Группа разработчиков из США предложила заменить оптоволокно в ЦОД приемопередатчиками инфракрасного излучения. По их словам, для этого не нужны слишком дорогие элементы, а пространства в дата-центре такие системы будут занимать немного. В современных дата-центрах используется все больше проводов, которые объединяют как отдельные серверы, так и целые сетевые системы. Громадье проводов часто доставляет неудобства, хотя некоторые операторы ЦОД справляются с этой проблемой очень даже неплохо.

Так вот, группа инженеров из США, многие из которых работают в Пенсильванском университете (США) создали систему из передатчиков и приемников ИК-волн специально для дата-центров. В принципе, это уже не первая попытка избавиться в ЦОД от проводов, но прежние проекты развития не получали в силу ряда проблем. Одна из основных — расфокусировка при увелиичении расстояния между приемником и передатчиком. ЦОД-ы сейчас довольно большие, так что решить эту проблему было непросто. Но у команды текущего проекта это получилось.

О результатах своей работы представители Пенсильванского университета заявили на конференции Photonics West 2017. Они использовали оптические системы (объективы) с невысокой ценой. Тем не менее, авторы работы научились получать инфракрасные лучи с практически нулевым уровнем интерференции даже при помощи такого оборудования. Пропускная способность «тепловой сети», по словам представителей команды проекта, высока, хотя точные параметры ими не заявлены. Ограничений по количеству соединений нет.

Новинка получила название Free-space optical Inter-Rack nEtwork with high FLexibilitY (Firefly). У нее уникальная архитектура, которая разработана на основе результатов прежних проектов, как ученых из Пенсильванского университета, так и специалистов из Университета Карнеги-Меллона и Нью-Йоркского университета.



Для обеспечения работы Firefly необходимо устанавливать в верхней части серверных стоек специальные модули: инфракрасные лазеры и приемники. Конфигурацию модулей можно быстро изменять, а также нацеливать на любую из стоек ЦОД. Приемник, получая инфракрасный сигнал, направляет его уже в волоконно-оптический кабель. И уже по кабелю данные направляются в нужный сервер или сетевое устройство. По словам разработчиков, Firefly почти не требует сервисного обслуживания и способна работать в автоматическом режиме длительное время.



Позиционируются приемники и излучатели при помощи миниатюрных сервоприводов. Также при необходимости можно изменять направление зеркал микроэлектромеханических систем. Диаметр таких зеркал составляет всего 2 мм. Потребляемая мощность микроэлектромеханической системы — менее 1 мВт.

Система, о которой идет речь, вовсе не является кустарной, она может работать внутри ЦОД с десятками и даже сотнями тысяч серверов. Чем больше серверов в дата-центре, тем больше требуется кабелей. Особенности инфраструктуры ЦОД приводят к появлению «узких мест» со сниженной пропускной способностью. Если же использовать инфракрасную систему передачи данных, проблемы подобного рода не возникают. Во всяком случае, так утверждают разработчики.



Что касается испытаний в «поле», то Firefly еще не тестировалась в работе с большим количеством серверов. Пока есть лишь прототип системы небольшого масштаба, который работает без всяких проблем. В рамках этой системы инженеры продемонстрировали передачу двунаправленного потока данных со скоростью в 10 Гбит/с. Уровень ошибок невысокий и не превышает норму. Что касается длины волны лазера, она составляет 1550 нанометров — именно такая длина волны излучения в большинстве оптоволоконных систем.