一种计算机系统互连装置和信号传输方法与流程

本发明涉及计算机领域，尤其涉及一种计算机系统互连装置和信号传输方法。

背景技术：

在计算机系统中，计算机各组件如CPU(Central Processing Unit，中央处理器)、memory(内存)及I/O(Input/Output，输入输出)接口的性能持续提升，各组件间的信息交互占用带宽越来越大，延时和功耗也越来越大。

在现有技术中通过光总线连接实现组件间的点对点通信，或者利用OCS技术(Optical Circuit Switching，光线路交换)实现组件间的点对点通信；其中，光总线实现组件点对点通信包括以下方式：第一，组件轮询光总线，轮流使用光总线；第二，采用光总线广播信息。

OCS技术，具有面向连接的特性，一旦组件之间光路建立成功，就可以实现业务流在光域上端到端的透明传输。光路是拥有极高带宽的管道(每条光路可以提供高达几Gb/s甚至几十Gb/s的传输容量)，用于承载大传输量的业务，通过为节点对之间的一条路径上的每条链路分配同一个波长资源而建立(分配同一个波长资源是为了保证波长连续性)。OCS采用光交叉连接器(Optical Cross connect，OXC)和光分插复用器(Optical Add-Drop Multiplexer，OADM)等光器件设置光通路，不需要光缓存、波长交换等其他避免光通路中数据阻滞的处理。OADM用于实现对业务上下光路的控制，而OXC则通过光开关完成在光网络上的寻径、路由、建立光路等工作；光路可以根据上层的要求建立或拆除。

其中，在光总线技术中组件轮询光总线会造成延时过大，采用光总线广播信息会造成带宽资源利用率降低；而OCS对于波长较大的光分组的传输有效，比较适合大数据量的信号传输，但由于OCS波长路由器是以波长或波长组或光纤进行光路交换的粗粒度信息传输，带宽利用率较低，一旦链路建立，要等到链路撤除之后，其它相应资源才能使用，建链和拆链时间相对较长，无法实现统计复用，对带宽的资源利用低，由于点对点的通信配置不灵活造成延时比较大。

技术实现要素：

本发明的实施例提供一种计算机系统互连装置和信号传输方法，能够提高计算机系统中各组件点对点通信的宽带资源利用率，提高通信配置灵活性降低通信时延。

为达到上述目的，本发明的实施例采用如下技术方案：

第一方面，提供一种计算机系统互连装置，用于计算机系统中至少两个组件的互连，所述互连装置包括：电光转换接口单元、滤波器、光交换单元、以及光电转换接口单元，所述至少两个组件包括：第一组件和第二组件，所述第一组件和所述电光转换接口单元相连，所述电光转换单元通过所述滤波器和所述光交换单元相连，所述光交换单元通过所述光电转换接口单元和所述第二组件相连；

所述电光转换接口单元，用于接收所述第一组件发送的电信号，将所述电信号转换为光信号，并输出至所述滤波器；

所述滤波器，用于对接收到的光信号按波长进行分离处理，得到单波长光信号和多波长光信号，并分别将所述单波长光信号和所述多波长光信号发送给所述光交换单元；

所述光交换单元，用于对接收到的所述单波长光信号进行光线路交换，并将光线路交换得到的单波长光信号输出至所述光电转换接口单元；以及对所述多波长光信号进行光分组交换，并将光分组交换得到的多波长光信号输出至所述光电转换接口单元；

所述光电转换接口单元，用于分别将所述光线路交换得到的单波长光信号和所述光分组交换得到的多波长光信号转换为电信号，并发送至连接的所述第二组件。

结合第一方面，在第一种可能的实现方式中，所述光交换单元包括：光线路交换OCS模块，光分组交换OPS模块和控制模块；

所述滤波器具体用于根据所述控制模块发送的第一控制信息将接收到的光信号按波长进行分离处理，并将分离处理得到的单波长光信号发送至所述OCS模块，将分离处理得到的多波长光信号发送至所述OPS模块，所述第一控制信息用于控制分配所述滤波器中传输所述单波长光信号的通道和传输所述多波长光信号的通道；

所述OCS模块用于按照所述控制模块发送的第二控制信息将所述单波长光信号通过光线路交换输出至所述光电转换接口单元，所述第二控制信息包含所述单波长光信号的传输路由；

所述OPS模块用于按照所述控制模块发送的第三控制信息将所述多波长光信号通过光分组交换输出至所述光电转换接口单元，所述第三控制信息包含所述多波长光信号的传输路由。

结合第一种可能的实现方式，在第二种可能的实现方式中，还包括：

至少一个侦测单元，所述侦测单元串联在所述第一组件和所述电光转换接口单元之间，用于侦测所述第一组件输出的电信号的数据包长度；

当所述电信号的数据包长度大于或等于预设的长度阈值时，所述侦测单元在所述电信号的数据包包头中设置第一标记；所述电光转换接口单元用于根据所述第一标记将所述电信号转换为单波长光信号；

当所述电信号的数据包长度小于预设的长度阈值时，所述侦测单元在所述电信号的数据包包头中设置第二标记；所述电光转换接口单元用于根据所述第二标记将所述电信号转换为多波长光信号。

结合第二种可能的实现方式，在第三种可能的实现方式中，所述侦测单元还用向所述控制模块发送设置有所述第一标记的电信号的数据包数量以及设置有所述第二标记的电信号的数据包数量，以便所述控制模块根据设置有所述第一标记的电信号的数据包数量以及设置有所述第二标记的电信号的数据包数量生成所述第一控制信息。

