DE112008002756T5

DE112008002756T5 - Optisches Verbindungssystem, das eine Kommunikation zwischen Computersystemkomponenten bereitstellt

Info

Publication number: DE112008002756T5
Application number: DE112008002756T
Authority: DE
Inventors: Michael Renne Ty Houston Tan; Terrel Houston Morris; Norman P. Houston Jouppi; Shih-Yuan Houston Wang
Original assignee: Hewlett Packard Development Co LP
Current assignee: Hewlett Packard Enterprise Development LP
Priority date: 2007-10-16
Filing date: 2008-10-15
Publication date: 2010-11-11
Anticipated expiration: 2028-10-16
Also published as: KR101492576B1; CN101952756A; JP5086440B2; WO2009051755A1; DE112008002756B4; US7925168B2; KR20100076025A; CN101952756B; US20090097851A1; JP2011507315A

Abstract

Ein optisches Verbindungssystem (100) zur Kommunikation zwischen Computersystemkomponenten (106), das folgende Merkmale aufweist:
einen optischen Datenkommunikationsweg (112);
eine Mehrzahl optischer Abgriffe (116), wobei jeder optische Abgriff (116) eine jeweilige Computersystemkomponente (106) optisch mit dem optischen Datenkommunikationsweg (112) koppelt; und
wobei jeder optische Abgriff (116) Leistung eines empfangenen Signals gemäß einer jeweiligen Leistungsverhältnisbeziehung zwischen Reflexionsvermögen und Durchlässigkeit in ein optisches Signal (532) mit einer ersten Leistung und ein optisches Signal (532) mit einer zweiten Leistung aufteilt, wobei die Verhältnisbeziehungen der optischen Abgriffe (116) zusammen ein vorbestimmtes Kommunikationszuverlässigkeitsmaß für Signale, die das optische Verbindungssystem (100) zwischen Computersystemkomponenten (106) durchlaufen, bereitstellen.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung bezieht sich allgemein auf eine optische Verbindung, die eine Kommunikation zwischen Computersystemkomponenten bereitstellt. Die optische Verbindung stellt beispielsweise eine optische Kommunikation zwischen einer Speichersteuerung und Speichervorrichtungen bereit.
Hintergrundtechnik
Elektrische Kommunikationsaufbauten kämpfen für ein Gleichgewicht im Zwiespalt zwischen erhöhter Leistung, die von elektronischen Systemen verlangt wird, während ein niedrigerer Leistungsverbrauch, ein kleinerer Formfaktor und geringere elektromagnetische Emissionen angegangen werden. Bessere Lösungen, die eine Skalierbarkeit angehen, während der Leistungsverbrauch in Computersystemen reduziert wird, sind wünschenswert. Ein Speichersystem ist ein Beispiel eines typischen Computersystems, in dem derartige bessere Lösungen wünschenswert sind.
Einige gegenwärtige Computerspeichersysteme verwenden einen breiten Parallelbus zur Kommunikation mit Massenspeicher. Während Speicherdichten und Speicherbusgeschwindigkeiten ansteigen, müssen auch die Busbreiten und -geschwindigkeiten erhöht werden. Dieser Parallelbusaufbau hat einen Punkt erreicht, an dem er mit den Anforderungen gegenwärtiger und zukünftiger Mehrkern-Mikroprozessoren nicht länger standhalten kann.
Bei einem typischen Beispiel von Massenspeicher unter Verwendung der DIMM-Technologie (DIMM = Dual In-Line-Memory Module = Speichermodul mit beidseitig beschichteter Platine) mit einer Serie von integrierten DRAM-Schaltungen (DRAM = Dynamic Random Access Memory = dynamischer Direktzugriffsspeicher) in jedem DIMM, das auf einer gedruckten Schaltungsplatine (PCB; PCB = printed circuit board) befestigt ist, schränkt das elektrische Problem eines Skalierens des Hochgeschwindigkeits-Parallelbus auf breitere Breiten und Geschwindigkeiten die maximale Anzahl von DIMMs pro Kanal ein. DDR3-Kanäle z. B., die mit einer effektiven Taktrate von 400 bis 800 MHz arbeiten können, können nur ein einzelnes DIMM unterstützen.
Eine alternative Technologie, das FBDIMM (Fully Buffered DIMM = vollständig gepuffertes DIMM), hat dieses Skalierbarkeitsproblem durch Ersetzen des breiten Parallelbusses durch schmale serielle Punkt-zu-Punkt-Verknüpfungen zwischen der Speichersteuerung und einem Zwischenspeicherpuffer innerhalb jedes FBDIMM-Moduls angegangen. Dieser Zwischenspeicherpuffer, der AMB (Advanced Memory Buffer = fortgeschrittener Speicherpuffer) genannt wird, kommuniziert mit der Speichersteuerung und reproduziert und leitet auch Daten zu einem benachbarten AMB in dem nächsten FBDIMM. Der AMB ist außerdem für eine Umwandlung der serialisierten Daten in die parallelen Daten, die benötigt werden, um mit den DRAMs zu kommunizieren, verantwortlich. Die serielle Schnittstelle ist in zwei unidirektionale Busse aufgespalten, einen in die eine Richtung (southbound) für Befehls-, Adress- und Schreibdaten und einen in die entgegengesetzte Richtung (northbound) für Lesedaten. Die Prioritätsverkettung (daisy chaining) oder Punkt-zu-Punkt-Konfiguration ist jedoch problematisch, da die Sprünge eine Latenz einführen. Der Bedarf nach Reproduzierung und Weiterleitung von sowohl Signalen in die eine Richtung als auch in die entgegengesetzte Richtung trägt zu einer Latenz bei, was schließlich zu Engpässen führt. Die AMBs brauchen außerdem aufgrund des Bedarfs, die elektrischen Hochgeschwindigkeitssignale zwischen AMBs zu senden, und der Serialisierung und Deserialisierung von Daten von den DIMMs eine große Menge an Leistung. Ein Sammelsende-(Multicast-) oder Rundsendeaufbau wäre wünschenswerter.
Diese Beispiele zeigen, dass, da die Geschwindigkeit einer Kommunikation in elektrischen Systemen angestiegen ist, Signalintegritätsprobleme elektrische Kommunikationsspeicherverbindungen auf Punkt-zu-Punkt-Verbindungen eingeschränkt haben. Erwünscht wird ein Niederleistungssystem, das Hochgeschwindigkeitsverbindungen bereitstellt und eine Signalintegrität aufrechterhält und auch Topologien mit niedrigerer Latenz mit mehreren Empfängern (Auffächerung, fan out), die mit einem oder mehreren Treibern verbunden sind, oder Systeme mit mehreren Treibern (Zusammenführung, fan in), die mit einem oder mehreren Empfängern verbunden sind, unterstützen kann. Derartige Qualitäten sind auch in anderen Typen von Computersystemen erwünscht.
Zusammenfassung
Die vorliegende Erfindung stellt eines oder mehrere Ausführungsbeispiele eines optischen Verbindungssystems zur Kommunikation zwischen Computersystemkomponenten bereit. Bei einem Ausführungsbeispiel weist das optische Verbindungssystem einen optischen Datenkommunikationsweg und eine Mehrzahl optischer Abgriffe, wobei jeder optische Abgriff eine jeweilige Computersystemkomponente optisch mit dem optischen Daten kommunikationsweg koppelt, auf. Jeder optische Abgriff spaltet Leistung eines Signals, das von entweder dem optischen Datenkommunikationsweg oder seiner jeweiligen Computerkomponente empfangen wird, gemäß einer jeweiligen Leistungsverhältnisbeziehung zwischen Reflexionsvermögen und Durchlässigkeit in ein optisches Signal mit einer ersten Leistung und ein optisches Signal mit einer zweiten Leistung, auf. Die Verhältnisbeziehungen der optischen Abgriffe zusammen stellen eine vorbestimmte Kommunikationszuverlässigkeit, die durch ein Maß bestimmt wird, für Signale, die das optische Verbindungssystem zwischen Computersystemkomponenten durchlaufen, bereit.
Bei einem Beispiel entfernt jeder Abgriff in etwa die gleiche Leistung von einem Rundsendesignal, das von dem optischen Datenkommunikationsweg empfangen wird, gemäß seiner Leistungsverhältnisbeziehung, um das optische Signal mit der ersten Leistung, das an seinen zugeordneten Computer gesendet wird, zu erzeugen. Jeder Abgriff leitet den Rest des Rundsendesignals als das optische Signal mit einer zweiten Leistung, die durch die Leistungsverhältnisbeziehung des Abgriffs bestimmt wird, auf dem optischen Datenkommunikationsweg durch. Die Verhältnisbeziehung an jedem Abgriff ist derart, dass ein optischer Empfänger für eine Ziel-Computersystemkomponente die gleiche Menge an Leistung in einem Signal empfängt, unabhängig davon, welche Lichtquelle für die Senderkomponente das Signal erzeugt hat.
Bestimmte Ausführungsbeispiele der Erfindung weisen zusätzlich zu oder anstelle von denjenigen, die erwähnt wurden oder aus obigem offensichtlich sind, weitere Aspekte auf. Diese Aspekte werden für Fachleute auf diesem Gebiet aus einer Lektüre der folgenden detaillierten Beschreibung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen ersichtlich werden.
Kurzbeschreibung der Zeichnungen
1A ist eine Blockdiagrammansicht eines optischen Verbindungssystems zur Bereitstellung einer optischen Kommunikation zwischen Computersystemkomponenten gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
1B ist eine Blockdiagrammansicht eines veranschaulichenden Computersystems von Komponenten, die kommunikativ über ein optisches Verbindungssystem gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung gekoppelt sind;
2 ist eine isometrische Ansicht eines Teils des Systems aus 1;
3 ist eine Querschnittsansicht des Systems entlang einer Linie 3-3 aus 2;
4 ist eine detailliertere Querschnittsansicht einer der ersten Speichervorrichtungen und des ersten optischen Abgriffs;
5 ist eine veranschaulichende Ansicht einer exemplarischen Leistungsverteilung des in 3 dargestellten optischen Verbindungssystems;
6 ist ein Flussdiagramm eines Verfahrens zur Kommunikation zwischen Computersystemkomponenten unter Verwendung eines optischen Verbindungssystems bei einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
7A ist eine Ansicht eines Beispiels eines einzelnen optischen Abgriffs, der optische Wege, die optische Eintritts- und Austrittssignale tragen, schneidet, wobei dieses Beispiel ein Aufteilen optischer Auftrittssignale darstellt, wobei dieses Ausführungsbeispiel bei einem oder mehreren Ausführungsbeispielen der Erfindung verwendet werden kann; und
7B ist eine Ansicht eines Beispiels eines einzelnen optischen Abgriffs, der optische Wege, die optische Eintritts- und Austrittssignale tragen, schneidet, wobei dieses Beispiel ein Aufteilen optischer Eintrittssignale darstellt, wobei dieses Ausführungsbeispiel bei einem oder mehreren Ausführungsbeispielen der Erfindung verwendet werden kann.
