可以类似地由基板102(例如，印刷电路板(PCB))支撑，该基板102被配置为向各种部件提供电通信。
如上文所述，在一些实施例中，第二光电部件114可以是接收具有不同于第一波长的第二波长的光信号116的第二光接收器。举例来说，第二光电部件114可以包括光电二极管(PD)，其被配置为接收具有第二波长的光信号116。光信号116可以类似地由对应的光通信介质112(例如，光纤或光缆)传送，由透镜组件300接收，并被引导到第二光电部件114。类似于图1的实施例，第二光电部件114的光信号116也可以被配置为通过公共光通信介质传送。换句话说，具有第二波长的光信号116可以由也传送具有第一波长的光信号106的光通信介质112的光纤传送。换言之，光通信介质112也可以通过第一端与第二光电部件114进行光通信。本公开设想可以基于光通信模块100的预期应用来选择光信号116的第二波长。如上文所述，为了确保光信号116不会干扰光信号106的传送，第二波长的选择可以考虑光信号106的选择的第一波长。
如下文分别参考图6以及图7-8的电路和方法所描述的，光通信模块100可以包括与第一光电部件105和第二光电部件114可操作地连接的安全电路200。安全电路200可以被配置为基于第二光电部件114的操作，确定在第二端与光通信介质112耦合的非兼容部件(未示出)的存在。与由与光通信介质112的第二端光耦合的光通信模块(未示出)接收的、可以被转换为相应的数据条目(例如，电信号)以供网络部件使用的光信号106不同，具有第二波长的光信号116不可用(例如，它们不能转换为电信号或数据条目)。换言之，由第二光电部件114接收的光信号116是不可用的，因为这些信号116不包括基础数据条目。如下文所述，安全电路200可以被配置为在安全电路200未能检测到第二光接收器(例如，通过第二光电部件114)对光信号的接收的情况下，确定在第二端与光通信介质112耦合的非兼容部件的存在。
参考图5，示出了用于与图4的光通信模块一起使用的示例透镜组件300。为了允许具有不同波长的光信号通过普通光通信介质传送，光通信模块100可以采用透镜组件300，该透镜组件300可以与第一光电部件105(例如，至少一个第一光发射器104或接收器107)和第二光电部件114耦合(例如，由基板102或其他方式支撑)。类似于图2的操作，透镜组件300可以包括第一反射面306、第二反射面308和滤光器304。第一反射面306可以靠近第二光电部件114(例如，第二光接收器)定位并且可以与第二光电部件114(例如，第二光接收器)进行光通信，以便将来自光通信介质112的具有第二波长的光信号116引导到第二光电部件114。第二反射面308可以定位成靠近第一光电部件105(例如，第一光发射器104)可以与第一光电部件105进行光通信，以将由第一光电部件105产生的光信号106引导到光通信介质112。
如图5所示，透镜组件300可以使用滤光器304将从光通信介质112接收的具有第二波长的光信号传递到第二光电部件114。举例来说，与光通信介质112进行光通信的光学模块(未示出)可以产生具有与图1的第二光电部件108相似的第二波长的光信号。第二反射面308和滤光器304可以使来自光通信介质112的光信号116通过滤光器传递到第一反射面306。第一反射面306可以将具有第二波长的光信号116反射到第二光电部件114(例如，第二光接收器)。如上文参考图2所描述的，本公开设想可以基于光通信模块100的预期应用来配置第一波长、第二波长、滤光器304以及第二光电部件114和第一光电部件105之间的相对定位。换句话说，第二光电部件114可以被配置为与例如上文参考图1-3提供的波长一起使用。
