用於光網絡的可擴展矽光子交換架構的製作方法
2023-12-07 01:27:12
本申請要求於2014年5月28日提交的申請號為14/289,304、發明名稱為「用於光網絡的可擴展矽光子交換架構」的美國非臨時申請的優先權，該申請通過引用結合在本文中。
技術領域
本發明一般涉及網絡中的資源分配管理，並且，在具體實施例中，涉及用於光網絡的可擴展矽光子交換架構。
背景技術：
現今的透明光節點主要是由大量並行的微型交換器或波長選擇交換器(WSS)構成的可重構型光分插復用器(ROADM)。這種設計可能無法滿足網絡訪問提供商不斷增長的需求，因而需要大規模的光節點來處理下一代光網絡的大量流量負載。例如，可能需要未來的光網絡節點在400輸入波長乘以400輸出波長(400×400)鄰域進行交換，以滿足未來的光城域網和廣域網的帶寬、定向、以及插入/分出插入分出需求。
可能需要一段時間才能使光子集成電路(PIC)技術能夠實現以合理的成本提供這麼大的容量。而且，從實踐角度來看，微機電系統(MEMS)由於比較笨重、不靈活、成本較高並且(有時)不可靠，因而可能並不合適。因此，在短期內，下一代光網絡節點很有可能採用N×N光子交換結構進行製造以使輸入和輸出互相連接。
技術實現要素：
技術優點一般通過本公開內容的實施例得以實現，其描述了用於光網絡的可擴展矽光子交換架構。
根據一實施例，提供了一種以混合擴展貝奈斯光子交換架構為特徵的交換結構。所述交換結構包括：第一數量個輸入埠(N個輸入埠)；第一數量個輸出埠(N個輸出埠)；和多個耦合在所述N個輸入埠和所述N個輸出埠之間的光子元件。所述光子元件設置成光子交換架構以便在所述N個輸入埠和所述N個輸出埠之間進行交換，其中，所述光子交換架構包括第一最外交換列、第二最外列、兩個中間交換級和中央交換列，所述第一最外交換列包括N行耦合到所述N個輸入埠的1×2光子元件，所述第二最外列包括N行耦合到所述N個輸出埠的2×1光子元件，各所述中間交換級包括包含N行2×2交換元件的至少一列，所述中央交換列包括N×2行耦合到2×1光子元件的1×2光子元件。
根據另一實施例，提供了一種光網絡節點。在該示例中，所述光網絡節點包括：多個輸入轉發埠，用於接收輸入的光信號；多個輸出轉發埠，用於向下一跳節點轉發輸出的光信號；耦合到所述多個輸入轉發埠的第一交換級；以及使第一多個交換結構與所述多個輸出轉發埠互相連接的第二交換級。所述第一交換級包括第一多個交換結構，所述第二交換級包括第二多個交換結構。所述光網絡節點還包括：控制平面，用於操控所述第一多個交換結構以負載平衡所述第二多個交換結構上的輸入的光信號。
根據又一實施例，提供了一種用於在光網絡的光節點中實現負載平衡的方法。在該示例中，所述方法包括：在光節點的輸入轉發埠上接收輸入的光信號。所述光節點包括耦合到所述輸入轉發埠的第一級交換結構、使所述第一級交換結構與所述光節點的輸出轉發埠互相連接的第二級交換結構、以及使所述第二級交換結構與所述光節點的分出埠互相連接的第三級交換結構。所述方法還包括：至少將輸入的光信號中的部分分類為分出的光信號，以及操控所述第一級交換結構中的交換結構以負載平衡所述第二級交換結構上的分出的信號。還提供了一種用於執行該方法的裝置。