Detaillierte Beschreibung
Die folgenden Ausführungsbeispiele sind ausreichend detailliert beschrieben, um Fachleuten auf dem Gebiet eine Herstellung und Verwendung der Erfindung zu ermöglichen. Es wird darauf hingewiesen, dass basierend auf der vorliegenden Offenbarung andere Ausführungsbeispiele klar ersichtlich wären, und dass System-, Verfahrens- oder mechanische Veränderungen durchgeführt werden könnten, ohne von dem Schutzbereich der vorliegenden Erfindung abzuweichen.
In der folgenden Beschreibung sind zahlreiche spezifische Details gegeben, um für ein gründliches Verständnis der Erfindung zu sorgen. Es wird jedoch ersichtlich sein, dass die Erfindung ohne diese spezifischen Details praktiziert werden könnte. Die Zeichnungen, die Ausführungsbeispiele des Systems zeigen, sind semi-schematisch und nicht maßstabsgetreu und insbesondere dienen einige der Abmessungen der Klarheit der Darstellung und sind in den Figuren stark vergrößert gezeigt.
Zusätzlich sind, wo mehrere Ausführungsbeispiele offenbart und beschrieben sind, denen einige Merkmale gemein sind, zur Klarheit und Erleichterung einer Darstellung, Beschreibung und eines Verständnisses derselben, ähnliche und gleiche Merkmale normalerweise mit gleichen Bezugszeichen beschrieben. Die Ausführungsbeispiele sind aus Bequemlichkeit der Beschreibung erstes Ausführungsbeispiel, zweites Ausführungsbeispiel usw. nummeriert und sollen keine andere Bedeutung aufweisen oder Einschränkungen für die vorliegende Erfindung schaffen.
1A ist eine Blockdiagrammansicht eines optischen Verbindungssystems 100 zum Bereitstellen einer optischen Kommunikation zwischen Computersystemkomponenten gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Das optische Verbindungssystem 100 weist einen oder mehrere optische Datenkommunikationswege 112 und eine Mehrzahl optischer Abgriffe 116₁ bis 116_N , wobei jeder optische Abgriff zum optischen Koppeln einer jeweiligen Computersystemkomponente mit dem optischen Datenkommunikationsweg dient, auf. Wie gezeigt ist, kann eine Optisch-zu-Elektrisch-Umwandlung für Signale durchgeführt werden, die durch die Komponente von dem optischen Abgriff empfangen werden, und eine Elektrisch-zu-Optisch-Umwandlung kann für Signale von der Computerkomponente, die optisch durch den Abgriff auf den Datenweg gekoppelt werden sollen, durchgeführt werden. Ein optischer Datenkommunikationsweg wird in dieser Beschreibung oft als eine optische Verbindung bezeichnet. Der optische Kommunikationsweg kann in verschiedenen Weisen implementiert sein. Beispiele der optischen Wellenleiter, die verwendet werden können, umfassen Polymer-, Glasröhren oder Lichtleiter, einschließlich Hohlmetallwellenleiter.
Eine wesentliche Verbesserung gegenüber herkömmlichen optischen Wellenleitern, die unter Verwendung von Polymer- oder dielektrischen Materialien gebildet sind, ist die Verwendung eines Hohlwellenleiters mit großem Kern, der konfiguriert ist, um kohärentes Licht zu führen. Der Hohlwellenleiter mit großem Kern kann einen Durchmesser (oder eine Breite und/oder Höhe) in der Größenordnung von 50 bis 150 oder mehr mal eine Wellenlänge des kohärenten Lichts, für dessen Führung der Wellenleiter konfiguriert ist, aufweisen. Der Hohlwellenleiter mit großem Kern kann eine Querschnittsform aufweisen, die quadratisch, rechteckig, rund, elliptisch ist oder eine bestimmte andere Form aufweist, die konfiguriert ist, um ein optisches Signal zu führen. Ferner bewegt sich, da der Wellenleiter hohl ist, das Licht im Wesentlichen mit Lichtgeschwindigkeit in Luft oder einem Vakuum. (Siehe US-Patentanmeldung Nr. 11/832559 mit dem Titel „System And Method For Routing Optical Signals” (System und Verfahren zum Routen optischer Signale) der Erfinder Michael Renne Ty Tan und Shih-Yuan Wang, eingereicht am 1. August 2007 für weitere Informationen, wobei diese Anmeldung 11/832559 hierin durch Bezugnahme aufgenommen ist.)
Membran-(Pellicle-)Strahlteiler können in Kombination mit Hohlmetallwellenleitern, die die optischen Verbindungen implementieren, als die optischen Abgriffe verwendet werden. Die Dünnheit des Membran-Strahlteilers minimiert ein Strahlauseinanderlaufen, so dass der einfallende Strahl im Wesentlichen auf der Achse verbleibt, wenn er durch den Membran-Strahlteiler läuft, was eine schöne Führung des Strahls durch den hohlen Abschnitt des nachfolgenden Hohlmetallwellenleiters bereitstellt. In einem Dickplatten-Strahlteiler wird der Strahl beim Einfallen in die Dicke des Materials von seinem Weg abgelenkt, so dass ein größerer Teil des durchlaufenden Signals die Metallwände trifft, und nicht den hohlen Abschnitt, und aufgrund des endlichen Reflexionsvermögens der Metallbeschichtung einen hohen Verlust erleidet.
Jeder Abgriff lenkt gemäß seiner Leistungsverhältnisbeziehung etwa die gleiche Menge an Leistung von einem Rundsendesignal, das von dem optischen Datenkommunikationsweg empfangen wird, ab. Das abgelenkte optische Signal wird an seine zugeordnete Computerkomponente gesendet und jeder Abgriff leitet auf dem optischen Datenkommunikationsweg den Rest des Rundsende- oder Sammelsendesignals durch, das eine Leistung aufweist, die durch die jeweilige Leistungsverhältnisbeziehung des Abgriffs bestimmt ist.
Die Verhältnisbeziehung an jedem Abgriff kann außerdem derartig sein, dass ein optischer Empfänger für eine Zielcomputersystemkomponente die gleiche Menge an Leistung in einem Signal empfängt, und zwar unabhängig davon, welche andere Computersystem-Komponente, die mit der Verbindung 112 gekoppelt ist, das Signal sendet. Die durch den optischen Zielempfänger empfangene Leistung z. B. ist unabhängig von der optischen Entfernung der Lichtquelle, die dasselbe über den optischen Datenkommunikationsweg gesendet hat.
In einem System, das entworfen ist, um einen Leistungsverbrauch zu bewahren, sind die optischen Abgriffe vorzugsweise passive optische Strahlteiler.
Bezug nehmend auf 1B ist dort eine Blockdiagrammansicht eines veranschaulichenden Computersystems 101 von Komponenten, eines Speichersystems oder Teilsystems, das kommunikativ über ein optisches Verbindungssystem gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung gekoppelt ist, gezeigt. Das Computersystem 101 umfasst eine Speichersteuerung 102, die mit einer ersten Bank 104 erster Speichervorrichtungen 106 und einer zweiten Bank 108 zweiter Speichervorrichtungen 110 verbunden ist. Die Speichersteuerung 102 kann in einer integrierten Schaltung mit anderen Funktionen, wie z. B. einem Prozessor, beinhaltet sein oder kann schnittstellenmäßig mit anderen integrierten Schaltungen (nicht gezeigt) verbunden sein, oder eine Kombination derselben sein. Die Speichersteuerung 102 kann außerdem eine Elektrisch-zu-Optisch-(E/O-) und eine Optisch-zu-Elektrisch-(O/E-)Umwandlung durchführen.
Zu Darstellungszwecken ist das Computersystem 101 mit der Speichersteuerung 102 und den ersten Speichervorrichtungen 106 gezeigt, obwohl darauf hingewiesen wird, dass das Computersystem 101 andere Vorrichtungen mit unterschiedlichen Funktionen, wie z. B. andere Verarbeitungseinheiten oder Schnittstellenvorrichtungen, aufweisen könnte. Ebenso zu Darstellungszwecken könnten die Speichersteuerung 102, die ersten Speichervorrichtungen 106 oder eine Kombination derselben eine optische Intra-Chip-Verbindung umfassen. Als unterschiedliches Beispiel können die ersten Speichervorrichtungen 106 voneinander unterschiedlich sein und nicht alle ersten Speichervorrichtungen 106 müssten notwendigerweise den gleichen Typ Funktion durchführen oder könnten mit im Wesentlichen der gleichen Technologie implementiert sein.
Die erste Bank 104 umfasst eine erste optische Verbindung 112, wie z. B. einen optischen Wellenleiter, zur Kommunikation von der Speichersteuerung 102 zu den und durch die ersten Speichervorrichtungen 106 und zurück zu der Speichersteuerung 102. Zu Darstellungszwecken ist das Computersystem 101 so gezeigt, dass die erste optische Verbindung 112 die Speichersteuerung 102 und die ersten Speichervorrichtungen 106 verbindet. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist die erste optische Verbindung 112 mit unidirektionalen optischen Verbindungen (z. B. Eintritt und Austritt, in eine Richtung gerichtet (northbound) und in die entgegengesetzte Richtung gerichtet (southbound) usw.) gebildet, die Kommunikationswege in entgegengesetzten Richtungen bereitstellen. Bei einem Beispiel könnte ein unterschiedlicher optischer Wellenleiter für jede Richtung verwendet werden. Die Speichersteuerung 102 oder eine der ersten Speichervorrichtungen 106 kommuniziert mit einer anderen der ersten Speichervorrichtungen 106, die physisch nicht benachbart zu derselben ist, durch die dazwischenliegenden ersten Speichervorrichtungen 106, die die empfangenen Informationen entlang des jeweiligen Lichtstroms in der ersten optischen Verbindung 112 durchleiten.