结合第一种可能的实现方式，在第四种可能的实现方式中，还包括：

至少一个标记单元，所述标记单元串联在所述第一组件和所述电光转换接口单元之间；

所述控制模块用于检测所述OCS模块和OPS模块的通道数目，当所述OCS模块的可用通道数目小于第一预设数量和/或所述OPS模块的可用通道数目大于等于第二预设数量时，向所述标记单元发送第一标记指令；所述标记单元用于根据所述第一标记指令在所述电信号的数据包包头中设置第二标记；所述电光转换接口单元用于根据所述第二标记将所述电信号转换为多波长光信号；

当所述OPS模块的可用通道数目小于第二预设数量和/或所述OCS模块的可用通道数目大于等于第一预设数量时，向所述标记单元发送第二标记指令；所述标记单元用于根据所述第二标记指令在所述电信号的数据包包头中设置第一标记；所述电光转换接口单元用于根据所述第一标记将所述电信号转换为单波长光信号。

结合第四种可能的实现方式，在第五种可能的实现方式中，所述标记单元还用向所述控制模块发送设置有所述第一标记的电信号的数据包数量以及设置有所述第二标记的电信号的数据包数量，以便所述控制模块根据设置有所述第一标记的电信号的数据包数量以及设置有所述第二标记的电信号的数据包数量生成所述第一控制信息。

结合第一种可能的实现方式，在第六种可能的实现方式中，所述OCS模块包括：

第一光交换矩阵、至少一个第一复用器和至少一个第一解复用器；

其中，所述第一解复用器的公共输入端连接所述滤波器的一个输出端，所述第一解复用器的分支输出端连接所述第一光交换矩阵的输入端；

所述第一复用器的每个分支输入端连接所述第一光交换矩阵的一个输出端；

所述第一光交换矩阵用于按照所述单波长光信号的传输路由为所述第一光交换矩阵的输入端接收的光信号构建传输通道，将所述第一光交换矩阵的输入端接收的单波长光信号通过第一光交换矩阵的光线路交换输出至所述第一光交换矩阵预定的输出端，所述第一复用器的公共输出端将通过光线路交换的单波长光信号输出至所述光电转换接口单元。

结合第一种可能的实现方式，在第七种可能的实现方式中，所述OPS模块包括：

输入子模块，输出子模块和第二光交换矩阵；

所述输入子模块包含至少一个输入端和至少一个输出端，所述输入子模块的输入端连接所述滤波器的输出端，所述输入子模块的输出端连接所述第二光交换矩阵的输入端，所述输入子模块还包括一个控制端，所述输入子模块的控制端连接所述控制模块；

所述输出子模块包含至少一个输入端和至少一个输出端，所述输出子模块的输入端连接所述第二光交换矩阵的输出端，所述输出子模块还包括一个控制端，所述输出子模块的控制端连接所述控制模块；

所述输入子模块用于对输入端接收到的多波长光信号解复用后通过输出端输出至所述第二光交换矩阵，所述输入子模块还用于在解复用后的多波长光信号中提取分组头信息，并将所述分组头信息转换为电信号发送至所述控制模块；

所述控制模块用于根据所述分组头信息生成所述第三控制信息，并生成更新的分组头信息，所述分组头信息包含多波长光信号的传输路由；

所述第二光交换矩阵用于根据所述第三控制信息对所述解复用后的多波长光信号进行光分组交换；

所述输出子模块在控制端接收所述更新的分组头信息，将所述更新的分组头信息转换为光信号插入所述输出子模块的输入端接收到的所述光分组交换后的多波长光信号，所述输出子模块用于对插入更新的分组头信息的多波长光信号进行复用并通过输出端输出至所述光电转换接口单元。

结合第一种可能的实现方式，在第八种可能的实现方式中，所述电光转换接口单元，包括：光源和至少一个调制器；

所述调制器用于将从所述第一组件接收的电信号调制到所述光源产生的一种波长的光信号上。

结合第八种可能的实现方式，在第九种可能的实现方式中，所述光源为多波长发生器，用于产生不同波长的光信号；

所述电光转换接口单元还包括第三复用器，所述第三复用器设置在所述调制器的输出端，用于将所述调制器输出的光信号复用。

结合第一方面或第一方面中任意一种可能的实现方式，在第十种可能的实现方式中，还包括合束器，所述合束器设置于所述光交换单元和光电转换接口单元，用于将所述光线路交换得到的单波长光信号和所述光分组交换得到的多波长光信号合路处理并传输至所述光电转换接口单元。

第二方面，提供一种信号传输方法，包括：

计算机系统互连装置接收第一组件发送的电信号，将所述电信号转换为光信号；

对所述光信号按波长进行分离处理，得到单波长光信号和多波长光信号；

对所述单波长光信号进行光线路交换；

对所述多波长光信号进行光分组交换；

将所述光线路交换得到的单波长光信号和所述光分组交换得到的多波长光信号分别转换为电信号，并发送至第二组件。

结合第二方面，在第一种可能的实现方式中，所述对所述光信号按波长进行分离处理，得到单波长光信号和多波长光信号，包括：根据第一控制信息将所述光信号按波长进行分离处理，得到单波长光信号和多波长光信号；

