Un equipo de investigación del Instituto Nacional de Tecnología de Información y Comunicación de Japón (
NICT ) ha desarrollado un clúster de red de fibra óptica con un ancho de banda total de 1 Pbit / s. El desarrollo se presentó oficialmente en la exposición tecnológica europea
ECOC 2019 , que se celebró en septiembre en Dublín.
Banco de pruebas en NICT // www.nict.go.jpLos japoneses mostraron al público un clúster de red, que se basa en 22 cables de fibra óptica y un controlador de señal MEMS con un sistema de multiplexación para conexiones de tres núcleos y siete núcleos, que ahora se están introduciendo o ya se están utilizando en redes de comunicaciones troncales y centros de datos.
El desarrollo de ingenieros japoneses demuestra que somos capaces de aumentar significativamente el ancho de banda de las conexiones de red, no solo a través de un aumento en el número de núcleos de cable de fibra óptica, sino también a través de la mejora de los sistemas de conmutación y enrutamiento de señales.
Como se mencionó anteriormente, el grupo utiliza un sistema de 22 núcleos de fibra óptica con un multiplex para canales menos "impresionantes" de 3 y 7 fibras ópticas.
1 Pbit / s no es una corriente monolítica. Cada núcleo proporciona un ancho de banda de 245 Gbit / s mientras usa simultáneamente 202 longitudes de onda diferentes.
En la práctica, los investigadores lograron una velocidad de transferencia de datos del cable óptico de 2.15 Pbit / s
en 2015 , pero un puesto de trabajo completo con una velocidad similar se mostró al público solo este otoño en Dublín. Entonces todo se basó en el enrutamiento, como los propios ingenieros declaran:
Para [crear un canal] la transmisión de datos de una clase de petabitas, se requieren nuevas tecnologías de conmutación que garanticen la gestión y el enrutamiento confiable de grandes cantidades de datos a través de redes complejas [topológicamente]. Hasta la fecha, dichas tecnologías no han estado disponibles, ya que los enfoques existentes se han visto limitados por la complejidad y / o el rendimiento.
El área principal de aplicación para su desarrollo, los japoneses consideran los nodos de comunicación entre los centros de datos y la carretera. Si ahora podemos tender cables adicionales y aumentar el rendimiento de la red global en el volumen que necesitamos, entonces hay problemas con la conexión del equipo.
Debido a su poder de cómputo, los sistemas de servidor modernos son capaces de procesar enormes flujos de datos, sin embargo, la interfaz de red final se convierte en un cuello de botella en todo este diseño. Al mismo tiempo, el tráfico de usuarios crece cada año, y la introducción generalizada de redes 5G en la próxima década solo agravará la situación de carga: los usuarios exigirán más y más transmisiones en tiempo real desde el mismo YouTube, que los servidores actuales simplemente no pueden manejar debido a las limitaciones de ancho de banda habilidades de red.
Anteriormente, una solución a este problema sería aumentar el número de servidores en el lado de los centros de datos con un aumento paralelo en su densidad en todo el mundo. Ahora, el desarrollo de los japoneses le permite modificar los puntos de conexión de los equipos a la red, aumentando significativamente el flujo de datos de los racks existentes.
Para el uso masivo efectivo del desarrollo japonés, será necesario modernizar las redes existentes, pero puede funcionar con redes de baja potencia: el clúster funciona con conexiones de tres y siete núcleos, que ahora se consideran la última generación de cables de fibra óptica troncal de baja potencia. Un clúster puede entregar una transmisión de 148 Tbps a un cable de tres núcleos y 346 Tbps a un cable de siete núcleos.
Al mismo tiempo, el clúster existente no solo se comunica completamente y enruta el flujo de datos declarado, sino que también tiene una estructura que cumple con los requisitos de los centros de datos y proveedores en términos de tolerancia a fallas. Por ejemplo, la posibilidad de conmutación y enrutamiento de respaldo sin pasar por la sección dañada del clúster.
Es importante tener en cuenta que el trabajo sistemático con fibra óptica ha estado sucediendo durante mucho tiempo y los investigadores están trabajando no solo para crear nuevos sistemas de transmisión y enrutamiento, sino también para aprovechar el potencial de la óptica ya establecida. Entonces, en noviembre de 2018, se
publicó un
informe de que el grupo logró un ancho de banda de 1.2 Pbit / s en un banco de pruebas con un cable de cuatro hilos inmediatamente en 386 canales. La siguiente tabla muestra que inicialmente el trabajo se realizó con cables de 36 núcleos a la misma velocidad.
El equipo de investigación planea alcanzar una velocidad cercana a 1 Pbit / s en un cable estándar en un núcleo y un modo, que se utilizan al instalar redes de usuarios. Sin embargo, el principal problema de este desarrollo es el enrutamiento de alta calidad de dicho flujo de datos. Hasta ahora, un resultado listo para la implementación práctica en los centros de datos se ha logrado solo en el clúster de 22 núcleos, del que hablamos anteriormente.
Es probable que el desarrollo de científicos japoneses nos permita evitar el colapso de la red que amenaza la introducción generalizada de redes 5G, y también algún día nos permitirá aumentar la velocidad de las conexiones de usuario dentro de la "última milla" de los 100 Mbps existentes a 1 Gbit / s valores más impresionantes y cómodos.