Побит рекорд передачи данных для дата-центров

Сотрудникам Политехнического университет Гонконга (PolyU) удалось поставить мировой рекорд по скорости передачи данных по оптоволокну для центров обработки данных, достигшей 240 Гбит/с.

Эксперименты проведены группой под руководством вице-президента PolyU, профессора Alex Wai совместно с компанией Huawei. Авторам удалось осуществить передачу данных на расстоянии более чем в 2 км, со скоростью в 24 раза превышающей существующие параметры, доступные на рынке связи. По сравнению с существующими альтернативами на рынке, технология, разработанная в PolyU, на четверть снизила стоимость передачи данных на единицу, и, следовательно, является пригодной для целей коммерциализации. Скоростная передача при значительно более низкой стоимости для центров обработки данных позволит конечным пользователям широко использовать новые формы коммуникаций, такие как иммерсивное видео, дополненная и виртуальная реальность. На социальном уровне увеличенная скорость передачи данных откроет новую эру для больших данных и Интернета вещей (IOT). В случае реализации технологии, около 10 тысяч человек смогут передавать 4K-видео за то же время, которое, по сравнению с текущей скоростью, доступно только для 400 человек. 

Группа разработчиков из PolyU с передатчиком

В оптической связи все виды информации (текст, звук, музыка, изображения, видео)  оцифровываются и передаются в виде световых сигналов по оптическому волокну. Так как во время передачи свет путем отражения и преломления взаимодействует с молекулами волокна, световой сигнал меняется и искаженным поступает на приемник. Чем выше скорость передачи данных и чем больше расстояние, тем сильнее искажение, что делает световой сигнал неузнаваемым в приемнике. Это приводит к неудачной передаче и ограничивает максимальную скорость передачи данных. Скорость может быть увеличена путем предотвращения искажений.

Существующий подход предполагает использование для этих целей специализированного оборудования. Использование дорогих компонентов, например, специального оптического волокна, является возможным способом уменьшения искажений. Тем не менее, его высокая стоимость показала непрактичность такого решения для центров обработки данных. Вместо использования дорогостоящих компонентов, исследовательская группа из PolyU развивает программный подход для устранения искажений.

В оптике механизм взаимодействия между светом и одной молекулой волокна хорошо известен. Тем не менее, в оптоволокне, состоящем из миллиардов молекул случайно расположенных и ориентированных друг относительно друга, общий эффект от взаимодействия между световым сигналом и волокном становится неизвестным, и поэтому сигнал также искажается случайным образом. Тем не менее, существует "порядок в хаосе". Посредством статистического анализа больших объемов данных по переданным и принятым световым сигналам авторы разработали модели, с помощью которых возможна  значительная корректировка искажений. В результате может быть достигнуто существенное увеличение скорости передачи данных с помощью недорогих компонентов.