参考图6，光通信模块100的示意图与相关联的电路部件一起示出。光通信模块可以包括与图3所示相同的电路部件；然而，第二光电部件114被图示为被配置为将数据发射到安全电路200。在图3的实施例中，第二光电器件108作为光发射器操作，使得下文所述的安全电路200可以周期性地引起第二光发射器(例如，第二光电部件108)发射具有第二波长的光信号110。然而，在图6的实施例中，安全电路200可以被配置为周期性地检测第二光接收器(例如，第二光电部件114)对具有第二波长的光信号116的接收。如下文所述，安全电路200可以周期性地发射询问信号或以其他方式询问第二光电部件114以确定是否已经接收到具有第二波长的光信号116。
安全电路
安全电路200可以包括被配置为执行本文所述的部分或全部基于装置(例如，基于安全电路)的过程的电路、网络处理器等，并且可以是任何合适的控制器、微控制器、计算设备、网络服务器和/或其他类型的处理设备。在这点上，安全电路200可以由多种设备中的任何一种来实施。例如，安全电路200可以被配置为接收/发送数据并且可以包括多种固定终端中的任何一种，例如服务器、微控制器、台式机或信息亭，或者它可以包括多种移动终端中的任何一种，例如便携式数字助理(PDA)、移动电话、智能手机、膝上型计算机、平板计算机，或者在一些实施例中，连接到一个或更多个固定或移动终端的外围设备。本文所设想的示例实施例可具有各种形状因数和设计，但仍将至少包括图7所示并结合其进行描述的部件。在一些实施例中，如图1-6所示，安全电路200可以体现为由基板102支持的微控制器，使得图8的操作的执行在光通信模块100上本地发生。在其他实施例中，安全电路200可以远离光通信模块100定位。在这样的实施例中，安全电路200可以例如定位为可操作地与光通信模块100和/或分布在网络系统内的多个其他光通信模块耦合的网络安全服务器或其他远程计算设备的部分。尽管本文设想了许多布置，但是为了便于解释和避免不必要地使本公开内容过于复杂，安全电路200在本文中被示为和描述为单个计算设备。
如图7所示，安全电路200可以包括处理器202、存储器204、通信电路208和输入/输出电路206。安全电路200可以被配置为执行下文结合图8描述的操作。尽管在某些情况下使用功能语言描述了部件202-208，但应该理解，特定实现方式必须包括特定硬件的使用。还应该理解，这些部件202-208中的某些部件可以包括类似的或通用的硬件。例如，两组电路都可以利用相同的处理器202、存储器204、通信电路208等来执行它们的相关功能，使得每组电路不需要重复的硬件。本文使用的术语“电路”的使用包括被配置为执行与本文描述的相应电路相关联的功能的特定硬件。如以上示例中所述，在一些实施例中，安全电路200的电路的各种元件或部件可以容纳在光通信模块100内。在这方面将理解，结合安全电路200描述的一些部件可以容纳在这些设备中的一个内，而其他部件可以容纳在这些设备中的另一个内，或者由未在图1-6中明确示出的又一设备容纳。
当然，虽然术语“电路”应广义地理解为包括硬件，但在一些实施例中，术语“电路”还可以包括用于配置硬件的软件。例如，虽然“电路”可以包括处理电路、存储介质、网络接口、输入/输出设备等，但是安全电路200的其他元件可以提供或补充特定电路的功能。
在一些实施例中，处理器202(和/或协处理器或任何其他辅助处理器或以其他方式与处理器相关联的处理电路)可以通过总线与存储器204通信，用于在安全电路200的部件之间传递信息。存储器204可以是非暂时性的并且可以包括例如一个或更多个易失性和/或非易失性存储器。例如，存储器可以是电子存储设备(例如，非暂时性计算机可读存储介质)。存储器204可以被配置为存储信息、数据、内容、应用程序、指令等，以使安全电路200能够根据本公开的示例实施例执行各种功能。
