【技术实现步骤摘要】
本公开涉及光通信领域，具体涉及一种光模块、光电集成半导体结构以及光交换系统。
技术介绍
1、近年来，随着人工智能技术、云计算技术、虚拟现实和增强现实等技术的高速发展，对数据中心的计算能力的需求也呈指数模式上升。然而，仅针对单个计算节点的架构创新和算力提升并不能满足日益增长的大规模算力需求。数据中心一般需要部署数以万计的计算设备，而多个计算节点的简单堆叠和组合往往会产生网络拥塞现象。另外，数据中心服务器内部的cpu、gpu和内存等资源配置比较固化，但不同的计算任务对资源的需求又不尽相同。因此，数据中心的硬件配置一旦固定，由于算力无法灵活调度，其使用率在大部分时间内都相对较低。更好的做法是将计算资源整合，通过精细化管理，以灵活高效的方式将计算资源分配给计算任务。这种思路通常被称为资源池化。
2、然而，目前数据中心的基础设施的设计难以支持高性能的资源池化，因为大规模分布式计算设备之间的物理距离比较大。当前数据中心的计算设备之间通常采用基于以太网协议的数据通信。例如，如图1所示，在该架构中，计算设备的计算芯片输出的pcie电信号需要经过以太网卡进行物理层和协议层的转换，从而将pcie电信号转换为以太网电信号，进而将以太网电信号提供给以太网光模块以实现电光转换。以太网光模块输出的以太网光信号可以进一步被提供给以太网光电交换机或者光交换机。反之亦然，例如，来自以太网光电交换机或者光交换机的以太网光信号可以被提供给以太网光模块进行光电转换，从以太网光模块得到的以太网电信号进一步可以经由以太网卡进行协议转换，从而得到pcie电信号。
3、这种计算设备之间的配置模式受到以太网数据交换的带宽的限制并且会存在较高的通信延迟，因此数据中心很难做到接近线性的大规模算力扩展。
技术实现思路
1、鉴于上述问题，本公开旨在提供一种直接使用pcie电信号而无需进行以太网协议转换的光数据交换解决方案。
2、本公开一方面提供了一种光模块。该光模块包括：电输入输出接口；光输入输出接口；光发射单元，用于将从所述电输入输出接口接收到的输入电信号转换成输出光信号；光接收单元，用于将从所述光输入输出接口接收到的输入光信号转换成输出电信号；以及控制单元，用于控制所述光发射单元以进行所述输入电信号到所述输出光信号的转换，并且控制所述光接收单元以进行所述输入光信号到所述输出电信号的转换。所述输入电信号和输出电信号是pcie电信号。
3、在一些实施例中，所述输入电信号和所述输出电信号是基于外部电子集成电路芯片上的pcie接口的物理层的pcie电信号或基于所述pcie接口的物理层和cxl协议层的pcie/cxl电信号。
4、在一些实施例中，所述输入电信号包括第一数据电信号。所述第一数据电信号具有一个或多个通道，并且所述光发射单元包括一个或多个发射通道，用于将所述第一数据电信号转换成具有一个或多个通道的第一数据光信号。所述输入光信号包括第二数据光信号。所述第二数据光信号是具有一个或多个通道，并且所述光接收单元包括一个或多个接收通道，用于将所述第二数据光信号转换成具有一个或多个通道的第二数据电信号。
5、在一些实施例中，所述输入电信号还包括第一控制电信号，并且所述光发射单元还将所述第一控制电信号转换成第一控制光信号。所述输入光信号还包括第二控制光信号，并且所述光接收单元还将所述第二控制光信号转换成第二控制电信号。
6、在一些实施例中，所述光发射单元包括光发射器和驱动器。
7、在一些实施例中，所述光发射器是直接调制激光器，所述控制单元通过控制所述驱动器提供的电信号来控制所述光发射单元发射的光信号的强度，以形成所述输出光信号。
8、在一些实施例中，所述光发射器是外调制激光器，并且所述光发射单元还包括调制器。所述控制单元通过控制输入到所述调制器的电信号来调制从所述光发射器接收到的光，以形成所述输出光信号。
9、本公开的另一方面提供了一种光电集成半导体结构。该光电集成半导体结构包括：如前所述的光模块；电子集成电路芯片；封装基板，至少封装所述电子集成电路芯片；以及pcb板，用于布置所述封装基板。所述电子集成电路芯片具有pcie物理接口，所述电子集成电路芯片的pcie物理接口和所述光模块的电输入输出接口之间直接电互连。所述pcb板还用于安装所述光模块。