根據又一實施例，提供了一種用於在光網絡的光節點中實現負載平衡的方法。在該示例中，所述方法包括：在光節點的輸入轉發埠上接收輸入的光信號。所述光節點至少包括耦合到所述輸入轉發埠的第一級交換結構、第二級交換結構、以及耦合到光節點的輸出轉發埠的第四級交換結構。所述第二級交換結構使所述第一級交換結構與所述第四級交換結構互相連接。所述方法還包括：至少將輸入的光信號中的部分分類為轉發光信號，其中，所述轉發光信號被配置為通過所述光節點；以及操控所述第一級交換結構中的交換結構以負載平衡所述第二級交換結構上的轉發光信號。還提供了一種用於執行該方法的裝置。
附圖說明
為了更全面地理解本公開內容及其優點，現結合說明書附圖參考以下描述，其中：
圖1示出了光網絡實施例的示意圖；
圖2示出了光網絡節點實施例的方框圖；
圖3A-圖3B示出了1×2光子元件的示意圖；
圖4A-圖4B示出了2×2光子元件的示意圖；
圖5A-圖5B示出了2×2增強擴展榕樹(enhanced Dilated Banyan，EDB)交換結構的示意圖；
圖6A-圖6B示出了2×2貝奈斯交換結構的示意圖；
圖7示出了傳統4×4增強擴展榕樹(EDB)交換結構的示意圖；
圖8示出了傳統4×4擴展貝奈斯交換結構的示意圖；
圖9示出了4×4混合EDB交換結構實施例的示意圖；
圖10示出了8×8混合EDB交換結構實施例的示意圖；
圖11A-圖11F示出了32×32混合EDB交換結構實施例的示意圖；
圖12示出了將不同8×8交換結構架構的光信噪比(OSNR)進行比較的曲線圖；
圖13示出了將不同8×8交換結構架構的單元計數進行比較的曲線圖；
圖14示出了將不同N×N交換結構架構的信噪比(SNR)進行比較的曲線圖；
圖15示出了將不同N×N交換結構架構的衰減率進行比較的曲線圖；
圖16A-圖16G示出了連體式交換架構的實施例的示意圖；
圖17示出了用於操作配置有連體式交換架構的光節點的方法實施例的流程圖；
圖18示出了連體式交換架構布局的實施例的示意圖；
圖19示出了連體式交換架構的第一級和第二級布局的實施例的示意圖；
圖20示出了連體式交換架構的封裝(SiP)晶片中的系統實施例的示意圖；以及
圖21示出了計算平臺實施例的示意圖。
除非另有說明，不同附圖中的相應數字和符號通常指代相應的部件。對附圖進行繪製以清楚說明各實施例的相關方面，並且不一定按比例進行繪製。
具體實施方式
以下將對本公開內容各實施例的形成和使用進行詳細討論。然而，應當理解，本文中所公開的發明構思可以在各種特定背景下體現，並且本文中所討論的具體實施例僅僅是示意性的，並不用來限制權利要求的範圍。此外，應當理解，在不脫離如所附權利要求所限定的本公開內容的精神和範圍的前提下，可以進行各種改變、替換和修改。
下一代N×N光子交換結構將包括數以千計的無源矽光子元件，其設置在能夠使輸入埠切換到輸出埠並適應交換位置處的插入/分出要求的架構中。AON上的衰減直接與光子元件的層數有關，因為每層向光信號的交換路徑加入另一級的寄生插入損耗。此外，各光子元件呈現出非理想性能，使得至少一部分信號在未選擇的輸出端洩漏。這種信號洩漏在整個交換結構上累積，並最終導致N×N光子交換結構中的各輸出埠之間出現串擾噪聲，這降低了網絡性能。
不同的光子交換架構需要不同數量的交換單元，並表現出不同的串擾性能和衰減損耗。例如，貝奈斯交換結構提供了較低的單元計數和衰減損耗，但卻遭受了較高水平的一階串擾，特別是在信號具有同一波長時，影響了信噪比(SNR)。相反，增強擴展榕樹(EDB)架構提供優異的串擾性能，但卻需要相對較高的單元計數和相對適度的衰減損耗。考慮到EDB具有較大數量的單元，有可能使用未使用的單元來進一步改善串擾性能。於2013年9月4日提交的申請號為14/018,273、發明名稱為「基於矽光子的交換矩陣中的串擾和功率優化方法」的美國非臨時申請中描述了這種抑制算法的例子，其全部內容通過引用結合在本申請中。N×N擴展貝奈斯交換結構可以通過連接到N個第一層1×2的單元和N個最後一層2×1的單元的兩個層疊的N×N貝奈斯架構來構建。擴展貝奈斯提供了適度的串擾性能，具有比EDB更小的單元計數。貝奈斯和擴展貝奈斯在不實施智能抑制算法的情況下，均可能難以提供足夠的串擾抑制。因此，需要一種能夠提供比擴展貝奈斯架構更好的串擾性能而不顯著增加單元計數的光子交換架構。
