На выставке Photonics West 2017 в Сан-Франциско, проходившей 31 января, ученые из Университета штата Пенсильвания представили технологию Firefly. Это система фотонной связи (FSO), реализующая межстеллажные линки со скоростью 10 Гбит/с.
В дата-центрах могут располагаться до 400 тыс. серверов на стойках, которые способны заполнить комнату длиной в полтора километра. Количество проводов в такой среде большое. Эту проблему ученые и хотят решить с помощью Firefly.
/ Flickr / Andrew Adams / CC
Стоит отметить, что ученые пытались использовать в качестве беспроводного решения радиочастоты, однако, после экспериментов, проведенных инженерами Microsoft, от этой идеи пришлось отказаться. Радиоволны слишком сильно влияли друг на друга, чем ограничивали пропускную способность системы и число активных линков.
«Поэтому мы перешли на так называемые оптические линии связи, — говорит Мохсен Кавехрад (Mohsen Kavehrad), профессор из Университета Пенсильвании. — Наша система использует очень дешёвые линзы, и мы получаем узкий инфракрасный луч, способный передавать информацию с нулевым уровнем помех и высокой скоростью».
На основе архитектуры Firefly ученые создали концептуальную систему, которая продемонстрировала способность пересылать мультиплексированные данные по лазерному лучу с пропускной способностью 10 Гбит/с в одном направлении.
Поток данных поступает по оптоволоконному кабелю, потом «путешествует» с помощью лазера в другую часть комнаты, где приёмник отображает полученную информацию на мониторе. Рука, поставленная на пути луча, очевидно, нарушает процесс передачи, однако если её убрать, трансляция быстро возобновляется.
Но ученые заявляют, что прерывание сигнала не будет проблемой. «Поскольку система будет размещена в верхней части стоек, то инфракрасные лучи, обеспечивающие соединение, не будут прерываться проходящими системными администраторами и сотрудниками дата-центра», — так говорится в анонсе исследователей из Университета Пенсильвании.
Сама по себе технология FSO не является новинкой, однако ученые внесли несколько модификаций, в частности, создали инструмент, автоматизирующий процесс установления связи между приёмником и передатчиком.
Firefly содержит микроэлектромеханические системы с крошечными зеркалами для быстрой настройки и перенастройки соединений. Причем смещение зеркал настолько маленькое, что практически незаметно, когда отражатель меняет свое положение. Управляет ими специально разработанная программа, которая быстро определяет местоположение ресивера и точно попадает лучом в цель. Благодаря этой системе можно быстро перенаправить лазер на другой приёмник.
Для запуска полнофункционального варианта Firefly ученым осталось преодолеть лишь два препятствия: решить проблему «бесшовного» прохождения сигнала в оптоволоконный кабель после его попадания в приёмник, а также задачу управления системой распределения данных в беспроводном окружении.
«Возможно, в будущем нам удастся отказаться от оптоволокна насовсем», — говорит Кавехрад.
P.S. Еще несколько материалов из блога VAS Experts:
В дата-центрах могут располагаться до 400 тыс. серверов на стойках, которые способны заполнить комнату длиной в полтора километра. Количество проводов в такой среде большое. Эту проблему ученые и хотят решить с помощью Firefly.
/ Flickr / Andrew Adams / CCСтоит отметить, что ученые пытались использовать в качестве беспроводного решения радиочастоты, однако, после экспериментов, проведенных инженерами Microsoft, от этой идеи пришлось отказаться. Радиоволны слишком сильно влияли друг на друга, чем ограничивали пропускную способность системы и число активных линков.
«Поэтому мы перешли на так называемые оптические линии связи, — говорит Мохсен Кавехрад (Mohsen Kavehrad), профессор из Университета Пенсильвании. — Наша система использует очень дешёвые линзы, и мы получаем узкий инфракрасный луч, способный передавать информацию с нулевым уровнем помех и высокой скоростью».
На основе архитектуры Firefly ученые создали концептуальную систему, которая продемонстрировала способность пересылать мультиплексированные данные по лазерному лучу с пропускной способностью 10 Гбит/с в одном направлении.
Поток данных поступает по оптоволоконному кабелю, потом «путешествует» с помощью лазера в другую часть комнаты, где приёмник отображает полученную информацию на мониторе. Рука, поставленная на пути луча, очевидно, нарушает процесс передачи, однако если её убрать, трансляция быстро возобновляется.
Но ученые заявляют, что прерывание сигнала не будет проблемой. «Поскольку система будет размещена в верхней части стоек, то инфракрасные лучи, обеспечивающие соединение, не будут прерываться проходящими системными администраторами и сотрудниками дата-центра», — так говорится в анонсе исследователей из Университета Пенсильвании.
Сама по себе технология FSO не является новинкой, однако ученые внесли несколько модификаций, в частности, создали инструмент, автоматизирующий процесс установления связи между приёмником и передатчиком.
Firefly содержит микроэлектромеханические системы с крошечными зеркалами для быстрой настройки и перенастройки соединений. Причем смещение зеркал настолько маленькое, что практически незаметно, когда отражатель меняет свое положение. Управляет ими специально разработанная программа, которая быстро определяет местоположение ресивера и точно попадает лучом в цель. Благодаря этой системе можно быстро перенаправить лазер на другой приёмник.
Для запуска полнофункционального варианта Firefly ученым осталось преодолеть лишь два препятствия: решить проблему «бесшовного» прохождения сигнала в оптоволоконный кабель после его попадания в приёмник, а также задачу управления системой распределения данных в беспроводном окружении.
«Возможно, в будущем нам удастся отказаться от оптоволокна насовсем», — говорит Кавехрад.
P.S. Еще несколько материалов из блога VAS Experts:
Поделиться с друзьями
lexore
Из статьи не совсем ясно, чем это лучше, чем один оптический кабель на 10Гбит/с.
drafterleo
По всей видимости, отсутствием самого кабеля. Типа, на проводах экономят.
lexore
Сомневаюсь, что пара приемо-передающих инфракрасных лазеров будут дешевле оптического шнурка.
Обычно в залах ДЦ есть вот такие штуки над стойками:
drafterleo
Там, вроде, фишка в том, что лазеры-приёмопередатчики могут «стрелять» в кучу разных мест (т.е. заменяют, не один шнурок, а сразу много).
Nordicx86
видимо ребята давно не были в реальных серверных — т.к. реально в сервак приходят 6 проводов — 2 питания, 2 канала связи и 2 канала управления (всего по 2, т.к. резервирование) — ВСЁ — разумнее всего убрать провода на каналы «управления» перекинув «трафик» в каналы «связи», но это черевато.
Так что технология отставшая от жизни, хоть и интересная…
IdeSade
Отсутсвие кабелей.
selivanov_pavel
По-моему, эта технология будет крайне чувствительна к чистоте воздуха в помещении. Причём проблемы будут "плавающие", как собственно и вызывающие их пылинки.
Shaz
Ну вот только механики нам в сетях и не хватало. 10Гбит/сек на ардуино и зеркалах и шаговике от принтера блин…
Deosis
Areso
А потом будет как в тех историях, где связь рвалась из-за жирафа в зоопарке. Очень долго пытались отловить причину. Ну да, ну да…