所述对所述单波长光信号进行光线路交换，包括：按照第二控制信息将所述单波长光信号进行光线路交换，所述第二控制信息包含所述单波长光信号的传输路由；

所述对所述多波长光信号进行光分组交换，包括：按照第三控制信息将所述多波长光信号进行光分组交换，所述第三控制信息包含所述多波长光信号的传输路由。

结合第一种可能的实现方式，在第二种可能的实现方式中，所述将所述输出信号转换为光信号前，还包括：

侦测信号侦测所述第一组件输出的电信号的数据包长度；

当所述电信号的数据包长度大于或等于预设的长度阈值时，在所述电信号的数据包包头中设置第一标记；

当所述电信号的数据包长度小于预设的长度阈值时，在所述电信号的数据包包头中设置第二标记；

所述将所述电信号转换为光信号，具体包括：

根据所述第一标记将设置有所述第一标记的电信号转换为单波长光信号，根据所述第二标记将设置有所述第二标记的电信号转换为多波长光信号。

结合第一种可能的实现方式，在第三种可能的实现方式中，所述将所述电信号转换为光信号前，还包括：

检测所述单波长光信号和多波长光信号的可用通道数目；

当所述单波长光信号的可用通道数目小于第一预设数量和/或多波长光信号的可用通道数目大于等于第二预设数量时，在所述电信号的数据包包头中设置第二标记；

当所述多波长光信号的可用通道数目小于第二预设数量和/或单波长光信号的可用通道资源大于等于第一预设数量时，在所述电信号的数据包包头中设置所述第一标记；

所述将所述电信号转换为光信号，具体包括：

根据所述第一标记将设置有所述第一标记的电信号转换为单波长光信号，根据所述第二标记将设置有所述第二标记的电信号转换为多波长光信号。

结合第二种或第三种可能的实现方式，在第四种可能的实现方式中，所述方法还包括：

获取设置有所述第一标记的电信号的数据包数量以及设置有所述第二标记的电信号的数据包数量；

根据设置有所述第一标记的电信号的数据包数量以及设置有所述第二标记的电信号的数据包数量生成所述第一控制信息。

结合第一种可能的实现方式，在第五种可能的实现方式中，所述按照第三控制信息将所述多波长光信号进行光分组交换，包括：

将所述多波长光信号进行解复用；

在解复用后的多波长光信号中提取分组头信息；

根据所述分组头信息生成所述第三控制信息，并生成更新的分组头信息，所述分组头信息包含多波长光分组数据包的传输路由；

根据所述第三控制信息对所述解复用后的多波长光信号进行光分组交换；

将所述更新的分组头信息插入所述光分组交换后的多波长光信号中并复用输出。

结合第一方面或第一方面的任意一种可能的实现方式种可能的实现方式，在第六种可能的实现方式中，将所述光线路交换得到的单波长光信号和所述光分组交换得到的多波长光信号分别转换为电信号；包括：

将所述光线路交换得到的单波长光信号和所述光分组交换得到的多波长光信号合路处理并分别转换为电信号。

本发明的实施例提供的计算机系统互连装置和信号传输方法，通过将第一组件输出的电信号转换为光信号，然后对在光信号中的分离出的单波长光信号进行光线路交换，及对分离出的多波长光信号进行光分组交换后分别转换为电信号发送至第二组件，能够提高计算机系统中各组件点对点的通信的宽带资源利用率，提高通信配置灵活性降低通信时延。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明的实施例提供的一种计算机系统结构示意图；

图2为本发明的实施例提供的一种计算机系统互连装置的结构示意图；

图3为本发明的另一实施例提供的一种计算机系统互连装置的结构示意图；

图4为本发明的又一实施例提供的一种计算机系统互连装置的结构示意图；

图5为本发明的再一实施例提供的一种计算机系统互连装置的结构示意图；

图6为本发明的实施例提供的一种计算机系统互连装置的OCS模块的结构示意图；

图7为本发明的实施例提供的一种计算机系统互连装置的OPS模块的结构示意图；

图8为本发明的另一实施例提供的一种计算机系统互连装置的OPS模块的结构示意图；

图9为本发明的又一实施例提供的一种计算机系统互连装置的OPS模块的结构示意图；

图10为本发明的再一实施例提供的一种计算机系统互连装置的OPS模块的结构示意图；

图11为本发明的实施例提供的一种计算机系统互连装置的光电转换接口单元的结构示意图；

图12为本发明的另一实施例提供的一种计算机系统互连装置的光电转换接口单元的结构示意图；

图13为本发明的另一实施例提供的一种计算机系统结构示意图；

图14为本发明的实施例提供的一种信号传输方法的流程示意图；

图15为本发明的另一实施例提供的一种信号传输方法的流程示意图；

图16为本发明的又一实施例提供的一种信号传输方法的流程示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

参照图1所示，本发明的实施里提供的一种计算机系统的硬件结构示意图，其中计算机系统的各个组件通过设置在各个组件之间的互连装置相互连接并进行数据传输，其中计算机系统的各个组件通常包括：CPU(中央处理器1…k)、memory(内存1…k)、低速存储设备(附图1为示意性的未画出低速存储设备，其中低速存储设备可以为硬盘)、I/O(输入输出接口1…k)等等，当然这里的组件并不是对本发明的限制，若计算机系统中包含多核设备，例如：多核CPU、多核内存芯片等，这里的组件可以指代多核CPU、多核内存芯片中的一个核，这些组件之间通过如图1所示的互连装置相互连接以实现各组件之间的数据传输，当然各组件之间传输的数据可以为资源数据也可以为控制数据，当然以上只是举例说明，实际应用中CPU、memory及I/O的数量一般是不相同的。

在图2中示出了一种计算机系统互连装置，用于计算机系统中至少两个组件的互连，该计算机系统互连装置包括：电光转换接口单元11、滤波器12、光交换单元13、以及光电转换接口单元14，所述至少两个组件包括：第一组件和第二组件，第一组件和所述电光转换接口单元11相连，所述电光转换单元11通过所述滤波器12和所述光交换单元13相连，所述光交换单元13通过所述光电转换接口单元14和所述第二组件相连。