本公開內容的各方面提供一種混合擴展貝奈斯光子交換架構，包括2×1光子元件和2×2光子元件這種設置。本公開內容提供的利用混合擴展貝奈斯光子交換架構的交換結構實施例將享有比傳統擴展貝奈斯結構更好的串擾性能，同時比增強擴展榕樹交換結構採用更少的單元。本公開內容的各方面還提供一種用於下一代網絡的光網絡節點架構，其操控第一級的連接性來實現第二級上的負載平衡。以下對這些和其它方面進行更詳細的描述。
圖1示出了光網絡100的實施例，包括連接到多個光網絡節點120-150以及本地網絡101的光網絡節點110。如圖所示，光網絡節點110向/從各所述光網絡節點120-140發送和接收轉發光信號。此外，光網絡節點110向本地網絡101發送分出的光信號，並從本地網絡101接收新的光信號。分出的光信號可以指正在離開光網絡100的光信號，例如，可能發生在信號所攜帶的數據去往本地網絡101中(或連接到本地網絡101)的位置時。新的光信號可以指正在進入光網絡100的光信號，例如，可能發生在信號所攜帶的數據來源於位於本地網絡101中(或連接到本地網絡101)的源時。此外，當數據從一個光學波長轉換到另一個光學波長時，可以對光信號進行分出/插入。
圖2示出了具有N×N埠的光網絡節點200實施例的框圖。埠的數量可能受到光網絡節點200與之傳送光學信號的節點的數量/光網絡節點200傳送光學信號的方向、每個互連上的帶寬(例如，波長的數量)以及插入/分出信號的數量的影響。下一代光網絡節點很可能將需要在400輸入波長×400輸出波長(400×400)的領域進行交換，以滿足未來城域網和核心光網絡的帶寬、定向、和插入/分出需求，這是很有可能的。
光網絡節點一般包括用以實現光信號交換的互連光子元件的交換結構。光子元件可以包括各種埠配置，包括1×2和2×2配置。圖3A示出了採用條式(bar)配置301的1×2光子元件310，其中，輸入埠(輸入-1)與第一輸出埠(輸出-1)連接。圖3B示出了採用交叉(cross)配置302的1×2光子元件310，其中，輸入埠(輸入-1)與第二輸出埠(輸出-2)連接。圖4A-圖4B示出了用於2×2光子元件410的交換配置401，402的實施例。圖4A示出了採用條式配置401的2×2光子元件410，其中，第一輸入埠(輸入-1)與第一輸出埠(輸出-1)連接，第二輸入埠(輸入-2)與第二輸出埠(輸出-2)連接。圖4B示出了採用交叉配置402中的2×2光子元件410，其中，第一輸入埠(輸入-1)與第二輸出埠(輸出-2)連接，第二輸入埠(輸入-2)與第一輸出埠(輸出-1)連接。
可以設置多組光子元件以形成光子交換結構。由1×2光子元件組成的交換結構可以比由2×2光子元件組成的交換結構提供更低的串擾。
圖5A示出了包括第一輸入埠(I1)、第二輸入埠(I2)、第一輸出埠(O1)、第二輸出埠(O2)和多個光子元件511-542的光子交換結構500。光子元件設置在第一級光子元件511，512和第二級光子元件541，542中。如圖所示，光子交換結構500的交換配置由連接映射590來定義，其規定I1與O1連接，I2與O2連接。為了實現這種交換配置，激活光子元件511和541以形成I1和O1之間的活躍連接501，而激活光子元件512和542以形成I2和O2之間的活躍連接502。
