光互连由于其具有并行性、大容量和抗干扰能力强的优越性而被认为是最有希望和最具革新意义的互连技术,为并行处理、光计算、光子交换以及神经网络提供许多益处,并将逐步取代部分电互连.自80年代以来,光互连在体系结构、互连模式、实现方法以及光电集成器件等方面取得了巨大的成绩.其中,光纤互连网络以其灵活性与方便性率先进入LAN和ISDN中,在松散耦合计算机网络中有着巨大的发展潜力和美好的应用前景.该文首先研究了互连网络的物理模型及其光学实现方法.用光线追迹法分析研究了两种自由空间光互连的光学极限.鉴于光计算与光互连的发展现状,为探索光计算的道路,采用光电混合模式,建立了光电混合松散耦合分布式并行多处理器MIMD结构的阵列系统.将光纤互连网络引入系统,充分利用光互连的并行性和带宽以及电子器件编程的灵活性,具有十分重要的研究意义和实用价值.互连网络由电子Crossbar开关网络与光纤信道组成,其拓扑结构可以在主机控制下动态编程重构.着重分析了光纤互连信道的原理与设计方法.用自制的伪随机码信号发生器测试了信道的传输性能,而后进行了联机测试.测试结果表明,互连收发器可以满足PE 20Mbps传输速度的要求,电路简单,性价比高.同时理论上分析了LED与光纤之间的耦合效率问题.最后,给出了数字光纤传输系统码型变换电路的设计方案,为设计高速计算机互连网络打下基础.