处理器202可以以多种不同方式实现，并且例如可以包括一个或更多个被配置为独立执行的处理设备。附加地或可选地，处理器可以包括一个或更多个处理器，其经总线串联配置以实现指令、管线和/或多线程的独立执行。术语“处理电路”的使用可以理解为包括单核处理器、多核处理器、安全电路内部的多个处理器和/或远程或“云”处理器。
在示例实施例中，处理器202可以被配置为执行存储在存储器204中或处理器202以其他方式可访问的指令。可选地或附加地，处理器202可以被配置为执行硬编码功能。因此，无论是由硬件配置还是由硬件与软件的组合配置，处理器202都可以表示在相应配置的同时能够执行根据本公开的实施例的操作的实体(例如，物理地体现在电路中)。或者，作为另一示例，当处理器202被体现为软件指令的执行器时，指令可以具体地配置处理器202以在执行指令时执行本文描述的算法和/或操作。
安全电路200还可以包括输入/输出电路206，输入/输出电路206又可以与处理器202通信以向用户提供输出并从用户、用户设备或其他源接收输入。在这点上，输入/输出电路206可以包括可以由应用程序操纵的显示器。在一些实施例中，输入/输出电路206还可以包括附加功能，例如键盘、鼠标、操纵杆、触摸屏、触摸区域、软键、麦克风、扬声器或其他输入/输出机制。包括处理器202的安全电路200可以被配置为通过存储在处理器可访问的存储器(例如，存储器204和/或类似存储器)上的计算机程序指令(例如，软件和/或固件)来控制显示器的一个或多个功能。
通信电路208可以是任何装置，例如体现在硬件或硬件和软件的组合中的设备或电路，其被配置为从/向网络和/或与安全电路200通信的任何其他设备、电路或模块接收和/或发送数据。在这方面，通信电路208可以包括，例如，用于实现与有线或无线通信网络通信的网络接口。例如，通信电路208可以包括一个或更多个网络接口卡、天线、总线、交换机、路由器、调制解调器和支持硬件和/或软件，或任何其他适合于通过网络进行通信的设备。附加地或可选地，通信接口可以包括用于与一个或更多个天线交互以引起经由该一个或更多个天线的信号传送或处理经由该一个或更多个天线接收的信号的接收的电路。这些信号可以由安全电路200使用多种无线个域网(PAN)技术中的任何一种来传送，例如
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v1.0到v3.0、低功耗蓝牙(BLE)、红外无线(例如，IrDA)、超宽带(UWB)、感应无线传送等。此外，应该理解，这些信号可以使用Wi-Fi、近场通信(NFC)、全球微波接入互操作性(WiMAX)或其他基于邻近的通信协议来传送。
如本文中使用的，术语“计算机可读介质”指可由控制器、微控制器、计算系统或计算系统的模块访问用于在其上编码计算机可执行指令或软件程序的非暂时性存储硬件、非暂时性存储设备或非暂时性计算机系统存储器。计算系统或计算系统的模块可以访问非暂时性“计算机可读介质”以检索和/或执行在介质上编码的计算机可执行指令或软件程序。示例性非暂时性计算机可读介质可包括但不限于一种或更多种类型的硬件存储器、非暂时性有形介质(例如，一个或更多个磁存储盘、一个或更多个光盘、一个或更多个USB闪存驱动器)、计算机系统存储器或随机存取存储器(例如DRAM、SRAM、EDO RAM)等。
网络通信安全的示例方法
接着转到图8，示出了网络通信安全800的流程图。图8中所示的操作，例如，如上文所述，可以由装置(例如，安全电路200)执行、在装置(例如，安全电路200)的协助下执行和/或在装置(例如，安全电路200)的控制下执行。在这点上，操作的执行可以调用处理器202、存储器204、输入/输出电路206、通信电路208和/或输入分析电路210中的一个或更多个。