Als anderes Beispiel könnte die erste optische erste Verbindung 112 auch eine bidirektionale Kommunikation zwischen der Speichersteuerung 102 und den ersten Speichervorrichtungen 106 durch einen einzelnen bidirektionalen optischen Weg bereitstellen. Bei einem Beispiel kann dies durch die Verwendung unterschiedlicher Wellenlängen mit zumindest einer Wellenlänge, die zum Rundsenden verwendet wird, und zumindest einer weiteren Wellenlänge, die zum Empfangen verwendet wird, geschehen.
Die Verhältnisbeziehung zwischen Reflexionsvermögen und Durchlässigkeit für jeden optischen Abgriff 116 in dem optischen Verbindungssystem 100 ist in dem Computersystem 101 so eingestellt, dass die Speichersteuerung 102 und die ersten Speichervorrichtungen 106 eine vorbestimmte Kommunikationszuverlässigkeit erzielen können, sowie eine Minimierung des Leistungsverbrauchs. In einem Computersystembeispiel reicht eine Bitfehlerrate (BFR) von < 10^–12 als ein annehmbares Maß für die vorbestimmte Kommunikationszuverlässigkeit aus. Die Empfindlichkeit des optischen Empfängers kann verwendet werden, um die minimale durchschnittliche optische Leistung zu bestimmen, die für eine bestimmte Bitfehlerrate erforderlich ist. Empfindlichkeiten eines optischen Empfängers von etwa –17 dBm (20 Mikrowatt) bei 10 Gb/s wurden nachgewiesen, während –15 dBm (32 Mikrowatt) für eine BFR < 10^–15 typischer sind.
Eine Übertragung mit Lichtgeschwindigkeit oder nahezu Lichtgeschwindigkeit über die erste optische Verbindung 112 stellt Herausforderungen für eine zuverlässige Durchführung der oben erwähnten Fehlererfassung dar. Die Speichersteuerung 102 muss z. B. Inkremente von etwa 150 bis 160 Pikosekunden für eine Delta-Laufzeit zwischen den ersten Speichervorrichtungen 106 erkennen können, unter Berücksichtigung der physischen Länge der ersten optischen Verbindung 112, der Lichtgeschwindigkeit und der Genauigkeit, die erforderlich ist, um Daten, die von jeder der ersten Speichervorrichtungen 106 zurückkehren, auf dem gleichen Kanal der ersten optischen Verbindung 112 zu unterscheiden. Diese Inkremente jedoch sind typischerweise kleiner oder in einigen Fällen die Hälfte der Ausgabeunsicherheit (Takt zu Aus) für jeden Treiber.
Um die Unterschiede zwischen den Inkrementen und der oben beschriebenen Ausgabeunsicherheit zu lindern, könnte ein Übungsmuster über jeden Kanal der ersten optischen Verbindung 112 verwendet werden, bei dem der Sender für jede Übertragung bekannt ist, was eine Einstellung der Zeitgebung der empfangenen Daten erlaubt. Die Zeitgebung kann dann in der Speichersteuerung 102 unter Verwendung von Zeitgebungseinstellungstechniken eingestellt werden. Wenn die Zeitgebungsbeziehung eingerichtet ist, könnten normale Datenübertragungen über die erste optische Verbindung 112 eingeleitet werden. Die Zeitgebungseinstellung könnte die maximale Betriebsfrequenz der ersten optischen Verbindung 112 über normale Betriebsfrequenzen der ersten Speichervorrichtungen 106 hinaus erhöhen, was potentiell eine Übertaktung der ersten Speichervorrichtungen 106 ermöglicht.
Die Verhältnisbeziehungen zwischen Reflexionsvermögen und Durchlässigkeit für jeden optischen Abgriff 116 werden derart bestimmt, dass die Leistungsverteilung zu jeder der Speichervorrichtungen 106 und der Speichersteuerung 102 eine vorbestimmte Leistung empfängt. Die vorbestimmte Leistung kann im Wesentlichen die gleiche Menge an Leistung sein, was eine vorbestimmte Kommunikationszuverlässigkeit sicherstellt. Üblicherweise würden die Verhältnisse optischer Abgriffe unter Verwendung einer Strahlenverfolgungsmodellierung des Zielsystems bestimmt werden, um das Kommunikationszuverlässigkeitsmaß für das System und eine Minimierung des Leistungsverbrauchs zu erfüllen. Zusätzlich zu den Verhältnissen sind die Laserleistungen, Empfindlichkeiten des optischen Empfängers, optische Entfernung zwischen Quellen und Empfängern, Verlustcharakteristika des optischen Wegs Beispiele anderer Überlegungen, die für die Strahlenverfolgungsmodellierung berücksichtigt werden sollten. Bei einem Beispiel wird ein iterativer Algorithmus, der die verschiedenen Überlegungen einstellt, verwendet, um das optische Verbindungssystem 100 zu modellieren, bis ein erwünschtes Kommunikationszuverlässigkeitsmaß erzielt ist. Dann würden die Verhältnisse für die optischen Abgriffe während einer Herstellung und/oder eines Zusammenbaus für das Zielcomputersystem (z. B. 101) gesetzt werden. In einigen Fällen kann eine bestimmte Einstellung optischer Elemente, die einen Leistungsverbrauch oder eine -verteilung unter bestimmten Elementen in dem Computersystem bewirken, während eines Betriebs des Systems durchgeführt werden. Eine Einfügung oder Entfernung einer der ersten Speichervorrichtungen 106 z. B. könnte hervorrufen, dass das optisch verbundene Computersystem 101 die Kommunikation zwischen den ersten Speichervorrichtungen 106 mit der Speichersteuerung 102 zum Einrichten eines Gleichgewichts zwischen der vorbestimmten Kommunikationszuverlässigkeit und dem Leistungsverbrauch einstellt.
Zu Darstellungszwecken ist das Computersystem 101 als die erste optische Verbindung 112 aufweisend gezeigt, obwohl darauf hingewiesen wird, dass das Computersystem 101 andere Verbindungen, wie z. B. optische und elektrische, aufweisen könnte. Ebenso zu Darstellungszwecken ist das Computersystem 101 als die Speichersteuerung 102 und die ersten Speichervorrichtungen 106 aufweisend gezeigt, obwohl darauf hingewiesen wird, dass das Computersystem 101 andere Komponenten (nicht gezeigt) oder Teile (nicht gezeigt), die mit der ersten optischen Verbindung (112) verbunden oder nicht verbunden sein können, aufweisen könnte.
Ähnlich umfasst die zweite Bank 108 eine zweite optische Verbindung 114, wie z. B. einen optischen Wellenleiter, zur Kommunikation von der Speichersteuerung 102 zu den und durch die zweiten Speichervorrichtungen 110 und zurück zu der Speichersteuerung 102. Optische Abgriffe 118 koppeln die Speichervorrichtungen 110 optisch mit der zweiten optischen Verbindung 114. Die Funktionen, Attribute und Merkmale, die für die erste Bank 104 und die erste optische Verbindung 112 beschrieben wurden, treffen für die zweite Bank 108 und die zweite optische Verbindung 114 zu. Ebenso zu Darstellungszwecken stellt die zweite Bank 108 die gleiche Anzahl zweiter Speichervorrichtungen 110 wie die ersten Speichervorrichtungen 106 in der ersten Bank 104 dar, obwohl darauf hingewiesen wird, dass die erste Bank 104 und die zweite Bank 108 eine beliebige Anzahl von Speichervorrichtungen aufweisen könnten und die Anzahl u. U. nicht gleich ist.
Das Computersystem 101 könnte die erste Bank 104 und die zweite Bank 108 in einer Anzahl von Weisen nutzen. Die erste Bank 104 und die zweite Bank 108 könnten z. B. eine kumulative Speicherkapazität bereitstellen, einen Streifenspeicher für zusätzliche Leistung bereitstellen, oder einen redundanten und Ersatz-Speicher für einen fehlertoleranten Speicheraufbau bereitstellen.
Die ersten Speichervorrichtungen 106 und die zweiten Speichervorrichtungen 110 stellen eine Verbindung zu Vorrichtungen zum Durchführen einer Optisch-zu-Elektrisch-(O/E-)Umwandlung und umgekehrt für Signale zu und von ihren jeweiligen optischen Abgriffen 116, 118, die die optischen Signale zu der ersten optischen Verbindung 112 bzw. der zweiten optischen Verbindung 114 mit einer vorbestimmten optischen Leistung koppeln, her oder umfassen diese.
Unter Bezugnahme auf 2 ist dort eine isometrische Ansicht eines Teils des optisch verbundenen Computersystems 101 gezeigt. Die isometrische Ansicht stellt die Speichersteuerung 102, die über einem Träger 202, wie z. B. einer gedruckten Schaltungsplatine, befestigt ist, dar. Die Speichersteuerung 102 stellt eine Verbindung zu den ersten Speichervorrichtungen 106 der ersten Bank 104 durch die erste optische Verbindung 112 her. Zu Darstellungszwecken stellt die isometrische Ansicht die erste Bank 104 dar, obwohl darauf hingewiesen wird, dass die isometrische Ansicht die zweite Bank 108 darstellen könnte.
Wie in 1 erwähnt wurde, stellt die erste optische Verbindung 112 die Kommunikation von der Speichersteuerung 102 zu den und durch die ersten Speichervorrichtungen 106 und zurück zu der Speichersteuerung 102 bereit. Die erste optische Verbindung 112 stellt die Kommunikation mit optischen Eintrittsverbindungen 204, wie z. B. optischen Verbindungen in die eine Richtung (northbound), und optischen Austrittsverbindungen 206, wie z. B. optischen Verbindungen in die entgegengesetzte Richtung (southbound), bereit. Die Ausdrücke „Eintritt” und „Austritt” sind für die Speichersteuerung 102 relativ. Die optischen Eintrittsverbindungen 204 tragen Informationen, wie z. B. Befehle, Daten oder einen Sta tus, in die Speichersteuerung 102. Die optischen Austrittsverbindungen 206 tragen Informationen, wie z. B. Befehle, Daten oder einen Status, von der Speichersteuerung 102 weg.