所述电光转换接口单元11，用于接收所述第一组件发送的电信号，将所述电信号转换为光信号，并输出至所述滤波器12；

其中，第一组件可以为图2中所示的任一组件，如中央处理器、内存和I\O中的任意一种。

所述滤波器12，用于对接收到的光信号按波长进行分离处理，得到单波长光信号和多波长光信号，并分别将所述单波长光信号和所述多波长光信号发送给所述光交换单元13；

这里滤波器可以为通道波长固定的光学滤波器，也可以是通道波长可控数量可控的光学滤波器，图示中滤波器的数量与光电转换接口单元是一一对应的，可以理解的是这种对应关系仅仅是一种功能上的可实现方式，当滤波器中的光通道数量足够多时，图示中所采用的n个滤波器可以采用一个滤波器。

光交换单元13，用于对接收到的所述单波长光信号进行光线路交换，并将光线路交换得到的单波长光信号输出至所述光电转换接口单元14；以及对所述多波长光信号进行光分组交换，并将光分组交换得到的多波长光信号输出至所述光电转换接口单元14；

所述光电转换接口单元14，用于分别将所述光线路交换得到的单波长光信号和所述光分组交换得到的多波长光信号转换为电信号，并发送至连接的所述第二组件。

这里第二组件可以为图2中所示的任一组件，如中央处理器、内存和I\O中的任意一种，即通过第一组件和第二组件的任意一种组合，是可以实现任意一对组件之间的数据互传的。

其中，上述实施例中是以信号流的走向定义装置中各单元或者模块的输入端及输出端，即信号流入的端口为输入端，信号流出的端口为输出端，对照附图，附图中箭头的指向即对应信号走向，箭头的两端即各个端口的简单示意。以下实施例均采用此规则不再赘述，此外需要说明的是在本发明的各个实施例中第一组件用作信号发送组件，第二组件用作信号接收组件，因此在以下各个实施例为例说明的更加清楚在部分实施例的说明中提到信号发送组件时均指第一组件、提到信号接收组件时均指第二组件。

本发明实施例所提供的计算机系统互连装置，通过将第一组件输出的电信号转换为光信号，然后对在光信号中的分离出的单波长光信号进行光线路交换，及对分离出的多波长光信号进行光分组交换后分别转换为电信号发送至第二组件，能够提高计算机系统中各组件点对点的通信的宽带资源利用率，提高通信配置灵活性降低通信时延。

进一步的，参照图3所示，所述光交换单元13包括：OCS(Optical Circuit Switching，光线路交换)模块131，OPS(Optical Packet Switch，光分组交换)模块132，控制模块133；

所述滤波器12具体用于根据所述控制模块133发送的第一控制信息将接收到的光信号按波长进行分离处理，并将分离处理得到的单波长光信号发送至所述OCS模块131，将分离处理得到的多波长光信号发送至所述OPS模块132，所述第一控制信息用于控制分配所述滤波器12中传输所述单波长光信号的通道和传输所述多波长光信号的通道；

所述OCS模块131用于按照所述控制模块133发送的第二控制信息将所述单波长光信号通过光线路交换输出至所述光电转换接口单元14，所述第二控制信息包含所述单波长光信号的传输路由；

所述OPS模块132用于按照所述控制模块133发送的第三控制信息将所述多波长光信号通过光分组交换输出至所述光电转换接口单元14，所述第三控制信息包含所述多波长光信号的传输路由。

其中，光交换单元13的输出端输出光信号可以直接通过每个输出端与光电转换接口单元14之间建立的直接连接的光通道进行传输，通常为了节省光通道开支，在光交换单元13和光电转换接口单元14之间串接合束器15，合束器15用于将所述光线路交换得到的单波长光信号和所述光分组交换得到的多波长光信号合路处理并传输至所述光电转换接口单元14，这样通过光交换单元13交换后需要输入同一个组件的光信号可以通过合束器15合束后，在同一个光通道中传输至合束器连接的光电转换接口单元，这样光交换单元与光电转换接口单元之间的光通道开销可以大幅缩减。

进一步的，参照图4所示，计算机系统互连装置，还包括：

至少一个侦测单元16，所述侦测单元16串联在所述第一组件和所述电光转换接口单元11之间，用于侦测所述第一组件输出的电信号的数据包长度；

当所述电信号的数据包长度大于或等于预设的长度阈值时，所述侦测单元16在所述电信号的数据包包头中设置第一标记；所述电光转换接口单元11用于根据所述第一标记将所述电信号转换为单波长光信号；

当所述电信号的数据包长度小于预设的长度阈值时，所述侦测单元16在所述电信号的数据包包头中设置第二标记；所述电光转换接口单元11用于根据所述第二标记将所述电信号转换为多波长光信号。

在图4对应的实施例中，由于设置了侦测单元，侦测单元可以根据组件发送的电信号的数据包长度指定电光转换接口单元将数据包长度大于或等于预设的长度阈值的电信号通过OCS模块进行光路交换，将数据包长度小于预设的长度阈值的电信号通过OPS模块进行光路交换，从而充分发挥了两种交换方式的优势。

进一步，可选的侦测单元16还用向所述控制模块133发送设置有所述第一标记的电信号的数据包数量以及设置有所述第二标记的电信号的数据包数量，以便所述控制模块133根据设置有所述第一标记的电信号的数据包数量以及设置有所述第二标记的电信号的数据包数量生成所述第一控制信息。

通过以上方式可以实现根据需要进行光路交换的电信号的数据包数量对滤波器的通道数量及通道波长类型进行控制，可以进一步优化方案提高数据传输效率和通道资源利用率。

可选的，参照图5所示另一个可行的实施例是，计算机系统互连装置，还包括：

至少一个标记单元17，所述标记单元17串联在所述第一组件和所述电光转换接口单元11之间；

所述控制模块133用于检测所述OCS模块131和OPS模块132的通道数目，当所述OCS模块131的可用通道数目小于第一预设数量和/或所述OPS模块132的可用通道数目大于等于第二预设数量时，向所述标记单元17发送第一标记指令；所述标记单元17用于根据所述第一标记指令在所述电信号的数据包包头中设置第二标记；所述电光转换接口单元11用于根据所述第二标记将所述电信号转换为多波长光信号；