如操作802中所示，该装置(例如，安全电路200)包括用于以第一波长操作第一光电部件105的装置，例如处理器202等。如上文所述，第一光电部件105可以包括多个第一光发射器104，其被配置为产生具有第一波长的光信号106。举例来说，第一光发射器104可以包括多个VCSEL，其被配置为生成具有第一波长的光信号106。具有第一波长的光信号106可以由第一光发射器104输出并且经由光通信介质112传送到与光通信介质112的第二端进行光通信的其他光通信模块(未示出)。由与光通信介质112光学耦合的光通信模块(未示出)接收的光信号106可以被转换为相应的数据条目(例如电信号)以供网络部件使用。
如操作804中所示，该装置(例如，安全电路200)包括用于以第二波长操作第二光电部件108、114的装置，例如处理器202、输入/输出电路206等。如上文参考图1-3所描述的，第二光电部件108可以包括配置为产生具有第二波长的光信号110的VCSEL。具有第二波长的光信号110可以由光电部件110(例如，第二光发射器)输出并且由对应的光通信介质112(例如，光纤或光缆)接收。在这样的实施例中，安全电路200可以被配置为周期性地引起具有第二波长的光信号110由第二光发射器(例如，第二光电部件108)发射。举例来说，安全电路200可被配置为基于初始设置程序，根据适用的行业规则等，周期性地向第二光电部件108发送指令以生成和发送具有第二波长的光信号110。在一些实施例中，安全电路200可以引起响应于通过输入/输出电路216接收到的用户输入的光信号110的发射。举例来说，与网络通信系统相关联的操作者可以周期性地执行安全检查或协议，以确定网络通信系统中是否存在任何非兼容的部件。作为这种安全检查或协议的一部分，操作者可以向安全电路200输入指令以引起光信号110的发射。
继续参考操作804并且如上文参考图4-6所描述的，第二光电部件114可以包括配置成接收具有第二波长的光信号116的PD。具有第二波长的光信号116可以由与光通信介质112的第二端进行光通信的光通信模块(未示出)的第二光发射器输出。在这样的实施例中，安全电路200可以被配置为周期性地检测第二光接收器(例如，第二光电部件114)对具有第二波长的光信号116的接收。举例来说，安全电路200可以基于初始设置程序、根据适用的行业规则等被配置为周期性地询问第二光电部件114以确定是否具有第二波长的光信号(例如光信号116)已被接收。在一些实施例中，第二光电部件114(例如，第二光接收器)可以周期性地向安全电路发射与接收或没有接收相关联的信号和/或可以发射响应于光信号116的接收的指示接收的信号。
此后，如操作806和808所示，该装置(例如，安全电路200)包括分别用于监控第二光电部件的操作并且基于第二光电部件的操作来确定非兼容部件的存在的装置，例如处理器202、通信电路208等。如上文所述，本公开的实施例通过提供用于检测非兼容网络部件的物理部件解决方案来提供提高的网络安全性。例如，未经授权的用户可能试图用另一个光学模块替换或替代网络通信系统的有效光电模块，以便访问通过这种光学模块的数据。为了检测这种非兼容部件的存在，安全电路200可以依赖于第二光电部件108、114的操作。本文描述的光通信模块100可以传送具有第二波长的光信号110、116，这些光信号是不可用的(例如，不关联或指示有效的电信号或数据)，使得非兼容的部件(例如，未经授权的光学模块)无法传送或检测到这些光学信号110、116。
在第二光电部件108是第二光发射器的情况下，安全电路200可以引起具有第二波长的光信号110的周期性发射并等待对所述光信号110的响应通信。举例来说，安全电路200可以与与光通信介质112进行光通信的多个光学模块(未示出)可操作地连接。因此，安全电路200可以响应于光信号110的发射，询问一个或更多个光通信模块(未示出)确定是否存在相应的第二光电部件(例如，第二光接收器)以接收第二波长的光信号110。在安全电路200未能接收到对由第二光发射器(例如，第二光电部件108)发射的光信号116的响应通信的情况下，安全电路200可以确定与光通信介质112的第二端光通信的非兼容部件的存在。