Zu Darstellungszwecken ist das optisch verbundene Computersystem 101 so beschrieben, dass die erste optische Verbindung 112 die Kommunikation mit den optischen Eintrittsverbindungen 204 und den optischen Austrittsverbindungen 206 bereitstellt, obwohl darauf hingewiesen wird, dass die erste optische Verbindung 112 die Kommunikation ohne Zuordnung der optischen Eintrittsverbindungen 204 und der optischen Austrittsverbindungen 206 für eine Kommunikation in jeder Richtung bereitstellen könnte.
Die erste optische Verbindung 112 könnte z. B. die Kommunikation zwischen den ersten Speichervorrichtungen 106 und der Speichersteuerung 102 unter Verwendung des gleichen optischen Wellenleiterwegs für sowohl optische „Eintritts”- als auch „Austritts”-Kommunikationen bereitstellen. Dies wird mit vorbestimmten optischen Wellenlängen erzielt, wobei eine oder mehrere der vorbestimmten Wellenlängen für eine „Eintritts”-Kommunikation verwendet werden und eine weitere oder mehrere weitere der vorbestimmten Wellenlängen für eine „Austritts”-Kommunikation verwendet werden.
Beispielhaft umfasst die Speichersteuerung 102 derartige elektrische Verbindungen (nicht gezeigt), dass die Speichersteuerung 102 eine Optisch-zu-Elektrisch-(O/E-) und eine Elektrisch-zu-Optisch-(E/O-)Umwandlung durchführt. Die Speichersteuerung 102 umfasst einen Steuerungs-Photodetektor 208, wie z. B. eine Photodiode, der mit den optischen Eintrittsverbindungen 204, vorzugsweise durch bestimmte Mikrooptik, verbunden ist, und eine Steuerungs-Lichtquelle 210, wie z. einen Laser, die mit den optischen Austrittsverbindungen 206, vorzugsweise durch bestimmte Mikrooptik, verbunden ist. Zu Darstellungszwecken wird die Speichersteuerung 102 so beschrieben, dass sie eine O/E- und E/O-Umwandlung an ihrer Schnittstelle zu der ersten optischen Verbindung 112 durchführt, obwohl darauf hingewiesen wird, dass die Speichersteuerung 102 eine optische Verbindung zu der ersten optischen Verbindung 112 ohne Durchführung der O/E- und der E/O-Umwandlung bereitstellen könnte.
Die ersten Speichervorrichtungen 106 sind Einsteckkarten, die mit dem Träger 202 verbunden sind, der Verbindungen zu den optischen Eintrittsverbindungen 204 und den optischen Austrittsverbindungen 206 einrichtet.
Jede der ersten Speichervorrichtungen 106 umfasst Speichervorrichtungen 212, wobei die Speichervorrichtungen 212 mit einem Speicher-Photodetektor 214, wie z. B. einer Photodiode, und einer Speicher-Lichtquelle 216, wie z. B. einer Laserdiode, gekoppelt sind. Der Speicher-Photodetektor 214 und die Speicher-Lichtquelle 216 sind durch gestrichelte Linien dargestellt, was bedeutet, dass der Speicher-Photodetektor 214 und die Speicher-Lichtquelle 216 bei diesem Bespiel nicht in den ersten Speichervorrichtungen 106 beinhaltet sind, sondern mit den ersten Speichervorrichtungen 106 verbunden sind. Bei anderen Implementierungsbeispielen können diese in den Speichervorrichtungen beinhaltet sein.
Der Speicher-Photodetektor 214 stellt eine Verbindung zu den optischen Austrittsverbindungen 206 her. Die Speicher-Lichtquelle 216 stellt eine Verbindung zu den optischen Eintrittsverbindungen 204 her. Zu Darstellungszwecken sind die ersten Speichervorrichtungen 106 als eine O/E- und E/O-Umwandlung zu den und von den Speichervorrichtungen 212 durchführend beschrieben, obwohl darauf hingewiesen wird, dass die ersten Speichervorrichtungen 106 unter Umständen keine derartigen Umwandlungen durchführen. Die Speichervorrichtungen 212 könnten z. B. eine optische Schnittstelle zur Verbindung mit der ersten optischen Verbindung 212 bereitstellen.
Bei einem Beispiel sind die ersten Speichervorrichtungen 106 durch eine elektrische Schnittstelle zwischen den Speichervorrichtungen 212 und dem Speicher-Photodetektor 214 und zwischen den Speichervorrichtungen 212 und der Speicher-Lichtquelle 216 angeschlossen. In diesem Fall können der Speicher-Photodetektor 214 und die Speicher-Lichtquelle 216 zusammen mit der ersten optischen Verbindung 112 auf dem Träger 202 befestigt sein.
Die Speichervorrichtungen 212 könnten eine Anzahl von Speichertechnologien umfassen. Die Speichervorrichtungen 212 könnten z. B. flüchtigen Direktzugriffsspeicher (RAM; RAM = random access memory), wie z. B. dynamischen Direktzugriffsspeicher (DRAM oder statischen Direktzugriffsspeicher (SRAM), umfassen. Als weiteres Beispiel könnten die Speichervorrichtungen 212 nicht flüchtigen Speicher umfassen, wie z. B. nicht-flüchtigen Direktzugriffsspeicher (NVRAM; NVRAM = non-volatile random access memory) oder Nur-Lese-Speicher (ROM; ROM = read only memory).
Die Speichersteuerung 102 führt ein Rundsenden oder Sammelsenden von Informationen, wie z. B. Befehlen, Daten oder eines Status, über die optischen Austrittsverbindungen 206 zu den ersten Speichervorrichtungen 106 durch. Die optischen Austrittsverbindungen 206 tragen die rundgesendeten Informationen zu den und durch die ersten Speichervorrichtungen 106 zu der letzten verbundenen an dem Ende der optischen Austrittsverbindungen 206. Jede der ersten Speichervorrichtungen 106 könnte Informationen über die optischen Eintrittsverbindungen 204 durch die ersten Speichervorrichtungen 106 zwischen der einen übertragenden und der Speichersteuerung 102 übertragen.
Als weiteres Beispiel einer Einstellung, um die vorbestimmte Kommunikationszuverlässigkeit zu erzielen und einen Leistungsverbrauch zu minimieren, könnte das Durchleitungsmerkmal der ersten Speichervorrichtungen 106 eingestellt werden, wie später detaillierter beschrieben werden wird. Bei einem anderen Beispiel könnte die Speicher-Lichtquelle 216 durch Verteilen der Leistung zu den ersten Speichervorrichtungen 106 und für die optischen Charakteristika der optischen Austrittsverbindungen 206 mit den ersten Speichervorrichtungen 106 implementiert oder eingestellt werden. Bei wiederum einem weiteren Beispiel ist die Speicher-Lichtquelle 216 vorzugsweise zur Kommunikation mit der Speichersteuerung 102 implementiert oder eingestellt. Bei wiederum einem weiteren Beispiel könnten die Speichervorrichtungen 212 für eine elektrische Nah-Kommunikation innerhalb jeder der ersten Speichervorrichtungen 106 implementiert oder eingestellt sein, was den Leistungsverbrauch des optisch verbundenen Speichersystems 102 weiter reduziert.
Unter Bezugnahme auf 3 ist dort eine Querschnittsansicht des optisch verbundenen Speichersystems 101 entlang einer Linie 3-3 in 2 gezeigt. Die Querschnittsansicht stellt die Speichersteuerung 102, die über dem Träger 202 befestigt ist, dar. Jede der ersten Speichervorrichtungen 106 ist in ein Verbindungselement 302 eingeführt. Das Verbindungselement 302 ist über dem Träger 202 befestigt.
Die optischen Austrittsverbindungen 206 verbinden die Speichersteuerung 102 mit den ersten Speichervorrichtungen 106 durch einen ersten optischen Abgriff 304, einen zweiten optischen Abgriff 306, einen dritten optischen Abgriff 308 und einen vierten optischen Abgriff 310, wobei einer der optischen Abgriffe sich unter dem Verbindungselement 302 befindet. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist der erste optische Abgriff 304 der optische Abgriff, der durch die optischen Austrittsverbindungen 206 von der Speichersteuerung 102 zuerst gequert wird, und der vierte optische Abgriff 310 ist der letzte.
Die Kette optischer Abgriffe wird eingestellt oder ist derart einstellbar, dass die optische Energie von der Speichersteuerung 102 durch den ersten optischen Abgriff 304 bis vierten optischen Abgriff 310 zu den ersten Speichervorrichtungen 106 verteilt wird, wie später detaillierter beschrieben werden wird. Zu Darstellungszwecken wird einer der optischen Abgriffe unter dem Verbindungselement 302 beschrieben, obwohl darauf hingewiesen wird, dass die optischen Abgriffe in dem Verbindungselement 302 beinhaltet sein könnten. Die Anzahl der optischen Abgriffe des Systems 100 hängt teilweise von der Empfängerempfindlichkeit und der optischen Eingangsleistung von der Speichersteuerung 102 ab. Acht optische Abgriffe sind z. B. mit einer Eingangsleistung von 1 mW und einer Empfängerempfindlichkeit von –13 dBm erzielbar.
Der Speicher-Photodetektor 214 und die Speicher-Lichtquelle 216 aus 2, vorzugsweise zusammen mit deren Mikrooptik, sind in dem Verbindungselement 302 beinhaltet. Der Speicher-Photodetektor 214 und die Speicher-Lichtquelle 216 aus 2 könnten beispielsweise über dem Träger 202 anstelle des Verbindungselements 302 befestigt sein.
Das optisch verbundene Computersystem 101 könnte so implementiert sein, dass der Träger 202 über einem weiteren Träger (nicht gezeigt), wie z. B. einer gedruckten Schaltungsplatine, befestigt ist. Der Träger 202 mit den ersten Speichervorrichtungen 106, der Speichersteuerung 102, den optischen Abgriffen 116 und der ersten optischen Verbindung 112 aus 2 könnte als ein Teilsystem, eine Tochterkarte oder eine Zwischenkarte vorgesehen sein und schnittstellenmäßig mit dem Rest eines Computersystems (z. B. Prozessor und Bus) durch eine vorbestimmte Schnittstelle (nicht gezeigt), wie z. B. eine elektrische oder optische Schnittstelle, verbunden sein.
Unter Bezugnahme auf 4 ist dort eine detailliertere Querschnittsansicht 400 einer der ersten Speichervorrichtungen 106 und des ersten optischen Abgriffs 304 gezeigt. Die detailliertere Querschnittsansicht 400 stellt den ersten optischen Abgriff 304 in einem Weg eines ersten Eingangslichts 402 von der Speichersteuerung 102 aus 2 dar.