当所述OPS模块132的可用通道数目小于第二预设数量和/或所述OCS模块131的可用通道数目大于等于第一预设数量时，向所述标记单元17发送第二标记指令；所述标记单元17用于根据所述第二标记指令在所述电信号的数据包包头中设置第一标记；所述电光转换接口单元11用于根据所述第一标记将所述电信号转换为单波长光信号。

在图5对应的实施例，由于设置了标记单元，标记单元可以根据控制单元133对当前OCS模块131和OPS模块132的可用通道的数目实时监控控制对电信号的电光转换的类型，即可以单独对OCS模块131和OPS模块132通道的数目进行检测，当OCS模块131的可用通道数目较少时可以通过OPS模块132建立通道对第一组件发送至第二组件的数据进行光交换，或者当OPS模块132的可用通道数目较少时可以通过OCS模块131建立通道对第一组件发送至第二组件的数据进行光交换，或者同时对OCS模块131和OPS模块132通道的数目进行检测，在OCS模块131和OPS模块132中选择空闲通道较多的一方建立通道对第一组件发送至第二组件的数据进行光交换，从而充分发挥了两种光路交换方式的优势。这里结合上述的实施例提供一种更进一步的优选实施例，即当OCS模块131的可用通道数目严重缺乏而OPS模块132的可用通道数目相对充足时，可以将数据包长度大于或等于预设的长度阈值的电信号数据包分割成数据包长度小于预设的长度阈值的电信号数据包后设置第二标记，通过转换为多波长光信号进行光分组交换；或者当OPS模块132的可用通道数目严重缺乏而OCS模块131的可用通道数目相对充足时，可以将数据包长度小于预设的长度阈值的电信号数据包合并成数据包长度大于预设的长度阈值的电信号后设置第一标记，通过转换为单波长光信号进行光线路交换。

进一步可选的侦测单元17还用向所述控制模块133发送设置有所述第一标记的电信号的数据包数量以及设置有所述第二标记的电信号的数据包数量，以便所述控制模块133根据设置有所述第一标记的电信号的数据包数量以及设置有所述第二标记的电信号的数据包数量生成所述第一控制信息。

通过以上方式可以实现根据需要进行光路交换的电信号的数据包数量对滤波器的通道数量及通道波长类型进行控制，可以进一步优化方案提高数据传输效率和通道资源利用率。

此外，由于OCS模块是对单波长光信号的光线路交换，根据现有技术，OCS模块是对接收波长的透传，其在数据传输器件建立固定波长的光通道之后直至使用完毕在进行光通道的拆除，光通道可以按照现有技术由控制模块133根据单波长光信号的传输路由生成第二控制信息控制OCS模块建立。

进一步的，参照图6所示，所述OCS模块131包括：

第一光交换矩阵1311、至少一个第一复用器1312(1…m)和至少一个第一解复用器1313(1…m)；

其中，所述第一解复用器1313的公共输入端连接所述滤波器12的一个输出端，所述第一解复用器1313的分支输出端连接所述第一光交换矩阵1311的输入端；

所述第一复用器1312的每个分支输入端连接所述第一光交换矩阵1311的一个输出端；

所述第一光交换矩阵1311用于按照所述单波长光信号的传输路由为所述第一光交换矩阵1311的输入端接收的光信号构建传输通道，将所述第一光交换矩阵1311的输入端接收的单波长光信号通过第一光交换矩阵1311的光线路交换输出至所述第一光交换矩阵1311预定的输出端，所述第一复用器1312的公共输出端将通过光线路交换的单波长光信号输出至所述光电转换接口单元14。

其中，当该计算机系统互连装置包括合束器时，合束器设置在第一复用器1312的公共输出端和光电转换接口单元14之间。

可选的，上述实施例中第一光交换矩阵1311可以采用M×N的光开关，即包含M个输入端和N个输出端的光开关，其中M和N可以相等或不相等，从M个输入端中任意一个输入端输入的光信号可以在控制信号的控制下在N个输出端中任意一个输出端输出，从而实现根据携带数据传输路由的控制信号改变光路的功能，此外可以理解的是第一光交换矩阵的M个输入端中的每个端口是分别对应信号输出组件的地址的，N个输出端中的每个端口是分别对应信号输入组件的地址的，因此控制模块可以根据信号的传输地址通过控制第一光交换矩阵的M个输入端和N个输出端之间建立对应的连接以实现根据单波长光分组数据包的建立对应通道的目的。

可选的，参照图7，OPS模块132包括：

输入子模块1321，输出子模块1322和第二光交换矩阵1323；

所述输入子模块1321包含至少一个输入端和至少一个输出端，所述输入子模块1321的输入端连接所述滤波器12的输出端，所述输入子模块1321的输出端连接所述第二光交换矩阵1323的输入端，所述输入子模块1321还包括一个控制端，所述输入子模块1321的控制端连接所述控制模块131；

所述输出子模块1322包含至少一个输入端和至少一个输出端，所述输出子模块1322的输入端连接所述第二光交换矩阵1323的输出端，所述输出子模块1322还包括一个控制端，所述输出子模块1322的控制端连接所述控制模块133；

所述输入子模块1321用于对输入端接收到的多波长光信号解复用后通过输出端输出至所述第二光交换矩阵1323，所述输入子模块1321还用于在解复用后的多波长光信号中提取分组头信息，并将所述分组头信息转换为电信号发送至所述控制模块133；