圖5B示出了信號551，552如何在活躍連接501和502上從輸入埠傳播到輸出埠。應注意，第一級光子元件511，512具有能夠使信號551，552的一部分(L11，L12)洩漏穿過光子元件輸出端的消光比，從而產生第一階串擾信號561，562。如圖所示，第一階串擾信號561，562傳播到第二級光子元件541，542。第二級光子元件541，542也具有能夠使第一階串擾信號561，562的一部分(L41，L42)洩漏穿過輸入端的消光比，從而形成第二階串擾信號571，572。因此，O1的輸出信號包括信號551以及第二階串擾信號572，而O2的輸出包括信號552以及第二階串擾信號571。
由2×2光子元件組成的交換結構可能比由1×2光子元件組成的交換結構使用更少的元件，但是可能提供更差的串擾抑制。
圖6A示出了交換結構600，其包括條式配置的2×2光子元件610，從而形成活躍連接601和602以及不活躍連接603，604。圖6B示出了信號651，652如何在圖6A所示的活躍連接601和602上從輸入埠(I1，I2)傳輸到輸出埠(O1，O2)。應注意，2×2光子元件610具有能夠使信號651，652的一部分(L12，L21)洩漏穿過光子元件輸出端的消光比，從而產生第一階串擾信號661，662。第一階串擾信號661，662在不活躍連接603，604上傳播到輸出埠(O1，O2)，其中，將第一階串擾信號661，662插入到信號652，651(分別地)。因此，O1的輸出信號包括信號651以及第一階串擾信號662，而O2的輸出包括信號652以及第一階串擾信號661。
圖7示出了由四級1×2光子元件710，720，730組成的傳統4×4增強擴展榕樹(EDB)交換結構700。可以採用2×2貝奈斯網絡架構來利用反向復用來遞歸地構造N×N貝奈斯網絡。例如，N×N貝奈斯網絡可以由兩個N/2×N/2貝奈斯子網絡組成，其可以由兩個N/4×N/4子網絡組成。這種方式可以繼續到與兩個子網絡的輸入端連接的尺寸為2×2的交換器以及與兩個子網絡的輸出端連接的尺寸為2×2的N/2個交換器。
圖8示出了由兩級1×2光子元件810，850和三級2×2光子元件820，830，840組成的傳統4×4擴展貝奈斯交換結構800，這些光子元件一起形成兩個獨立的4×4貝奈斯交換結構。應注意，傳統4×4擴展交換結構800比傳統4×4EDB交換結構700包括更少的交換元件，而傳統4×4EDB交換結構700提供改善的串擾性能。
圖9示出了4×4混合擴展貝奈斯交換結構900的實施例。如圖所示，4×4混合擴展貝奈斯交換結構900包括1×2光子元件最外列910、兩個2×2光子元件中間交換級930，970、1×2光子元件與2×1光子元件耦合的中央交換列950，以及2×1交換元件最外列990。有利地，4×4混合擴展貝奈斯交換結構900的實施例提供了比傳統4×4擴展貝奈斯交換結構800更好的串擾性能，並且單元數量比傳統4×4EDB結構700更少。
本公開內容所提供的混合擴展貝奈斯交換結構相對於傳統EDB架構提供了改善的可擴展性，同時相對於貝奈斯和擴展貝奈斯架構能提供了改進的串擾性能。圖10示出了8×8混合擴展貝奈斯交換結構1000的實施例。如圖所示，8×8混合擴展貝奈斯交換結構1000包括1×2光子元件最外列1010、2×2光子元件中間交換級1030，1070、1×2光子元件與2×1光子元件耦合的中央交換列1050以及2×1交換元件最外列1090。應注意，各所述中間交換級1030，1070包括兩列1031-1032、1071-1072的2×2交換元件。