Der erste optische Abgriff 304 in einem Winkel 404, wie z. B. einem 45°-Winkel, teilt das erste Eingangslicht 402 auf, das als Variable P₀ bezeichnet ist. Der erste optische Abgriff 304, mit einem Reflexionsvermögen R₁ und einer Durchlässigkeit T₁, reflektiert einen Teil des ersten Eingangslichts 402 zu einer der ersten Speichervorrichtungen 106, die in das Verbindungselement 302 eingesteckt sind. Der reflektierte Teil ist ein erstes reflektiertes Licht 406, das als eine Variable P_r = P₀·R₁ bezeichnet ist. Ein Teil des ersten Eingangslichts 402, der durch den ersten optischen Abgriff 304 läuft, wird zu dem zweiten optischen Abgriff 306 aus 3 bis vierten optischen Abgriff 310 aus 3 übertragen. Es wird darauf hingewiesen, dass die Anzahl der optischen Abgriffe durch die Empfängerempfindlichkeit und die Leistung des ersten Eingangslichts 402 oder P₀ eingeschränkt sein könnte.
Der durchgelassene Teil ist ein erstes durchgelassenes Licht 408, das als eine Variable P_t = P₀ ^*T₁ bezeichnet wird. Der erste optische Abgriff 304 stellt die optischen Charakteristika gemäß der Beziehung P₀ = P_r + P_t + Verlust bereit. Der „Verlust” könnte einen optischen Verlust von dem optischen Abgriff 304 und von dem optischen Weg in den optischen Aus trittsverbindungen 206 umfassen. Idealerweise sollte der Verlust so klein wie möglich gehalten werden, so dass R₁ + T₁ ~ 1 gilt.
Das optische Verbindungssystem 100 wird eingestellt oder ist durch Setzen oder Einstellen von P₀, P_r, P_t oder einer Kombination derselben einstellbar. Zum Beispiel könnte, wenn das Verbindungselement 302 mit dem ersten optischen Abgriff 304 nicht bestückt ist, der erste optische Abgriff 304 eingestellt werden, um den P_r-Beitrag zu minimieren oder zu beseitigen. Dies würde es ermöglichen, dass die Speichersteuerung 102 die Energie des ersten Eingangslichts 402 reduzieren kann, wodurch der Leistungsverbrauch des Computerspeichersystems 101 aus 3 reduziert wird.
Zusätzlich könnten die optischen Abgriffe einzeln oder zusammen von dem ersten optischen Abgriff 304 bis vierten optischen Abgriff 310 derart entworfen oder eingestellt werden, dass der Leistungsverbrauch des optischen Speichersystems 101 minimiert oder reduziert wird, während die gleiche Menge an empfangener Leistung an jede der ersten Speichervorrichtungen 106 bereitgestellt wird, was zu einer vorbestimmten Kommunikationszuverlässigkeit oder BFR führt. Dies könnte durch ein Entwerfen der optischen Charakteristika der optischen Abgriffe mit der ersten optischen Verbindung 112 aus 2 und mit den abgestuften oder Verhältnisbeziehungen der optischen Charakteristik zwischen den optischen Abgriffen erzielt werden, wie in 5 eingehender beschrieben werden wird.
Außerdem wird der minimale Leistungsverbrauch durch die Empfindlichkeit der O/E-Elektronik, wie z. B. des Speicher-Photodetektors 214, bestimmt. Für eine bestimmte optische Leistung von dem ersten Eingangslicht 402 und eine bestimmte Empfängerempfindlichkeit in dem Speicher-Photodetektor 214 z. B. könnte eine Anzahl optischer Auffächerungen bestimmt oder berechnet werden. Der Leistungsverbrauch des optisch verbundenen Computersystems 101 könnte durch Nicht-Aktivieren oder Nicht-Versorgen der O/E-Elektronik, wie z. B. des Speicher-Photodetektors 214, mit Leistung, wenn ein Verbindungselement 302 nicht bestückt ist, weiter reduziert werden.
Der erste optische Abgriff 304 sowie die anderen optischen Abgriffe könnten in einer Anzahl von Weisen eingestellt werden. Das optisch verbundene Speichersystem 100 könnte z. B. konfiguriert sein, dass das Verbindungselement 302 an dem Ort des ersten optischen Abgriffs 304 nicht bestückt wird. In diesem Fall könnte auch der erste optische Abgriff 304 nicht bestückt wird. Bei einem weiteren Beispiel könnte der Winkel 404 des ersten optischen Abgriffs 304 eingestellt werden, um die reflektierte Leistung P_r zu senken oder zu beseitigen. Dies könnte außerdem ein derartiges Einstellen des Winkels 404, dass der erste optische Abgriff 304 nicht in dem Weg des ersten Eingangslichts 402 ist, umfassen.
Bei wiederum einem weiteren Beispiel könnte der Winkel 404 des ersten optischen Abgriffs 304 sowie der anderen durch die mechanische Einfügung einer der ersten Speichervorrichtungen 106 in das Verbindungselement 302 beeinflusst werden. Die Einfügung könnte den Winkel 404 des ersten optischen Abgriffs 304, der in dem Weg des ersten Eingangslichts 402 sein soll, einstellen. Das Verbindungselement 302, das nicht bestückt wird, stellt den Winkel 404 bereit, um den ersten optischen Abgriff 304 aus dem Weg des ersten Eingangslichts 402 zu entfernen, oder P_r zu minimieren. Die Einstellung des Winkels 404 des ersten optischen Abgriffs 304 benachrichtigt die Speichersteuerung 102, ob der Ort mit dem ersten optischen Abgriff 304 bestückt ist oder nicht. Diese Benachrichtigung kann es ermöglichen, dass die Speichersteuerung 102 die Energie des ersten Eingangslichts 402 einstellen kann.
Der Winkel 404 kann in einer Anzahl von Weisen eingestellt werden. Das Verbindungselement 302 könnte z. B. eine Einstellvorrichtung 410, wie z. B. einen Verriegelungsarm, die verwendet werden könnte, um eine der ersten Speichervorrichtungen 106 in dem Verbindungselement 302 zu verbinden und zu halten, umfassen. Die Position oder Einstellung der Einstellvorrichtung 410 könnte den Winkel 404 des ersten optischen Abgriffs 304 einstellen und die geeignete Benachrichtigung an die Speichersteuerung 102 bereitstellen. Die Einstellvorrichtung 410 befindet sich vorzugsweise nicht in dem optischen Weg. Bei einem modifizierten Beispiel könnte die Einstellvorrichtung 410 den Winkel 404 nicht verändern, sondern statt dessen den ersten optischen Abgriff 304 aus dem optischen Weg entfernen, wie z. B. schieben.
Ein Beispiel der Benachrichtigung an die Speichersteuerung 102 könnte umfassen, dass die Einstellvorrichtung 410 in einer eingefügten Position eine Referenzspannung, wie z. B. Masse, an einen Eingang der Speichersteuerung 102 anlegt. Die Einstellvorrichtung 410 in einer nicht-bestückten Position könnte eine unterschiedliche Referenzspannung zu der in der eingefügten Position anlegen oder das Referenzeingangssignal in die Speichersteuerung 102 schweben lassen.
Die Einstellvorrichtung 410 könnte in anderen Wesen implementiert sein. Die Einstellvorrichtung 410 könnte z. B. mikroelektromechanische Systeme (MEMS) oder ein elektrisch gesteuertes Reflexionsvermögen der optischen Abgriffe umfassen. Die Einstellvorrichtung 410 könnte beispielsweise auch mechanische Strukturen, elektrische Strukturen oder eine Kombination derselben, die mit Software oder Firmware zusammenarbeiten könnten, umfassen.
Der erste optische Abgriff 304, wie auch der zweite optische Abgriff 306, der dritte optische Abgriff 308 aus 3 und der vierte optische Abgriff 310 könnten in einer Anzahl von Weisen implementiert sein. Der erste optische Abgriff 304 sowie die anderen optischen Abgriffe könnten z. B. mit Membran-Strahlteilern mit geeigneten optischen Beschichtungen implementiert sein, um so eine vorbestimmte Menge an Reflexionsvermögen, Durchlässigkeit und bekanntem optischen Verlusts zu ergeben. Vorzugsweise sollten die verwendeten optischen Strahlteilerbeschichtungen nicht polarisierend sein, um so mögliche Unterschiede zwischen Reflexionsvermögen/Durchlässigkeit als eine Funktion einer Eingangspolarisation von Licht zu minimieren. Membran-Strahlteiler minimieren oder beseitigen Geisterbild- oder Strahlabweichungsprobleme. Als weiteres Beispiel könnte der erste optische Abgriff 304, wie auch die anderen optischen Abgriffe, mit optischen Streuern oder optischen Teilern verschiedener Größen und geometrischer Konfigurationen, z. B. einer dreieckigen oder Diamantform, implementiert sein. Als weiteres Beispiel könnte der erste optische Abgriff 304 mit metallischen Strukturen im Sub-Wellenlängen-Bereich, die das erwünschte Licht reflektieren und durchlassen, implementiert sein. Die Menge an Reflexionsvermögen und Durchlässigkeit kann durch den „Füllfaktor” der metallisierten zu nicht-metallisierten Regionen ungefähr geschätzt werden.
Der reflektierte Teil des ersten Eingangslichts 402 wird zu dem Speicher-Photodetektor 314 durchgelassen. Der Speicher-Photodetektor 214 wandelt das reflektierte optische Licht in ein elektrisches Signal für die Speichervorrichtung 212 um.
Wie bereits beschrieben wurde, könnte die erste optische Verbindung 112 die Kommunikation unter Verwendung des gleichen optischen Wellenleiterwegs führt sowohl optische „Eintritts”- als auch „Austritts”-Kommunikation bereitstellen. Dies wird mit vorbestimmten optischen Wellenlängen erzielt, wobei eine oder mehrere der vorbestimmten Wellenlängen für eine „Eintritts”-Kommunikation verwendet werden und eine weitere oder mehrere weitere der vorbestimmten Wellenlängen für eine „Austritts”-Kommunikation verwendet werden. In den ersten Speichervorrichtungen 106 könnte ein wellenlängenselektives Element (nicht gezeigt), wie z. B. ein dichroisches Filter, die Richtung der Kommunikation trennen und identifizieren. Der optische Abgriff geht dem wellenlängenselektiven Element voraus.