所述控制模块133用于根据所述分组头信息生成所述第三控制信息，并生成更新的分组头信息，所述分组头信息包含多波长光信号的传输路由；

所述第二光交换矩阵1323用于根据所述第三控制信息对所述解复用后的多波长光信号进行光分组交换；

所述输出子模块1322在控制端接收所述更新的分组头信息，将所述更新的分组头信息转换为光信号插入所述输出子模块1322的输入端接收到的所述光分组交换后的多波长光信号，所述输出子模块1322用于对插入更新的分组头信息的多波长光信号进行复用并通过输出端输出至所述光电转换接口单元14。

其中，当该计算机系统互连装置包括合束器时，合束器设置在输出子模块1322的输出端和光电转换接口单元14之间。

可选的，上述实施例中第二光交换矩阵1323可以采用M×N光开关。这里第二光交换矩阵的工作原理和第一光交换矩阵相同这里不再赘述，控制模块可以根据信号的传输地址通过控制第二光交换矩阵的M个输入端和N个输出端之间建立对应的连接以实现根据多波长光分组数据包的传输地址建立对应通道的目的。

可选的，参照图7，所述OPS模块132还包括缓存器1324；

所述缓存器1324的输入端连接所述第二光交换矩阵1323的一个输出端，所述缓存器1324的输出端连接所述第二光交换矩阵1323的一个输入端，所述缓存器用于将接收到的光信号延时处理后重新输出至所述第二光交换矩阵1323。

当多个多波长分组数据包需要交换至同一个接口单元以传输至相同的组件时，并且不同的多波长分组数据包中包含采用相同波长分组数据时，通过缓存器对其中的部分相同波长分组数据包进行缓存，以避免冲突发生。进一步的，缓存器为延时线1324，参照图8所示，第二光交换矩阵上可以至少设置一个以上的延时线(图中仅示出了三条延时线为例)，通过控制交换路径设置分组数据通过延时线的长度，即在实际上给多个分组数据包设置可通过队列，避免了冲突发生。

其中，延时线的作用是：光信号通过M×N光开关的输出端口进入延迟线1324-1，再从延迟线1324-1传输到M×N光开关的输入端口，接着从M×N光开关的输出端口再一次进入延迟线1324-1，如此往复循环进行延迟，还可以由M×N光开关进入另外的延迟线(1224-2，……，1224-Z)进行循环延迟，实现对光信号的缓存作用。可以根据维度的个数、冲突概率等因素来确定延迟线的数量。多根延迟线的长度可以按照一定的规则进行设计，通过光开关的选择，可以达到不同的延迟时间。例如三根延迟线(1324-1，1324-2，1324-3)，长度分别是L1，L2，L3，其延迟时间可以是：T＝(a×L1+b×L2+c×L3)/v+N*t，其中a，b，c表示光经过延迟线(1324-1，1324-2，1324-3)的次数，v表示光在延迟线里面的速度，N表示进入M×N光开关12的次数，t表示M×N光开关的切换时间。以上的实例可以增加处理波长冲突的灵活性。

可选的，参照图9，所述OPS模块还包括波长转换器1325，所述波长转换器的输入端连接所述第二光交换矩阵的一个输出端；所述波长转换器的输出端连接所述第二光交换矩阵的一个输入端；所述波长转换器用于将接收到的光信号进行波长转换后重新输出至所述第二光交换矩阵。

当多个光信号需要交换至同一个接口单元以传输至相同的组件时，并且不同的光信号中包含采用相同波长的光信号时，通过波长转换器1325对其中的部分相同波长的光信号进行波长转换，将相同波长的光信号换成不同波长的光信号，以避免冲突发生。通过以上图9所示的波长转换器1325可以实现对光信号进行光-光转换，进而实现对波长的转换；光波长转换器1325的实现机制有很多：例如用非线性效应，自相位调制，交叉相位调制，四波混频等效应来实现，比较常用的是用SOA(半导体光放大器)来构成。

明显上述实施例中延时线和波长转换器的设置是可以同时存在OPS模块中的，其实现方式参照上述实施例的描述，未给出附图。

进一步可选的，如图10所示，本发明的实施例提供了一种现有技术中OPS模块的输入子模块1321，包括：

第一光电转换器1321a、至少一个第二解复用器1321b和至少一个分束器1321c；

所述第二解复用器1321b的公共输入端用作所述输入子模块的输入端；

所述分束器1321c的输入端连接所述第二解复用器1321b的分支输出端，所述分束器1321c的第一输出端用作所述输入子模块1321的输出端，所述分束器1321c的第二输出端连接所述第一光电转换器1321a的输入端，所述第一光电转换器的输出端用作所述输入子模块的控制端；

其中，所述第二解复用器1321b用于对公共输入端接收的多波长光信号进行解复用；

所述第一光电转换器1321a将所述分束器1321c在一路解复用后的多波长光信号中分离的光信号转换为电信号。

可选的参照图10所示，本发明的实施例提供了一种现有技术中OPS模块的输出子模块1323，包括：

第一电光转换器1323a、至少一个第二复用器1323b和至少一个耦合器1323c；

所述耦合器1323c的第一输入端用作所述输出子模块1323的输入端；所述耦合器1323c的第二输入端连接所述第一电光转换器1323a的输出端，所述耦合器1323c的公共输出端连接第二复用器1323b的分支输入端；所述第二复用器1323b的公共输出端用作所述输出子模块1323的输出端；所述第一电光转换器1323a的输入端用作所述输出子模块1323的控制端；

其中，所述第一电光转换器1323a用于接收控制模块133发送的所述更新的分组头信息，并将所述更新的分组头信息转换为光信号后通过所述耦合器1323c插入所述输出子模块1323的输入端接收的多波长光信号；

