引用本文：
丁京杰，叶通，李东：基于阵列波导光栅的光洗牌网络设计[J]. 光通信技术，2019，43（3）：50-53.
丁京杰1，叶 通1，李 东2
（1.上海交通大学 电子信息与电气工程学院， 上海 200240； 2.香港中文大学（深圳） 理工学院， 广东 深圳 518172）
【下载PDF全文】 【下载Word】摘要：现有的光洗牌网络方案在扩展性、实用性和经济性等方面存在不足，提出了一种基于阵列波导光栅(AWG)的光洗牌网络的构建方案。本方案使用了多个小规模的AWG，采用波分复用（WDM）技术，设计出一种两级连线结构，通过两级交换完成洗牌网络的功能， 避免了AWG的串扰问题，减小了网络的连线复杂度； 该结构通过合理的信道标号，在连接上等价于洗牌网络。该方案结构简便、易于集成，具有较好的实用性和扩展性，对光器件的利用相当充分。
关键词：洗牌网络；波分复用；阵列波导光栅
中图分类号：TN915.62 文献标志码：A 文章编号：1002-5561（2019）03-0050-04
DOI:10.13921/j.cnki.issn1002-5561.2019.03.014
0 引言
在并行计算系统中，洗牌网络是十分重要的互连结构，被广泛用于实现快速傅里叶变换、多项式运算、位运算和矩阵运算等多种计算任务[1]。洗牌网络在交换网络系统中十分常见，比较典型的例子是用于洗牌-交换网络。由于现代大型数据中心网络中的处理数据和传输数据都已经达到数十太比特量级[2]，传统电洗牌网络在容量、速度和能耗上都面临严峻挑战。因此，人们对光洗牌网络的研究产生了广泛兴趣，从而提出了很多光洗牌网络方案。此前，绝大多数光洗牌网络的设计方案都采用了自由空间光（FSO）技术。文献[1，3-5]提出了若干种基于FSO的洗牌网络方案，这些方案主要使用了复杂的透镜、偏振光分裂器等空间光器件；然而，这些空间光器件相对较贵，体积较大，难以集成、调整和维护[6]，因而这些方案普遍不太实用。在实际应用中，光洗牌网络的配置往往采用光纤直接连接的方式，但是随着网络规模（网络输入端口和输出端口数目）变大，这种方式需求的光纤数量会很大，给网络的布线和集成带来很大困难。因此，本文提出一种基阵列波导光栅（AWG）的光洗牌网络设计方案。
5 结束语
本文理论上分析了洗牌网络与AWG的内在联系，并从洗牌网络的性质出发，提出了一种基于AWG的光洗牌网络的设计方案。相比以往的研究方案，基于AWG的光洗牌网络的设计方案在物理实现上比较经济和实际，具有极大的扩展性。此外，本文还对基于AWG的洗牌网络的参数进行了一定的分析，对参数的设置提供了一些参考建议。