Bezug nehmend auf 5 ist dort eine veranschaulichende Ansicht einer exemplarischen Leistungsverteilung des optischen Verbindungssystems 100, wie es in 3 ausgeführt ist, gezeigt. Die veranschaulichende Ansicht stellt eine exemplarische Leistungsverteilung für die in Verhältnis gesetzten Beziehungen des ersten optischen Abgriffs 304 bis vierten optischen Abgriffs 310 dar. Die Leistungswerte könnten sich aus einer Anzahl von Gründen unterscheiden. Die Leistungswerte könnten sich beispielsweise aufgrund der Anzahl optischer Auffächerungen, der Datenrate, einer Strecke des optischen Wegs, optischer Charakteristika der optischen Abgriffe oder einer Kombination derselben, unterscheiden. Die Leistungswerte bei diesem Beispiel sind abgerundet, so dass sie Annäherungswerte sind. Zusätzlich ist, wenn davon gesprochen wird, dass ein Abgriff die gleiche Menge an Leistung wie ein anderer Abgriff entfernt, z. B. 100 Mikrowatt (μW), gemeint, dass eine kleinere Variation von den 100 μW vorliegen könnte, die innerhalb annehmbarer Toleranzpegel liegt, wie dies durch das Budget der Verknüpfung bestimmt wird.
Die veranschaulichende Ansicht stellt die Speichersteuerung 102 aus 3 als 1 Milliwatt (mW) optischer Energie in eine der optischen Austrittsverbindungen 206 zu dem ersten optischen Abgriff 304 als das erste Eingangslicht 402 ausgebend dar. Der erste optische Abgriff 304 teilt das erste Eingangslicht 402 auf und reflektiert gemäß seiner Verhältnisleistungsteilungsbeziehung von 0,1 Reflexionsvermögen zu 0,9 Durchlässigkeit 100 (μW) in dem ersten reflektierten Licht 406 und lässt 900 μW in dem ersten durchgelassenen Licht 408 durch. Das erste durchgelassene Licht 408 stellt das rundgesendete Signal von der Speichersteuerung 102 dar, das mit einem Leistungsverlust von 100 μWs durchgeleitet wird.
Dieses Beispiel fortführend gibt der zweite optische Abgriff 306 die 900 μW von dem ersten optischen Abgriff 304 in das erste durchgelassene Licht 408 ein. Der zweite optische Abgriff 306 teilt das erste durchgelassene Licht 408 auf und reflektiert gemäß seiner Verhältnisleistungsteilungsbeziehung von 0,111 Reflexionsvermögen zu 0,889 Durchlässigkeit 100 Mikrowatt (μW) in einem zweiten reflektierten Licht 502 und lässt 800 μW in einem zweiten durchgelassenen Licht 504 durch. Das zweite durchgelassene Licht 504 stellt das Rundsendesignal von der Speichersteuerung 102 dar, das mit einem Leistungsverlust von 200 μWs durchgeleitet wird.
Der dritte optische Abgriff 308 gibt die 800 μW in dem zweiten durchgelassenen Licht 504 von dem zweiten optischen Abgriff 306 ein. Der dritte optische Abgriff 308 teilt das zweite durchgelassene Licht 504 auf und reflektiert gemäß seiner Verhältnisleistungsteilungsbeziehung von 0,125 Reflexionsvermögen zu 0,875 Durchlässigkeit 100 μW in einem dritten reflektierten Licht 506 und lässt 700 μW in einem dritten durchgelassenen Licht 508 durch. Das dritte durchgelassene Licht 508 stellt das Rundsendesignal von der Speichersteuerung 102, das mit einem Leistungsverlust von 300 μWs durchgeleitet wird, dar.
Der vierte optische Abgriff 310 gibt die 700 μW in dem dritten durchgelassenen Licht 508 von dem dritten optischen Abgriff 308 ein. Der vierte optische Abgriff 310 teilt das dritte durchgelassene Licht 508 auf und reflektiert gemäß seiner Verhältnisleistungsteilungsbeziehung von 0,143 Reflexionsvermögen zu 0,857 Durchlässigkeit 100 μW in einem vierten reflektierten Licht 510 und lässt 600 μW in einem vierten durchgelassenen Licht 512 durch. Das vierte durchgelassene Licht 510 stellt das Rundsendesignal von der Speichersteuerung 102 dar, das mit einem Leistungsverlust von 400 μWs durchgeleitet wird. Bei diesem Beispiel werden 100 μW veranschaulichend als die minimale Leistung verwendet, die benötigt wird, um eine zuverlässige Kommunikationsverknüpfung beizubehalten. Bei diesem Beispiel nimmt bei einem Rundsende- oder Sammelsendesignal die Verhältnisbeziehung der optischen Abgriffe in der Richtung einer Signalbewegung von dem ersten optischen Abgriff zu dem letzten optischen Abgriff an Reflexionsvermögen zu und nimmt an Durchlässigkeit ab.
Die 600 μW in dem vierten durchgelassenen Licht 512 von dem vierten optischen Abgriff 310 implizieren, dass mehr optische Abgriffe und mehr Speichervorrichtungen in dem Weg der optischen Austrittsverbindungen 206 beinhaltet sein könnten. Andererseits ermöglichen die 600 μW in dem vierten durchgelassenen Licht 512 von dem vierten optischen Abgriff 310 die Reduzierung einer Energie des ersten Eingangslichts 402 in einer derartigen Weise, dass das vierte durchgelassene Licht 512 durch den vierten optischen Abgriff 310 Null oder nahezu Null ist, wobei das vierte reflektierte Licht 510 etwa bei 100 μW liegt.
Bei einem Beispiel zum Erzielen eines minimalen Leistungsverbrauchs und Erfüllen eines Kommunikationszuverlässigkeitsmaßes könnte das optische Verbindungssystem 100 derart eingestellt werden, dass der reflektierte Teil und der durchgelassene Teil an jedem der optischen Abgriffe von dem ersten optischen Abgriff 304 bis vierten optischen Abgriff 310 die Energie bereitstellen, die an jedem der reflektierten Teile benötigt wird, während eine ausreichende Leistung zu dem Rest der Kette optischer Abgriffe durchgelassen wird.
Wenn z. B. der vierte optische Abgriff 310 der letzte optische Abgriff bei den optischen Austrittsverbindungen 206 ist, wird das optische Verbindungssystem 100 derart eingestellt oder entworfen, dass das vierte durchgelassene Licht 512 in etwa Null ist. Für dieses Beispiel könnte die Steuerungs-Lichtquelle aus 2 für eine weitere Reduzierung des Leistungsverbrauchs zusätzlich eingestellt sein, um eine niedrigere Leistung als die 1 mW, die dargestellt sind, auszugeben.
Für eine Rückwegdarstellung überträgt eine der ersten Speichervorrichtungen 106 aus 3 Informationen, wie z. B. Befehle, Daten oder einen Status, über eine der optischen Eintrittsverbindungen 204 an die Speichersteuerung 102. Jede der ersten Speichervorrichtun gen 106 ist konfiguriert, um 1 mW optischer Energie an seinen jeweiligen optischen Abgriff durchzulassen, wenn übertragen wird. Bei diesem Beispiel stellt der Rückweg das reflektierte und das durchgelassene Signal für jeden optischen Abgriff, der durch ein Signal durchlaufen wird, das für die übertragende Speichervorrichtung 106 erzeugt wird, dar. Der vierte optische Abgriff 310 empfängt ein 1 mW-Lichtsignal 513, das Daten trägt, die aus einer elektrischen Form umgewandelt werden, von seiner jeweiligen Speichervorrichtung 106. Gemäß dem Verhältnis von Reflexionsvermögen/Durchlässigkeit von 0,143/0,857 für diesen optischen Abgriff 310 und der Richtung eines Einfalls des Lichtquellensignals wird das empfangene 1 mW-Lichtquellensignal geteilt, was ein optisches Signal 532 erzeugt, das den Reflexionsvermögensleistungsteil, 0,143 oder 0,143 μW, von der Aufteilung empfängt, wobei dieses Signal zu einer der optischen Eintrittsverbindungen 204 abgelenkt oder reflektiert wird, und das Signal 515, das den Durchlässigkeitsleistungsteil, 0,857 oder 857 μWs empfängt, wird fallengelassen. Umgekehrt kann anstelle eines Fallenlassens seiner Leistung dieses auch verwendet werden, um die Rückdaten zu einem anderen optischen Verbindungsbus rundzusenden. An dem optischen Abgriff 308 teilt das reflektierte Signal mit 143 μW, das auf der optischen Verbindung empfangen wird, das Signal gemäß seiner Leistungsverhältnisbeziehung so auf, dass ein durchgelassenes Signal 518 mit 0,875 von 143 μW oder 125 μW auf dem optischen Verbindungsweg 204 durchgeleitet wird, während ein reflektiertes Signal 516 mit 0,125 von 1,43 μW oder 17,9 μW zu einem unterschiedlichen Weg gerichtet und in diesem Fall fallengelassen wird. Ähnlich empfängt der optische Abgriff 306 auf der optischen Verbindung das durchgelassene Signal 518 von dem Abgriff 308 mit einer Leistung 125 μW und teilt das Signal 518 gemäß seiner Leistungsverhältnisbeziehung 0,111/0,889 so auf, dass ein durchgelassenes Signal 524 mit 0,889 von 125 μW oder 111 μW auf dem optischen Verbindungsweg 204 durchgeleitet wird, während ein reflektiertes Signal 522 mit 0,111 von 125 μW oder 13,9 μW zu einem unterschiedlichen Weg gerichtet und in diesem Fall fallengelassen wird. Der optische Abgriff 304 empfängt das durchgelassene Signal 524 mit 111 μW von dem optischen Abgriff 306 über die optische Verbindung und teilt dasselbe gemäß seiner Verhältnisbeziehung von 0,1/0,9 so auf, dass ein durchgelassenes Signal 530 mit 0,9 von 111 μW oder 100 μW auf der optischen Verbindung zu dem optischen Empfänger der Speichersteuerung 102 durchgeleitet wird, während das andere reflektierte Signal 528 mit 0,1 von 111 μW oder 11 μW zu einem unterschiedlichen Weg gerichtet und fallengelassen wird. In dem Rückweg stellen die optischen Abgriffe eine in Verhältnis gesetzte Beziehung eines abnehmenden Reflexionsvermögens und einer zunehmenden Durchlässigkeit für ein erzeugtes Signal von einer der Vorrichtungen zu einer spezifischen Zielvorrichtung, wie z. B. einer Speichersteuerungsvorrichtung, bereit.