第二复用器1323b用于将插入所述更新的分组头信息后的多波长光信号进行波长复用。

其中上述的分束器1321c采用环形器、分路器图10中以环形器为示例，耦合器1322c可采用环形器、合路器图10中以环形器为示例。

可选的，参照图11所示，电光转换接口单元11包括：

光源111和至少一个调制器112，所述调制器112用于将从所述第一组件接收的电信号调制到所述光源111产生的一种波长的光信号上。

参照图12所示，光源111为多波长发生器，用于产生至少两种波长的光信号；

所述电光转换接口单元11还包括第三复用器113，所述第三复用器113设置在所述调制器112的输出端，用于将所述调制器112输出的光信号复用。

结合上述实施例，当需要将信号输出组件(第一组件)的输出信号调制为单波长光信号时，多波长发生器只产生一种波长，这时信号输出组件输出的电信号通过调制器后被调制在一种波长上，形成单波长光信号，这时信号输出组件输出的电信号通常为大数据量的数据包；当需要将信号输出组件输出的电信号调制为多波长光信号时，多波长发生器产生至少两种波长，每一种波长对应加载在一个调制器上，信号输出组件输出的至少一种电信号分别通过对应的一个调制器调制到对应的一种波长上，最后将加载有电信号的至少一种波长复用为一束光信号形成多波长光信号，这里信号输出组件输出的电信号通常为若干小数据量的数据包，当然信号输出组件输出的电信号在进入调制器之前还需要进行数据缓冲和排序，这些均为本领域内的惯用技术不再赘述。

可选的在上述各实施例中，滤波器包括：微环或布拉格光栅。

因此在以上的实施例中由于数据交换是在光域内的完成，因此交换速度快，与数据格式无关，以CPU对memory或I/O的访问为例，可以根据数据量的大小及形式灵活配置相应的光交换单元进行数据交换，并且支持CPU对多memory或多I/O的访问。

此外，该计算机系统互连装置也可以用于多核设备中各核(core)之间的互连，参照图13所示，示出了一种多核设备，该多核设备可以为计算机的组件如CPU芯片，通过图13所示的方式实现CPU芯片上各核的外部互连，有利于实现核之间的高速互连和资源的灵活调度。

本发明的实施例还提供一种信号传输方法，应用于上述计算机系统互连装置中，具体参照图14所示，包括以下步骤：

101、计算机系统互连装置接收第一组件发送的电信号，将所述电信号转换为光信号。

102、对所述光信号按波长进行分离处理，得到单波长光信号和多波长光信号。

103、对所述单波长光信号进行光线路交换。

104、对所述多波长光信号进行光分组交换。

105、将所述光线路交换得到的单波长光信号和所述光分组交换得到的多波长光信号分别转换为电信号，并发送至第二组件。

当计算机系统互连装置包括合束器时，步骤105具体包括：将所述光线路交换得到的单波长光信号和所述光分组交换得到的多波长光信号合路处理并分别转换为电信号。

本发明的实施例提供的信号传输方法，通过将第一组件输出的电信号转换为光信号，然后对在光信号中的分离出的单波长光信号进行光线路交换，及对分离出的多波长光信号进行光分组交换后分别转换为电信号发送至第二组件，能够提高计算机系统中各组件点对点的通信的宽带资源利用率，提高通信配置灵活性降低通信时延。

具体的，本发明的实施例提供一种参照信号输出组件的电信号的数据包长度进行信号传输方法，参照图14所示(其中附图仅是示意性的以说明书的具体描述为准)包括以下流程：

201、计算机系统互连装置接收第一组件发送的电信号。

202、侦测所述第一组件输出的电信号的数据包长度。

203a、当所述电信号的数据包长度大于或等于预设的长度阈值时，在所述电信号的数据包包头中设置第一标记。

203b、当所述电信号的数据包长度小于预设的长度阈值时，在所述电信号的数据包包头中设置第二标记。

204a、根据所述第一标记将设置有所述第一标记的电信号转换为单波长光信号。

204b、根据所述第二标记将设置有所述第二标记的电信号转换为多波长光信号。

205a、根据第一控制信息将所述光信号按波长进行分离处理，得到单波长光信号。

205b、根据第一控制信息将所述光信号按波长进行分离处理，得到多波长光信号。

具体的，由于单波长光信号和多波长光信号是以复用信号的形式在同一条光路中传输，而在硬件上参照装置实施例对单波长光信号和多波长光信号的光路交换是在不同的硬件模块中实施，因此通过滤波器将单波长光信号和多波长光信号分离，具体方法如下：

步骤a、获取设置有所述第一标记的电信号的数据包数量以及设置有所述第二标记的电信号的数据包数量。

步骤b、根据设置有所述第一标记的电信号的数据包数量以及设置有所述第二标记的电信号的数据包数量生成所述第一控制信息。

步骤c、根据第一控制信息将所述光信号按波长进行分离处理，得到单波长光信号和多波长光信号。

其中第一控制信息主要用于控制滤波器中分别用于传输单波长光信号和多波长光信号的光通道数量及光通道的波长，其中这里的分离处理具体为控制滤波器的通道波长及相应波长的通道数量，滤波器的输入光信号依据滤波器的波长带通原理分别通过适应波长的通道，从而达到按波长分离。

206a、按照第二控制信息将所述单波长光信号进行光线路交换，所述第二控制信息包含所述单波长光信号的传输路由。

206b、按照第三控制信息将所述多波长光信号进行光分组交换，所述第三控制信息包含所述多波长光信号的传输路由。

步骤206b具体包括：

206b-1、将所述多波长光信号进行解复用。

206b-2、在解复用后的多波长光信号中提取分组头信息。

206b-3、根据所述分组头信息生成所述第三控制信息，并生成更新的分组头信息，所述分组头信息包含多波长光分组数据包的传输路由。

206b-4、根据所述第三控制信息对所述解复用后的多波长光信号进行光分组交换。

206b-5、将所述更新的分组头信息插入所述光分组交换后的多波长光信号中并复用输出。

207a、将所述光线路交换得到的单波长光信号转换为电信号，并发送至第二组件。

207b、将所述光分组交换得到的多波长光信号转换为电信号，并发送至第二组件。

可选的，步骤207a还包括：去除转换为电信号的单波长光信号中的第一标记；步骤207b还包括：去除转换为电信号的多波长光信号中的第二标记。由于第一标记和第二标记并非光路中传输信号的实质内容，而是由于采用本发明所提供的光路交换方式所采用的一种优化结构，该结构仅仅与本发明所采用的交换方式有关，因此在信号接收组件(第二组件)接收到传输的电信号前可以将附带的第一标记或第二标记去除。