10、在一些实施例中，所述pcb板的边缘处布置有卡槽，所述光模块被可插拔地布置在所述卡槽内。通过所述封装基板和所述pcb板中的布线实现所述光模块和所述电子集成电路芯片之间的电互连。
11、在一些实施例中，所述pcb板的边缘处布置有卡槽，所述光模块被可插拔地布置在所述卡槽内。通过所述封装基板中的布线和所述pcb板上的架空电缆实现所述光模块和所述电子集成电路芯片之间的电互连。
12、在一些实施例中，所述光模块被布置在所述pcb板的第一区域中；所述封装基板被布置在所述pcb板上与所述第一区域不同的第二区域中。通过所述封装基板和所述pcb板中的布线实现所述光模块和所述电子集成电路芯片之间的电互连。
13、在一些实施例中，所述电子集成电路芯片被布置在所述封装基板的第一区域中；所述光模块被布置在所述封装基板的与所述第一区域不同的第二区域中；所述封装基板被布置在所述pcb板上。通过所述封装基板中的布线实现所述光模块和所述电子集成电路芯片之间的电互连。
14、在一些实施例中，所述电子集成电路芯片通过所述pcie物理接口将输入电信号输入到所述光模块的电输入输出接口，所述光模块将接收到的所述输入电信号转换成输出光信号。所述光模块将从光输入输出接口接收到的输入光信号转换成输出电信号，并且将所述输出电信号提供给所述电子集成电路芯片。
15、本公开的另一方面提供了一种光交换系统。该光交换系统包括：一个或多个光交换机；多个电子集成电路芯片，所述多个电子集成电路芯片中的每一个电子集成电路芯片具有pcie物理接口；以及多个如前所述的光模块。所述多个电子集成电路芯片中的每个电子集成电路芯片的所述pcie物理接口与对应的光模块的电输入输出接口直接电连接，并且所述对应的光模块通过光纤连接至所述光交换机。
16、本公开的另一方面提供了一种光交换系统。该光交换系统包括：多个服务器；以及多个光交换机。所述多个服务器中的每个服务器包括至少一个如前所述的光模块，并且每个服务器与每个光交换机之间通过对应的光模块进行光互连。
17、本公开的又一方面提供了一种光交换系统。该光交换系统包括：多个服务器；以及至少一个光交换机。所述多个服务器中的每个服务器包括至少一个如前所述的光模块，每个服务器与所述至少一个光交换机中的至少部分光交换机之间通过对应的光模块进行光互连。此外，所述多个服务器中的部分服务器之间通过对应的光模块进行点对点的光互连。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种光模块，包括：
2.如权利要求1所述的光模块，其中，
3.如权利要求1或2所述的光模块，其中，
4.如权利要求3所述的光模块，其中，
5.如权利要求1或2所述的光模块，其中，
6.如权利要求5所述的光模块，其中，
7.如权利要求5所述的光模块，其中，
8.一种光电集成半导体结构，包括：
9.如权利要求8所述的光电集成半导体结构，其中，
10.如权利要求8所述的光电集成半导体结构，其中，
11.如权利要求8所述的光电集成半导体结构，其中，
12.如权利要求8所述的光电集成半导体结构，其中，
13.如权利要求8至12中任一项所述的光电集成半导体结构，其中，
14.一种光交换系统，包括：
15.一种光交换系统，包括：
16.一种光交换系统，包括：
【技术特征摘要】
1.一种光模块，包括：
2.如权利要求1所述的光模块，其中，
3.如权利要求1或2所述的光模块，其中，
4.如权利要求3所述的光模块，其中，
5.如权利要求1或2所述的光模块，其中，
6.如权利要求5所述的光模块，其中，
7.如权利要求5所述的光模块，其中，
8.一种光电集成半导体结构，包括：
9.如权利要求8所述的光电...
【专利技术属性】
技术研发人员：沈亦晨，孟怀宇，徐叶龙，朱剑，苏湛，张伟丰，
申请(专利权)人：上海曦智科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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