[发明专利]细粒度光学混洗互连拓扑迁移

说明书

背景技术

因为电信系统正在处置越来越大量的数据业务，因此基于光学的设备和解决方案的势头在上涨。光纤现在普遍用于互连在长距离上需要大网络带宽的系统，相比铜电缆成本比较低。随着系统增长并且光学解决方案变得更加可负担得起，系统设计人员也开始使用光学部件和互连用于系统内的短程通信以及系统之间的远程连接。

在大容量系统中，普遍利用使用设备“底架”作为形状因子的系统设计。通常，某个数量的印刷电路板(PCB)“刀片”可被插入到此类底架中，并且几个此类底架可被安装在机架中，允许系统设计人员构建可缩放系统。为了允许不同刀片彼此通信，每个刀片需要连接到底板，底板负责运送刀片之间的通信信号。

通常，底板是无源的，即，不需要任何外部电源，并且以铜迹线可用于在刀片之间交换信息的这种方式构建。图1示出了示例底架100，其可支持通过底板110互连在一起的几个卡。底板110具有用于将每个卡连接到它的几个连接器120。

在大多数系统中，底板设计成支持星形、双星形、双-双星形或全连接的网络拓扑。根据所选择的网络拓扑，在底板上可能需要更多或更少的铜迹线。随着迹线数量的增加，例如在全连接的网络拓扑的情况下，需要开发多层底板以考虑到互连所有刀片所需的所有迹线。基于铜的底板的普遍问题与如下事实相关：铜在距离的函数中需要许多能量，它对干扰是敏感的，并且它提供了有限带宽容量，这意味着可能需要几个并行迹线来满足带宽要求。图2和图3示出了通常在底板中设计的不同互连拓扑，即，分别是双-双星形拓扑和全连接的网络拓扑。

为了简化底板的设计，系统设计人员越来越考虑使用光学互连。实际上，基于光学的解决方案提供了每个迹线/互连的更高带宽，并且对电磁干扰不敏感。这两种品质简化了底板的开发。因为基于光学的技术变成未来选择的技术，因此铜底板将逐渐由光学底板替换。

图4中图示了光学底板的一个示例。基本上，光学底板可被看作一组互连在一起的光纤电缆以便产生网络拓扑。在图4中示出了示例底板400中，每一个连接器410和420包含多个光纤端，例如每个连接器8个光纤。在此配置中，在底板400左手侧上从连接器410延伸的8个光纤被分布到底板400右手侧上的8个连接器420。此配置通常被称为光学混洗（shuffle）。当此类光学混洗被安装在底架背面上以便互连几个底架卡时，它被称为光学底板。注意，在底架中，铜底板和光底板的同时存在是有可能的。

一个或更多个光学混洗可被封装在盒子中，通常称为光学混洗盒。光学混洗盒可用于互连一个或更多个系统的几个部件。光学底板与光学混洗盒之间的一个差异是，光学混洗不限于互连单个底架的卡，也不限于使用底板连接器，例如盲配对连接器。图5中示出了光学混洗盒的一个示例，其中混洗盒500在混洗盒500的前侧和后侧上都包含大量光学连接器510。再一次，每一个光学连接器510可端接几个光纤，诸如每个连接器24个光纤。

在互连规范方面随着电信的不断增长和对于灵活性的越来越多的要求，用光学底板替换铜底板的选项继续变得更加具有吸引力。进一步说，用光学混洗盒替换那些光纤底板在可缩放性和灵活性方面，特别是在互连技术和开发容易性方面，给系统设计人员提供了甚至更多益处。

然而，这些系统越来越大的尺寸和复杂性倾向于使系统维护和系统改变更困难。相应地，需要光学互连系统的改进解决方案。

发明内容

对于维护光学电信机架上的可能改进，存在几个问题或领域。比如，光学混洗不管是用在光学底板中还是用在光学混洗盒中，通常都是无源的。这意味着，它们具有静态配置或互连拓扑。设备故障或升级/降级过程可能需要用同样的单元或者用具有不同互连拓扑和/或更多连接支持的单元来替换光学混洗盒。此替换通常需要技术人员进行大量连接。在从卡断开所有光纤电缆并将它们重新连接到新的光学混洗盒的过程中，可能发生几个问题，诸如误连接。

而且，当光学混洗盒需要被替换时，所有电缆都需要被移动到新的光学混洗盒。这需要在替换光学混洗盒期间完全中止系统的操作。虽然使用冗余光学混洗盒可减少替换的影响，但此冗余导致系统成本增加。

本发明的几个实施例解决了这些问题中的一个或更多个问题。这些实施例中的一些包含适合于安装在光学设备机架中或光学设备机架上的光学接插单元，光学接插单元便于从一个光学混洗盒或拓扑到另一个的迁移。光学接插单元简化了断开旧光学混洗并重新连接到新光学混洗，在一些情况下，允许最小化系统机架上基于光学的设备的停机时间的阶段性迁移。