其中，根据上述装置实施例可知通过经过步骤207a或207b处理之后的电信号可以输入不同的组件，也可以是输入相同的组件，其路径由传输路由决定。

本发明的实施例提供的信号传输方法，通过将第一组件输出的电信号转换为光信号，然后对在光信号中的分离出的单波长光信号进行光线路交换，及对分离出的多波长光信号进行光分组交换后分别转换为电信号发送至第二组件，能够提高计算机系统中各组件点对点的通信的宽带资源利用率，提高通信配置灵活性降低通信时延；由于根据组件发送的电信号的数据包长度将数据包长度大于或等于预设的长度阈值的电信号通过OCS进行光路交换，将数据包长度小于预设的长度阈值的电信号通过OPS进行光路交换，从而充分发挥了两种交换方式的优势。

具体的，本发明的实施例提供一种参照计算机系统互连装置中单波长光信号和多波长光信号的可用通道数目进行信号传输方法，参照图15所示(其中附图仅是示意性的以说明书的具体描述为准)包括以下流程：

301、计算机系统互连装置接收第一组件发送的电信号。

302、检测所述单波长光信号和多波长光信号的可用通道数目。

303a、当所述多波长光信号的可用通道数目小于第二预设数量和/或单波长光信号的可用通道数目大于等于第一预设数量时，在所述电信号的数据包包头中设置所述第一标记。

303b、当所述单波长光信号的可用通道数目小于第一预设数量或者多波长光信号的可用通道数目大于等于第二预设数量时，在所述电信号的数据包包头中设置第二标记。

304a、根据所述第一标记将设置有所述第一标记的电信号转换为单波长光信号。

304b、根据所述第二标记将设置有所述第二标记的电信号转换为多波长光信号。

305a、根据第一控制信息将所述光信号按波长进行分离处理，得到单波长光信号；

305b、根据第一控制信息将所述光信号按波长进行分离处理，得到多波长光信号；

具体的，由于单波长光信号和多波长光信号是以复用信号的形式在同一条光路中传输，而在硬件上参照装置实施例对单波长光信号和多波长光信号的光路交换是在不同的硬件模块中实施，因此通过滤波器将单波长光信号和多波长光信号分离，具体方法如下：

步骤a、获取设置有所述第一标记的电信号的数据包数量以及设置有所述第二标记的电信号的数据包数量。

步骤b、根据设置有所述第一标记的电信号的数据包数量以及设置有所述第二标记的电信号的数据包数量生成所述第一控制信息。

步骤c、根据第一控制信息将所述光信号按波长进行分离处理，得到单波长光信号和多波长光信号。

其中第一控制信息主要用于控制滤波器中分别用于传输单波长光信号和多波长光信号的光通道数量及光通道的波长，其中这里的分离处理具体为控制滤波器的通道波长及相应波长的通道数量，滤波器的输入光信号依据滤波器的波长带通原理分别通过适应波长的通道，从而达到按波长分离。

306a、按照第二控制信息将所述单波长光信号进行光线路交换，所述第二控制信息包含所述单波长光信号的传输路由；

306b、按照第三控制信息将所述多波长光信号进行光分组交换，所述第三控制信息包含所述多波长光信号的传输路由。

步骤306b具体包括：

306b-1、将所述多波长光信号进行解复用。

306b-2、在解复用后的多波长光信号中提取分组头信息。

306b-3、根据所述分组头信息生成所述第三控制信息，并生成更新的分组头信息，所述分组头信息包含多波长光分组数据包的传输路由。

306b-4、根据所述第三控制信息对所述解复用后的多波长光信号进行光分组交换。

306b-5、将所述更新的分组头信息插入所述光分组交换后的多波长光信号中并复用输出。

307a、将所述光线路交换得到的单波长光信号转换为电信号，并发送至第二组件。

307b、将所述光分组交换得到的多波长光信号转换为电信号，并发送至第二组件。

可选的，步骤307a还包括：去除转换为电信号的单波长光信号中的第一标记；步骤307b还包括：去除转换为电信号的多波长光信号中的第二标记。由于第一标记和第二标记并非光路中传输信号的实质内容，而是由于采用本发明所提供的光路交换方式所采用的一种优化结构，该结构仅仅与本发明所采用的交换方式有关，因此在信号接收组件(第二组件)接收到传输的电信号前可以将附带的第一标记或第二标记去除。

其中，根据上述装置实施例可知通过经过步骤307a或307b处理之后的电信号可以输入不同的组件，也可以是输入相同的组件，其路径由传输路由决定。

本发明的实施例提供的信号传输方法，通过将第一组件输出的电信号转换为光信号，然后对在光信号中的分离出的单波长光信号进行光线路交换，及对分离出的多波长光信号进行光分组交换后分别转换为电信号发送至第二组件，能够提高计算机系统中各组件点对点的通信的宽带资源利用率，提高通信配置灵活性降低通信时延；此外对计算机系统互连装置中单波长光信号和多波长光信号的可用通道资源数量进行实时监控以控制对电信号的电光转换的类型，从而充分发挥了两种光路交换方式的优势。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。