[发明专利]基于共封装光学的灵活开关解决方案

说明书

本文描述的一个实施例提供了一种网络开关。该网络开关可以包括共封装光学(CPO)组件，该组件包括开关集成电路(IC)模块和耦合到所述开关IC模块的多个光模块，CPO组件外部的被配置为向光模块提供连续波(CW)光的远程激光源，CPO组件外部的多个波多路复用器/解复用器阵列以及多个连接器阵列，该多个连接器阵列包括第一数量的远程可达(FR)连接器阵列和第二数量的数据中心可达(DR)的连接器阵列。

技术领域

本公开一般涉及基于共封装光学(CPO)技术的光开关。更具体地，本公开涉及支持数据中心可达(DR)和远程可达(FR)标准的灵活解决方案。

背景技术

本世纪以来，互联网和云计算服务的需求不断增长，导致数据中心流量每一年或两年翻一番，这对数据中心网络提出了很大的挑战。为了满足如此快速的流量增长的需求，数据中心网络的速度发展迅速。光收发器技术的快速发展至少在一定程度上支持了这种快速发展。随着速度的提高，新的收发器解决方案每三到四年就会出现一次。100Gbps数据速率的光收发器已经广泛部署在数据中心，400Gbps的光收发器也开始部署。预计未来几年下一代收发器的速度可以达到1Tbps以上。如何不断提高光收发模块的速度以满足云计算和大数据日益增长的带宽需求，同时保持这些模块的成本、功耗和尺寸可控，是高速光互连技术不断发展的关键。

新出现的共封装光学(CPO)技术允许光模块与开关专用集成电路(ASIC)共封装，从而显着减少开关-光学互连的长度并降低光开关电子I/O的功耗。基于CPO技术的开关可以为大型数据中心中的可插拔光收发器提供低功耗和低成本的替代方案。

然而，将高速电子组件(即，开关ASIC)和多个高速光学组件(例如，硅光子芯片)封装在一起可能具有挑战性。更具体地说，数据中心通常可以同时拥有DR(例如DR4)和FR(例如FR4)链路，因此要求设备供应商为DR和FR标准提供基于CPO的开关。设计和制造基于CPO的开关以满足DR和FR链路的不同接口和光路要求给设备供应商带来了额外的负担。

发明内容

本文描述的一个实施例提供了一种网络开关。所述网络开关可以包括共封装光学(CPO)组件，该组件包括开关集成电路(IC)模块和耦合到所述开关IC模块的多个光模块，CPO组件外部的被配置为向所述光模块提供连续波(CW)光的远程激光源、CPO组件外部的多个波多路复用器/解复用器阵列，以及多个连接器阵列，所述多个连接器阵列包括第一数量的远程可达(FR)连接器阵列和第二数量的数据中心可达(DR)的连接器阵列。

在该实施例的变型中，各个光模块可以包括多个发送路径和多个接收路径。各个发送路径包括调制器和调制器驱动器，并且各个接收路径包括光电探测器和放大器。

在进一步的变型中，所述发送路径的调制器和所述接收路径的光电探测器被集成到同一光集成芯片(PIC)中。

在进一步的变型中，所述光模块可以包括数字信号处理器(DSP)。

在该实施例的变型中，所述远程激光源包括具有可配置波长的激光器阵列。

在进一步的变型中，所述激光器阵列中的激光器子集可以被配置成为特定光模块提供多个波长的CW光。

在进一步的变型中，所述特定光模块通过多路波多路复用器/解复用器阵列耦合到所述FR连接器阵列。

在进一步的变型中，所述激光器阵列中的激光器子集可以被配置成为特定光模块提供单一波长的CW光。

在进一步的变型中，所述特定光模块直接耦合到所述DR连接器阵列。

在该实施例的变型中，所述网络开关还可以包括多个1×2无源光耦合器。各个1×2无源光耦合器的第一输出被配置为经由波多路复用器/解复用器阵列将光模块耦合到FR连接器阵列，并且其中各个1×2无源光耦合器的第二输出被配置为将光模块耦合到DR连接器阵列。