本公開內容所提供的混合擴展貝奈斯交換架構能夠支持非常大的結構。圖11A-圖11F示出了32×32混合擴展貝奈斯交換結構1100的實施例。如圖所示，32×32混合擴展貝奈斯交換結構1100包括1×2光子元件最外列1110、2×2光子元件中間交換級1130，1170、1×2光子元件與2×1光子元件耦合的中央交換列1150以及2×1交換元件最外列1190。應注意，各所述中間交換級1130，1170包括四列1131-1134，1171-1172的2×2交換元件。
本公開內容所提供的混合交換架構的實施例相對於傳統貝奈斯和擴展貝奈斯架構提供較有利的SNR性能，相對於增強擴展榕樹架構提供較有利的交換單元計數。圖12示出了將不同的8×8交換結構架構的光信噪比作為分貝串擾或消光比(ER)的函數進行比較的曲線圖1200。應注意，消光比ER等於串擾的絕對值。如圖所示，本公開內容所提供的混合擴展貝奈斯架構相比可比較的貝奈斯架構提供更好的串擾抑制，使得在各個交換元件的串擾性能方面具有更強的可擴展性和更大的容差。本公開內容所提供的混合擴展貝奈斯架構可以維持較低的OSNR代價，同時使用較便宜的交換元件。例如，對於0.5分貝的可接受OSNR代價，可以利用消光比為15分貝的交換單元設計出本公開內容所討論的混合擴展貝奈斯，而對於同一OSNR代價，以貝奈斯結構設計的交換單元的消光比應該為至少28分貝。
圖13示出了將不同的N×N交換結構架構的單元計數進行比較的曲線圖1300。如圖所示，本公開內容所提供的混合擴展貝奈斯架構相比可比較的EDB架構提供更低的單元計數，從而使得可擴展性更大。圖14示出了將不同的N×N交換結構架構的信噪比(SNR)進行比較的曲線圖1400。如圖所示，當交換元件的消光比固定在20分貝(db)時，本公開內容所提供的混合擴展貝奈斯架構相比可比較的貝奈斯架構提供更好的SNR性能，同時其SNR性能接近於EDB架構的SNR性能。圖15示出了將不同的N×N交換結構架構的衰減率進行比較的曲線圖1500。如圖所示，本公開內容所提供的混合擴展貝奈斯架構在衰減損耗方面的代價並不嚴重。這是因為衰減損耗與級的數量成正比。
本公開內容的各方面為下一代光節點提供連體式交換架構的實施例。連體式交換架構的實施例可包括內部連接性較低的三個級。連體式交換架構的實施例可以減少連接阻塞，並且與傳統光節點設計相比包括更少量的交叉。連體式交換架構的實施例可以具有比較平衡的轉發連接性以及插入/分出損耗。
圖16A示出了連體式交換架構1600的實施例的示意圖。如圖所示，連體式交換架構1600的實施例包括用於輸入光信號的第一級1601、用於輸出光信號的第二級1602以及用於插入/分出光信號的第三級1603。在一些實施例中，第一級1601可以通過將分出的信號(例如，最終匯集到第三級1603的信號)分配在第二級1602中的較不擁塞交換結構上來執行第二級1602的負載平衡。圖16B示出了第一級1601。如圖所示，第一級1601包括用於第二級中的每組交換結構的交換結構1610-1619。各交換結構1610-1619在其輸入埠上從四個不同的方向，例如，北(N)、南(S)、東(E)和西(W)，接收不同的波長(例如，λ1，λ2，...λ80)，並在其各個輸出埠上分配所接收的信號。