在第二光电部件114是第二光接收器的情况下，安全电路200可以周期性地检测具有第二波长的光信号116的接收。举例来说，网络通信系统可以作为安全协议的一部分或以其他方式要求具有第二波长116的光信号由连接在系统内的光学模块(未示出)传送。因此，这种光信号116的接收应该按照安全协议的规定发生。因此，在安全电路200未能检测到第二光接收器(例如，第二光电部件108)对光信号116的接收的情况下，安全电路200可以确定与光通信介质112的第二端光通信的非兼容部件的存在。
受益于前述描述和相关附图中呈现的教导的本领域技术人员将想到这里阐述的本发明的许多修改和其他实施例。尽管附图仅显示了本文描述的方法和系统的某些部件，但应理解各种其他部件也可以是任何光学部件或光电元件的一部分。此外，上述方法在某些情况下可能包括更少的步骤，而在其他情况下可能包括额外的步骤。在一些情况下，可以以任何顺序和任何组合来执行对上述方法的步骤的修改。
如上文所述，在一些实施例中，方法800的操作可以作为初始操作过程的一部分发生。例如，初始硬件验证协议可以使操作804-808在操作802之前发生。换句话说，安全电路可以使第二光电部件发射或接收如参考操作804所述的具有第二波长的光信号以验证相关光学模块的真实性和安全性。如参考操作804描述的第二光电部件的操作的监控可以发生以基于如参考操作808描述的第二光电部件的操作来确定非兼容部件的存在。在确定了兼容部件的情况下，则可以开始操作802。换言之，由第二光电部件生成或发射到第二光电部件的信号的接收可用于在第一光电部件进行信号发射之前验证光学模块是真实的或以其他方式安全地用于示例系统中(例如，初始硬件验证协议)。
因此，应当理解，本发明不限于所公开的具体实施例，并且修改和其他实施例旨在包括在所附权利要求的范围内。尽管在此使用了特定的术语，但它们仅用于一般性和描述性的意义，而不是为了限制的目的。

Claims (20)

1.一种光通信模块，包括：
基板；
由所述基板支撑的第一光电部件，所述第一光电部件被配置为与具有第一波长的光信号一起操作；
由所述基板支撑的第二光电部件，所述第二光电部件被配置为与具有第二波长的光信号一起操作；
光通信介质，所述光通信介质限定与所述第一光电部件和所述第二光电部件进行光通信的第一端以及第二端；以及
安全电路，可操作地与所述第一光电部件和所述第二光电部件连接，其中所述安全电路被配置为基于所述第二光电部件的操作来确定在所述第二端与所述光通信介质耦合的非兼容部件的存在。
2.根据权利要求1所述的光通信模块，其中所述第一光电部件包括第一光发射器，所述第一光发射器被配置为产生具有所述第一波长的光信号。
3.根据权利要求1所述的光通信模块，其中所述第一光电部件包括第一光接收器，所述第一光接收器被配置为接收具有所述第一波长的光信号。
4.根据权利要求1所述的光通信模块，其中所述第二光电部件包括第二光发射器，所述第二光发射器被配置为产生具有所述第二波长的光信号。
5.根据权利要求4所述的光通信模块，其中所述安全电路还被配置为周期性地使所述第二光发射器发射具有所述第二波长的光信号。
6.根据权利要求5所述的光通信模块，其中所述安全电路被配置为在所述安全电路未能接收到对由所述第二光发射器发射的光信号的响应通信的情况下，确定在所述第二端与所述光通信介质耦合的所述非兼容部件的存在。
7.根据权利要求1所述的光通信模块，其中所述第二光电部件包括第二光接收器，所述第二光接收器被配置为接收具有所述第二波长的光信号。