Bei diesem Beispiel empfängt, wenn der dritte optische Abgriff 308 mit einer Komponente gekoppelt wurde, die ein Signal auf dem Rückweg an die Speichersteuerung 102 sendet (z. B. Lesedaten gesendet werden), der dritte optische Abgriff 308 ein 1 mW-Lichtsignal von einer Lichtquelle für seine Senderkomponente. Für diesen Eingangslichtweg wäre das reflektierte Lichtsignal 125 μW und würde auf dem optischen Rückweg gesendet, während das durchgelassene Signal mit 875 μW fallengelassen würde. Die optischen Abgriffe 306 und 304 würden das reflektierte 125 μW-Signal in der gleichen Weise verarbeiten, wie das durchgelassene Lichtsignal 518 mit 125 μW verarbeitet wurde, wie bei obigem Beispiel.
Bei diesem Beispiel empfängt, wenn der zweite optische Abgriff 306 mit einer Komponente gekoppelt wurde, die ein Signal auf dem Rückweg an die Speichersteuerung 102 sendet (z. B. Lesedaten gesendet werden), der zweite optische Abgriff 306 ein 1 mW-Lichtsignal von einer Lichtquelle für seine Senderkomponente. Für diesen Eingangslichtweg wäre das reflektierte Lichtsignal 111 μW und würde auf dem optischen Rückweg gesendet, während das durchgelassene Signal mit 889 μW fallengelassen würde. Der optische Abgriff 304 würde das reflektierte 111 μW-Signal in der gleichen Weise verarbeiten, wie er das übertragene Lichtsignal 524 mit 111 μW verarbeitete, wie bei obigem Beispiel.
Bei diesem Beispiel empfängt, wenn der erste optische Abgriff 304 mit einer Komponente gekoppelt wurde, die ein Signal auf dem Rückweg an die Speichersteuerung 102 sendet (z. B. Lesedaten gesendet werden), der erste optische Abgriff 304 ein 1 mW-Lichtsignal von einer Lichtquelle für seine Senderkomponente. Für diesen Eingangslichtweg wäre das reflektierte Lichtsignal 100 μW und würde auf dem optischen Rückweg an die Speichersteuerung 102 gesendet werden, während das durchgelassene Signal mit 900 μW fallengelassen würde.
Wie dargestellt ist, sind die Werte des Reflexionsvermögens und der Durchlässigkeit jedes der optischen Abgriffe identisch, ob sie zum Rundsenden des ersten Eingangslichts 402 verwendet werden oder für den Rückweg zurück zu der Speichersteuerung 102.
Die erste optische Verbindung 112 aus 3 ist so beschrieben, dass die optischen Abgriffe eine in Verhältnis gesetzte Beziehung mit einem ansteigenden Reflexionsvermögen und einer abnehmenden Durchlässigkeit von dem ersten optischen Abgriff 304 zu dem vierten optischen Abgriff 310 aufweisen, was ein vorbestimmtes reflektiertes Ausgangssignal aus jedem der optischen Abgriffe ausgibt. Bei diesem Beispiel ist das reflektierte Ausgangssignal von jedem der optischen Abgriffe in der Austrittsrichtung im Wesentlichen gleich und gleich dem letzten Ausgangssignal in der Eintrittsrichtung.
Bezug nehmend auf 6 ist darin ein Flussdiagramm eines Verfahrens 600 zur Kommunikation zwischen optisch verbundenen Computersystem-Komponenten gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung gezeigt. Dieses Verfahren kann mit einem oder mehreren der oben erläuterten Systemausführungsbeispiele verwendet werden. Das Verfahren 600 umfasst 602, dass ein erster Abgriff (z. B. 310) gemäß einer Leistungsverhältnisbeziehung des ersten Abgriffs die gleiche Menge an Leistung, wie ein zweiter Abgriff (z. B. 308) von einem Signal entfernt, das von dem optischen Datenkommunikationsweg empfangen wird, wobei sich dieses Signal in einer Richtung auf dem Weg bewegt. Alternativ können die Abgriffe eine gleiche minimale Menge an Leistung entfernen, es kann jedoch eine weitere Variation und bei einigen Vorrichtungen, die eine größere Gesamtleistung empfangen, vorliegen. Der erste Abgriff leitet 604 auf dem optischen Datenkommunikationsweg den Rest des Rundsendesignals als ein optisches Signal mit einer zweiten Leistung durch, wobei die zweite Leistung auch durch die Leistungsverhältnisbeziehung des ersten Abgriffs bestimmt wird. Wie in dem Beispiel aus 3 dargestellt ist, sind die Leistungsverhältnisbeziehungen unterschiedlich. Wenn das Signal passiv durch die Abgriffe auf dem optischen Weg läuft, verliert es mehr und mehr Leistung, so dass die an jedem Abgriff empfangene Leistung unterschiedlich ist. So zieht das Leistungsverhältnis, um eine minimale Leistungsanforderung für den optischen Empfänger oder Photodetektor für jede Komponente zu erhalten, an jedem Abgriff einen unterschiedlichen Prozentsatz an Leistung von dem Signal ab, das er von der Sender-Rundsende- oder -Sammelsende-Vorrichtung empfängt. Das Verfahren weist ferner auf 606, dass der erste Abgriff gemäß der gleichen Verhältnisbeziehung des ersten Abgriffs eine unterschiedliche Menge an Leistung als ein zweiter Abgriff von einem Durchlaufsignal entfernt, das von dem optischen Datenkommunikationsweg empfangen wird und sich in einer entgegengesetzten Richtung bewegt. Die Verhältnisbeziehung an jedem Abgriff ist derartig, dass ein optischer Empfänger für eine Zielcomputersystemkomponente die gleiche Menge an Leistung in einem Signal empfängt, unabhängig davon, welche Lichtquelle für eine Sendercomputersystemkomponente das Signal erzeugt hat.
7A ist eine Ansicht eines Beispiels eines einzelnen optischen Abgriffs, der optische Wege, die optischen Eintritts- und Austrittssignale tragen, schneidet, wobei dieses Beispiel ein Aufteilen optischer Austrittssignale darstellt, wobei dieses Ausführungsbeispiel bei einem oder mehreren Ausführungsbeispielen der Erfindung verwendet werden kann. Ein optischer Strahlteiler 702 ist in einen Winkel in die optischen Verbindungen 704 eingeführt. Dies kann mit Lichtleitern implementiert sein, wie z. B. Hohlmetallwellenleiter. Diese Lichtleiter sind Hohlleiter mit einer Metallbeschichtung auf der Innenseite des Leiters, der Licht mit niedrigem Verlust führt, und die optischen Abgriffe können durch Schneiden von Schlitzen in dieselben eingefügt werden. Die optischen Verbindungen 704 bei diesem Beispiel tragen optische Austrittssignale 706. Eine derartigen Anordnung ist z. B. zur Verwendung mit einem optisch verbundenen Speichersystem geeignet. In der Figur wird der optische Strahlteiler mit einem Winkel von etwa 45° eingefügt. Der Strahlteiler 702 kann ein Membran-Strahlteiler sein und die optischen Verbindungen 704 können als Hohlmetallwellenleiter implementiert sein. In dem Austrittsweg wird das reflektierte Licht 710 zu einem optischen Empfänger für die optisch gekoppelte Speichervorrichtung (siehe 2 und 3) gesendet und das Licht mit einer Leistung, die proportional zu dem Durchlässigkeitswert ist, wird durchgeleitet, um durch den nächsten optischen Abgriff empfangen zu werden.
7B ist eine Ansicht eines Beispiels eines einzelnen optischen Abgriffs, der optische Wege, die optische Eintritts- und Austrittssignale tragen, schneidet, wobei dieses Beispiel ein Aufteilen optischer Eintrittssignale darstellt, wobei dieses Ausführungsbeispiel bei einem oder mehreren Ausführungsbeispielen der Erfindung verwendet werden kann. Auf dem Rückweg wird das Eingangslicht 709 (z. B. von einer Lichtquelle einer Speichervorrichtung, wie in 5B erläutert wurde) in ein Licht 712 mit einer Leistung, die proportional zu dem Durchlässigkeitswert ist, und Licht 714 mit einer Leistung, die proportional zu dem Reflexionsvermögenswert ist, das auf dem Rückweg zu dem nächsten optischen Abgriff durchgeleitet wird, aufgeteilt. Das Licht 712 wird dadurch, dass es in das Substrat 716 absorbiert wird, fallengelassen. Ähnlich werden optische Eintrittssignale 711, die an den optischen Verbindungen empfangen werden, durch den optischen Abgriff 702 derart aufgeteilt, dass Licht mit einer Leistung, die proportional zu dem Durchlässigkeitswert ist, durchgeleitet wird (z. B. 714), und Licht mit einer Leistung, die proportional zu dem Reflexionsvermögenswert, fallengelassen wird (z. B. 712). Auf diese Weise wird der gleiche optische Abgriff auf dem Rückweg verwendet. Unter Verwendung dieser Konfiguration wird bei dem Beispiel aus 3 der gleiche optische Abgriff für die Eintritts- und Austrittsrichtung verwendet, die beide die in eine Richtung gerichtete (northbound) und in die entgegengesetzte Richtung gerichtete (southbound) oder Eintritts- bzw. Austrittswellenleiter schneiden. Die nächstgelegene der ersten Speichervorrichtungen 106 zu der Speichersteuerung 102 verwendet den ersten optischen Abgriff 304, um Licht für sowohl den in die eine Richtung gerichteten als auch den in die entgegengesetzte Richtung gerichteten Weg abzugreifen.
Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung stellt optische Verbindungen mit optischen Abgriffen, die eine abgestufte oder in Verhältnis gesetzte Beziehung mit einem ansteigenden Reflexionsvermögen und einer abnehmenden Durchlässigkeit von dem ersten optischen Abgriff zu dem letzten optischen Abgriff in einer Richtung einer Rundsende- oder Sammelsendesignalbewegung aufweisen, unter Ausgabe eines vorbestimmten reflek tierten Ausgangssignals aus jedem der optischen Abgriffe bereit. Bei diesem Beispiel ist das reflektierte Ausgangssignal aus jedem der optischen Abgriffe in der Austrittsrichtung im Wesentlichen gleich und gleich dem letzten Ausgangssignal in der Eintrittsrichtung. Zusätzlich stellen die optischen Abgriffe eine in Verhältnis gesetzte Beziehung eines abnehmenden Reflexionsvermögens und einer zunehmenden Durchlässigkeit bei einem Rückweg für ein Signal, das von einer der Vorrichtungen erzeugt wurde, und zwar zu einer spezifischen Zielvorrichtung, wie z. B. einer Speichersteuerungsvorrichtung, bereit. Die in Verhältnis gesetzte Beziehung ermöglicht eine bestimmte optische Leistung von dem ersten Eingangslicht und eine bestimmte Empfängerempfindlichkeit. Eine Anzahl optischer Auffächerungen könnte bestimmt oder berechnet werden, was eine vorbestimmte Kommunikationszuverlässigkeit sicherstellt. Alternativ könnte die optische Leistung von dem ersten Eingangslicht für eine vorbestimmte optische Leistung zum Minimieren eines Leistungsverbrauchs reduziert werden.
Ausführungsbeispiele der Erfindung können verwendet werden, um Probleme, insbesondere in Speichersystemen, anzugehen. Bei dem typischen oben erläuterten Beispiel einer Volumenspeicher-DIMM-Technologie mit einer Serie von DRAMs unter Verwendung eines parallelen Speicherbus z. B. verbessert die hohe Geschwindigkeit einer optischen Verbindung die Skalierbarkeit, was die elektrischen Skalierungsprobleme überwindet, so dass Daten viel schneller übertragen werden können und die maximale Anzahl von DIMMs gegenüber einem elektrischen System wesentlich erhöht werden kann. Bei dem Beispiel unter Verwendung der FBDIMM-Technologie, die den breiten Parallelbus durch schmale serielle Punkt-zu-Punkt-Verknüpfungen ersetzt hat, kann die Speichersteuerung dennoch die Daten, die auf ein optisches Signal moduliert werden, das an die Speichervorrichtungen (zum Beispiel 106) gesendet werden soll, elektronisch serialisieren und kann entscheiden, welche Vorrichtung die Steuerung des Rückwegs erhält; das optische Verbindungssystem stellt jedoch einen optischen Bus bereit, über den ein Signal rundgesendet oder sammelgesendet werden kann. So kann bei diesem Beispiel jeder Zwischenspeicherpuffer eine Seriell-zu-Parallel-Umwandlung und umgekehrt für Daten, die für seinen zugeordneten DRAM beabsichtigt sind oder von demselben gesendet werden, durchführen, der Speicherpuffer jedoch muss Daten für einen benachbarten Puffer nicht reproduzieren und weiterleiten. Die benachbarte Speichervorrichtung empfängt auch das Rundsendesignal. So werden Sprünge mit ihrer einhergehenden Latenz vermieden.
Während die Erfindung in Verbindung mit spezifischen Ausführungsbeispielen beschrieben wurde, wird darauf hingewiesen, dass viele Alternativen, Modifizierungen und Abänderungen für Fachleute auf dem Gebiet angesichts der vorstehenden Beschreibung ersichtlich sein werden. Entsprechend ist es beabsichtigt, alle derartigen Alternativen, Modifizie rungen und Abänderungen, die in der Schutzbereich der beinhalteten Ansprüche fallen, zu umschließen. Alle Belange, die bisher hierin dargelegt wurden oder in den beiliegenden Zeichnungen gezeigt sind, sollen in einem veranschaulichenden und keinem einschränkenden Sinn aufgefasst werden.
Zusammenfassung
Ein optisches Verbindungssystem (100) zur Kommunikation zwischen Computersystemkomponenten (106) ist beschrieben. Das System umfasst einen optischen Datenkommunikationsweg (112) und eine Mehrzahl optischer Abgriffe (116), wobei jeder optische Abgriff (116) eine jeweilige Computersystemkomponente (106) optisch mit dem optischen Datenkommunikationsweg (112) koppelt. Jeder optische Abgriff (116) teilt Leistung von einem empfangenen optischen Signal von dem Datenkommunikationsweg (112) oder von einer Lichtquelle (210), die ein Datensignal erzeugt, von ihrer zugeordneten Computerkomponente (102) auf, was zu einem weiteren optischen Signal führt. Jeder optische Abgriff (116) teilt Licht gemäß einer jeweiligen Leistungsverhältnisbeziehung zwischen Reflexionsvermögen und Durchlässigkeit auf. Die Verhältnisbeziehungen der optischen Abgriffe (116) zusammen stellen ein vorbestimmtes Kommunikationszuverlässigkeitsmaß für Signale bereit, die das optische Verbindungssystem (112) zwischen Computersystemkomponenten (106) durchlaufen.

Claims

Ein optisches Verbindungssystem (100) zur Kommunikation zwischen Computersystemkomponenten (106), das folgende Merkmale aufweist: einen optischen Datenkommunikationsweg (112); eine Mehrzahl optischer Abgriffe (116), wobei jeder optische Abgriff (116) eine jeweilige Computersystemkomponente (106) optisch mit dem optischen Datenkommunikationsweg (112) koppelt; und wobei jeder optische Abgriff (116) Leistung eines empfangenen Signals gemäß einer jeweiligen Leistungsverhältnisbeziehung zwischen Reflexionsvermögen und Durchlässigkeit in ein optisches Signal (532) mit einer ersten Leistung und ein optisches Signal (532) mit einer zweiten Leistung aufteilt, wobei die Verhältnisbeziehungen der optischen Abgriffe (116) zusammen ein vorbestimmtes Kommunikationszuverlässigkeitsmaß für Signale, die das optische Verbindungssystem (100) zwischen Computersystemkomponenten (106) durchlaufen, bereitstellen.
Das optische Verbindungssystem (100) gemäß Anspruch 1, bei dem es zumindest zwei optische Abgriffe (116) gibt, die unterschiedlichen Komponenten (106) zugeordnet sind und Leistung gemäß unterschiedlichen Leistungsverhältnisbeziehungen zwischen Reflexionsvermögen und Durchlässigkeit aufteilen.
Das optische Verbindungssystem (100) gemäß Anspruch 1, bei dem das vorbestimmte Kommunikationszuverlässigkeitsmaß eine minimale Bitfehlerrate ist.
Das optische Verbindungssystem (100) gemäß Anspruch 1, bei dem der optische Datenkommunikationsweg (112) unter Verwendung eines oder mehrerer Hohlmetallwellenleiter (112) implementiert ist.
Das optische Verbindungssystem (100) gemäß Anspruch 1, bei dem der optische Datenkommunikationsweg (112) einen optischen Eintrittsweg (204) und einen optischen Austrittsweg (206) aufweist, die in Bezug auf zumindest eine der Computerkomponenten (106), die über den optischen Datenweg (112) kommunizieren, definiert sind.
Das optische Verbindungssystem (100) gemäß Anspruch 1, bei dem: jeder Abgriff (116) gemäß seiner Leistungsverhältnisbeziehung etwa die gleiche Menge an Leistung von einem Rundsendesignal, das von dem optischen Datenkommunikationsweg (112) empfangen wird, entfernt, um das optische Signal mit der ersten Leistung, das an seine zugeordnete Computerkomponente gesendet wird, zu erzeugen; und jeder Abgriff auf dem optischen Datenkommunikationsweg (112) den Rest des Rundsendesignals als das optische Signal mit einer zweiten Leistung durchleitet, wobei die zweite Leistung durch dessen Leistungsverhältnisbeziehung bestimmt ist.
Das optische Verbindungssystem (100) gemäß Anspruch 1, bei dem jeder optische Abgriff (116) ein passiver optischer Abgriff (116) ist.
Ein Verfahren zur Kommunikation zwischen optisch verbundenen Computersystemkomponenten (106), zur Verwendung in einem optischen Verbindungssystem (100) zur Kommunikation zwischen Computersystemkomponenten (106), wobei das System (100) einen optischen Datenkommunikationsweg (112) und eine Mehrzahl optischer Abgriffe (116), wobei jeder optische Abgriff (116) eine jeweilige Computersystemkomponente (106) optisch mit dem optischen Datenkommunikationsweg (112) koppelt, aufweist, wobei das Verfahren folgende Schritte aufweist: ein erster Abgriff entfernt die gleiche Menge an Leistung wie ein zweiter Abgriff (306) von einem Signal, das von dem optischen Datenkommunikationsweg (112) empfangen wird, wobei sich dieses Signal in einer Richtung bewegt, gemäß einer Leistungsverhältnisbeziehung des ersten Abgriffs (304), die sich von einer Verhältnisbeziehung des zweiten Abgriffs (306) unterscheidet, um ein optisches Signal mit einer ersten Leistung zu erzeugen, das an seine zugeordnete Computerkomponente (106) gesendet wird; der erste Abgriff (304) leitet auf dem optischen Datenkommunikationsweg (112) den Rest des Rundsendesignals als ein optisches Signal mit einer zweiten Leistung durch, wobei die zweite Leistung durch die Leistungsverhältnisbeziehung des ersten Abgriffs (304) bestimmt wird; und und der erste Abgriff (304) entfernt eine unterschiedliche Menge an Leistung von einem Durchlaufsignal, das von dem optischen Datenkommunikationsweg (112) empfangen wird und sich in einer entgegengesetzten Richtung bewegt, gemäß der gleichen Verhältnisbeziehung des ersten Abgriffs (304), wobei die Verhältnisbeziehung an jedem Abgriff (116) derart ist, dass ein optischer Empfänger für eine Zielcomputersystemkomponente (106) die gleiche Menge an Leistung in einem Signal empfängt, unabhängig davon, welche Lichtquelle (210) für eine Sendercomputersystemkomponente (106) das Signal erzeugt hat.
Das Verfahren (100) gemäß Anspruch 8, bei dem die Verhältnisbeziehungen auf einer vordefinierten Leistungsverteilung unter den optischen Abgriffen (116) basieren.
Das Verfahren (100) gemäß Anspruch 8, bei dem: das Signal, das von dem optischen Datenkommunikationsweg (112) empfangen wird und sich in der einen Richtung bewegt, ein Rundsende- oder Sammelsendesignal ist.