交換結構1610-1619中給定一個的每個輸出埠連接到第二級中與不同輸出轉發方向相關聯的交換結構。轉發信號(例如，通過節點而不被分出/轉換的信號)基於其輸出方向在第一級1601中進行交換。例如，在交換結構1610的輸入埠1691上接收到的去往向北方向的下一跳光節點的入站信號(例如，λ1)通過埠1696轉發給第二級1602。分出的信號(例如，在第三級1603中進行分出/轉換的信號)在第一級1601中以為第二級1602提供負載平衡的方式進行交換。例如，可以根據第二級1602中相應交換結構的擁塞水平將在交換結構1610的輸入埠1691上接收到的註定要被分出/轉換的入站信號(例如，λ1)通過埠1696-1699中的任一個轉發給第二級1602。例如，當與埠1699相關聯的第二級交換結構的擁塞少於與埠1696-1698相關聯的第二級交換結構時，可以在埠1699上對入站信號(例如，λ1)進行轉發。圖16C示出了第一級1601中的交換結構組與第二級1602中的交換結構組之間的互連。圖16D示出了第二級1602，其可以包括混合擴展貝奈斯架構。如圖所示，第二級1602中的交換結構接收來自第一級1601的入站信號以及來自第三級1603的插入信號(例如，新的信號)。入站信號基於信號目的地在轉發埠和分出埠上進行交換。插入的信號基於信號目的地在轉發埠上進行交換。圖16E示出了第三級1603，其可以包括混合擴展貝奈斯架構。圖16F示出了第二級1602中的交換結構和第三級1603中的交換結構之間的互連。在一些實施例中，可以在第一級1601之前添加一個或多個附加級以實現前一級(例如，第一級1601或實例級和第一級1601之間的中間級)上的負載平衡。圖16A-圖16F中所描述的連體式交換架構僅僅是眾多可能的光節點配置的一個例子。本公開內容所提供的連體式交換架構實施例能夠適用於任何光節點配置，例如，不同數量的輸入方向、不同數量的輸出方向、不同數量的光信號、不同數量的級、不同的插入/分出埠與轉發埠比等。
在一些實施例中，可以將第四級光子交換結構引入到連體式交換架構中以實現改善的負載平衡。圖16G示出了包括第四級1604的連體式交換架構1600的實施例。應注意，第四級1604可以通過使第一級1601對轉發信號進行負載平衡以及通過使第三級1603對插入信號進行負載平衡來實現第二級1602的增強負載平衡。在一些實施例中，第二級1602可用來負載平衡第四級1604。在實施例中，可以以類似於第一級1601的方式對第四級1604進行配置。其它配置也是有可能的。在其它變型中，可以將補充級引入第二級1602和第三級1603之間，以實現插入的光信號的負載平衡。
圖17示出了一種用於操作配置有連體式交換架構的光節點以實現光節點交換結構上負載平衡的方法1700的實施例的流程圖。如圖所示，所述方法1700開始於步驟1710，其中，在光節點的第一級交換結構的輸入埠上接收輸入的光信號。接著，所述方法1700進行到步驟1720，其中，對光節點的第一級中的交換結構進行操控以負載平衡光節點第二級上的分出信號。隨後，所述方法1700進行到步驟1730，其中，將轉發信號(例如，直通信號)從光節點的第一級傳送到光節點第二級中適當的輸出結構。接著，所述方法1700進行到步驟1740，其中，將分出的信號(例如，註定要被分出/轉換的信號)從光節點的第二級傳送到光節點的第三級。隨後，所述方法1700進行到步驟1750，其中，將插入的信號從光節點的第三級傳送到光節點的第二級。最後，所述方法1700進行到步驟1760，其中，在光節點的第二級中的輸出埠上傳送轉發信號和插入的信號。應注意，由於光節點不斷地接收、插入/轉換以及發送信號，因此光節點通常同時執行步驟1710-1760。