8.根据权利要求7所述的光通信模块，其中所述安全电路还被配置为周期性地检测所述第二光接收器对具有所述第二波长的光信号的接收。
9.根据权利要求8所述的光通信模块，其中所述安全电路被配置为在所述安全电路未能检测到所述第二光接收器对所述光信号的接收的情况下，确定在所述第二端与所述光通信介质耦合的所述非兼容部件的存在。
10.根据权利要求1所述的光通信模块，还包括与所述第一光电部件和所述第二光电部件耦合的透镜组件，其中所述透镜组件包括滤光器，所述滤光器被配置为：
在所述第一光电部件和所述光通信介质之间引导具有所述第一波长的光信号；以及
在所述第二光电部件和所述光通信介质之间传递具有所述第二波长的光信号。
11.根据权利要求10所述的光通信模块，其中所述透镜组件还包括：
靠近所述第一光电部件的第一反射面，所述第一反射面被配置为在所述第一光电部件和所述光通信介质之间反射具有所述第一波长的光信号；以及
靠近所述第二光电部件的第二反射面，所述第二反射面被配置为在所述第二光电部件和所述光通信介质之间反射具有所述第二波长的光信号。
12.一种用于网络通信安全的方法，所述方法包括：
以第一波长操作第一光电部件；
以第二波长操作第二光电部件，其中所述第一光电部件和所述第二光电部件与光通信介质的第一端进行光通信；
监控所述第二光电部件的操作；以及
基于所述第二光电部件的操作，确定与所述光通信介质的第二端耦合的非兼容部件的存在。
13.根据权利要求12所述的方法，其中所述第一光电部件包括第一光发射器，所述第一光发射器被配置为产生具有所述第一波长的光信号。
14.根据权利要求12所述的方法，其中所述第一光电部件包括第一光接收器，所述第一光接收器被配置为接收具有所述第一波长的光信号。
15.根据权利要求12所述的方法，其中所述第二光电部件包括第二光发射器，所述第二光发射器被配置为周期性地产生具有所述第二波长的光信号，并且其中所述方法还包括：在没有接收到对由所述第二光发射器发射的周期性光信号的响应通信的情况下，确定在所述第二端与所述光通信介质耦合的所述非兼容部件的存在。
16.根据权利要求12所述的方法，其中所述第二光电部件包括第二光接收器，所述第二光接收器被配置为接收具有所述第二波长的光信号，并且其中所述方法还包括：在所述第二光接收器未能接收到光信号的情况下，确定在所述第二端与所述光通信介质耦合的所述非兼容部件的存在。
17.一种用于使用用于网络通信安全的装置的非暂时性计算机可读存储介质，所述非暂时性计算机可读存储介质存储指令，所述指令在被执行时，使所述装置：
以第一波长操作第一光电部件；
以第二波长操作第二光电部件，其中所述第一光电部件和所述第二光电部件与光通信介质的第一端进行光通信；
监控所述第二光电部件的操作；以及
基于所述第二光电部件的操作，确定与所述光通信介质的第二端耦合的非兼容部件的存在。
18.根据权利要求17所述的非暂时性计算机可读存储介质，其中所述非暂时性计算机可读存储介质还包括指令，所述指令在被执行时，使所述装置周期性地使所述第二光电部件发射具有所述第二波长的光信号。
19.根据权利要求18所述的非暂时性计算机可读存储介质，其中所述非暂时性计算机可读存储介质还包括指令，所述指令在被执行时，在所述装置未能接收到对由所述第二光电部件发射的所述光信号的响应通信的情况下，使所述装置确定在所述第二端与所述光通信介质耦合的所述非兼容部件的存在。
20.根据权利要求17所述的非暂时性计算机可读存储介质，其中所述非暂时性计算机可读存储介质还包括指令，所述指令在被执行时，使所述装置：
周期性地检测所述第二光电部件对具有所述第二波长的光信号的接收；以及
在所述装置未能检测到所述光电部件对所述光信号的接收的情况下，确定与所述光通信介质的第二端耦合的所述非兼容部件的存在。
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