[科普中國]-光互連

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

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

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

IBM已經(jīng)建立一個波分復(fù)用的光互連通訊協(xié)定，若此技術(shù)成功，會產(chǎn)生第一個可以百萬兆等級運算（每秒可以處理百萬兆個指令）的電腦。其中會有波導(dǎo)管將八種不同顏色的光束發(fā)射到調(diào)變器的七個接口中，因此八個資料可以同時傳送。多波長的光速延著芯片傳播，再利用光學(xué)開關(guān)來切換方向。1

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

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

因為在地面上會受自然環(huán)境，如地形、氣候及光可用性的影響，自由空間光通訊僅能太空中布署。1

光導(dǎo)纖維光導(dǎo)纖維（英語：Optical fiber），簡稱光纖，是一種由玻璃或塑料制成的纖維，利用光在這些纖維中以全反射原理傳輸?shù)墓鈧鲗?dǎo)工具。微細(xì)的光纖封裝在塑料護套中，使得它能夠彎曲而不至于斷裂。通常光纖的一端的發(fā)射裝置使用發(fā)光二極管或一束激光將光脈沖傳送至光纖中，光纖的另一端的接收裝置使用光敏元件檢測脈沖。包含光纖的線纜稱為光纜。由于信息在光導(dǎo)纖維的傳輸損失比電在電線傳導(dǎo)的損耗低得多，更因為主要生產(chǎn)原料是硅，蘊藏量極大，較易開采，所以價格很便宜，促使光纖被用作長距離的信息傳遞媒介。隨著光纖的價格進一步降低，光纖也被用于醫(yī)療和娛樂的用途。

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

光導(dǎo)纖維是雙重構(gòu)造，核心部分是高折射率玻璃，表層部分是低折射率的玻璃或塑料，光在核心部分傳輸，并在表層交界處不斷進行全反射，沿“之”字形向前傳輸。這種纖維比頭發(fā)稍粗，這樣細(xì)的纖維要有折射率截然不同的雙重結(jié)構(gòu)分布，是一個非常驚人的技術(shù)。各國科學(xué)家經(jīng)過多年努力，創(chuàng)造了內(nèi)附著法、MCVD法、VAD法等等，制成了超高純石英玻璃，特制成的光導(dǎo)纖維傳輸光的效率有了非常明顯的提高。現(xiàn)在較好的光導(dǎo)纖維，其光傳輸損失每公里只有零點二分貝；也就是說傳播一公里后只損4.5%。1

片上光網(wǎng)絡(luò)片上光網(wǎng)絡(luò)（Optical Network-on-Chip，簡稱ONoC）是一種針對MPSoC（多處理器系統(tǒng)芯片）的新型片上網(wǎng)絡(luò)。傳統(tǒng)的片上網(wǎng)絡(luò)利用電子信號來傳遞資料，因此稱為電子片上網(wǎng)絡(luò)（ENoC），其效能和和效率會受到芯片中金屬線遠少于晶體管的數(shù)量差異所限制。在許多通訊領(lǐng)域中，光學(xué)通訊已成功的取代了電氣通訊。隨著光子學(xué)技術(shù)的進展，在片上光網(wǎng)絡(luò)上已有許多相關(guān)的研究在進行。1

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片上光網(wǎng)絡(luò)

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本詞條內(nèi)容貢獻者為:

李嘉騫 - 博士 - 同濟大學(xué)