如上所述，混合擴展貝奈斯可以實現較低的單元計數以及足夠的SNR性能，從而使其可擴展用於下一代光節點。圖18示出了連體式交換架構實施例的布局實施例的示意圖。每組第一級與一組第二級連接。例如，這種分組意味著第一級和第二級的聯合組可以處理40個波長；因此，可以用8個聯合組處理來自四個方向的所有320個波長。每個聯合組與所有六個插入/分出結構連接。給定鏈路上的數字表示由於各組連接性導致的交叉的波導數量。這個數量使得能夠計算出由于波導交叉而造成的衰減損耗。圖19示出了連體式交換架構實施例的第一級和第二級的布局實施例的示意圖。圖20示出了連體式交換架構實施例的矽光子(SiP)晶片實施例的示意圖。
圖21示出了可以用於實施本文中所公開的裝置和方法的處理系統的框圖。特定的設備可以利用所有示出的組件或僅僅利用這些組件的子集，並且設備與設備的集成度可能有所不同。此外，設備可以包含組件的多個實例，例如，多個處理單元、處理器、存儲器、發送器、接收器等。處理系統可以包括配備有一個或多個輸入/輸出設備的處理單元，諸如揚聲器、麥克風、滑鼠、觸控螢幕、小鍵盤、鍵盤、印表機、顯示器等。該處理單元可以包括中央處理器(CPU)、存儲器、大容量存儲設備、視頻適配器以及與總線連接的I/O接口。
總線可以為實施例中討論的交換結構架構或多個總線架構的任何類型中的一種或多種，包括存儲器總線或存儲器控制器、外圍總線、視頻總線等。CPU可以包括任何類型的電子數據處理器。存儲器可以包括任何類型的系統存儲器，比如靜態隨機存取存儲器(SRAM)、動態隨機存取存儲器(DRAM)、同步DRAM(SDRAM)、只讀存儲器(ROM)及其組合等。在實施例中，存儲器可以包括啟動時用的ROM和用於程序的DRAM以及執行程序時用的數據存儲。
大容量存儲設備可以包括用於存儲數據、程序及其它信息並通過總線使這些數據、程序及其它信息能夠被訪問的任何類型的存儲設備。例如，大容量存儲設備可以包括固態驅動器、硬碟驅動器、磁碟驅動器和光碟驅動器中的一種或多種。
視頻適配器和I/O接口向處理單元提供耦合外部輸入和輸出設備的接口。如圖所示，輸入和輸出設備的示例包括與視頻適配器耦合的顯示器以及與I/O接口耦合的滑鼠/鍵盤/印表機。其它設備也可以與處理單元耦合，並且可以利用附加或更少的接口卡。例如，可以使用諸如通用串行總線(USB)(未示出)的串行接口來為印表機提供接口。
處理單元還包括一個或多個網絡接口，其可以包括有線鏈路(例如，乙太網電纜等)和/或無線鏈路以訪問節點或不同網絡。網絡接口使得處理單元能夠通過網絡與遠程單元進行通信。例如，網絡接口可以通過一個或多個發送器/發射天線以及一個或多個接收器/接收天線提供無線通信。在實施例中，處理單元與區域網或廣域網耦合以便進行數據處理以及與諸如其它處理單元、網際網路、遠程存儲設備等遠程設備通信。
儘管已對說明書進行了詳細描述，但是應該理解，在不脫離如所附權利要求所限定的本公開內容的精神和範圍的前提下，可以做出各種改變、替換和修改。此外，本公開內容的範圍並不限於本文中所描述的特定實施例，本領域技術人員可以從本公開內容很容易地想到，當前存在或以後開發的過程、機器、產品、物質組成、裝置、方法或步驟可以基本上執行相同功能或基本上實現與本文所述相應實施例相同的結果。因此，所附權利要求旨在在其範圍內包括此類過程、機器、產品、物質組成、裝置、方法或步驟。