Ein Forschungsteam des Japanischen Nationalen Instituts für Informations- und Kommunikationstechnologie (
NICT ) hat einen Glasfasernetzwerkcluster mit einer Gesamtbandbreite von 1 Pbit / s entwickelt. Die Entwicklung wurde offiziell auf der europäischen Technologiemesse
ECOC 2019 vorgestellt , die im September in Dublin stattfand.
Prüfstand am NICT // www.nict.go.jp.Die Japaner zeigten der Öffentlichkeit einen Netzwerkcluster, der auf 22 Glasfaserkabeln und einem MEMS-Signalcontroller mit einem Multiplexsystem für Drei- und Siebenkernverbindungen basiert, die derzeit eingeführt werden oder bereits in Backbone-Kommunikationsnetzwerken und Rechenzentren verwendet werden.
Die Entwicklung japanischer Ingenieure zeigt, dass wir die Bandbreite von Netzwerkverbindungen nicht nur durch eine Erhöhung der Anzahl der Glasfaserkabelkerne, sondern auch durch die Verbesserung der Signalvermittlungs- und Routingsysteme erheblich erhöhen können.
Wie bereits erwähnt, verwendet der Cluster ein System aus 22 Glasfaserkernen mit einem Multiplex für weniger "beeindruckende" Kanäle mit 3 und 7 Lichtwellenleitern.
1 Pbit / s ist kein monolithischer Strom. Jeder Kern bietet eine Bandbreite von 245 Gbit / s bei gleichzeitiger Verwendung von 202 verschiedenen Wellenlängen.
In der Praxis erreichten die Forscher bereits 2015 eine Datenübertragungsrate für optische Kabel von 2,15 Pbit / s. Ein vollwertiger Arbeitsplatz mit einer ähnlichen Geschwindigkeit wurde der Öffentlichkeit jedoch erst in diesem Herbst in Dublin gezeigt. Dann beruhte alles auf dem Routing, wie die Ingenieure selbst erklären:
Um eine Kanalübertragung einer Petabite-Klasse zu erstellen, sind neue Vermittlungstechnologien erforderlich, die die Verwaltung und zuverlässige Weiterleitung großer Datenmengen durch [topologisch] komplexe Netzwerke gewährleisten. Bisher waren solche Technologien nicht verfügbar, da bestehende Ansätze durch Komplexität und / oder Leistung eingeschränkt wurden.
Als Hauptanwendungsgebiet für ihre Entwicklung betrachten die Japaner die Kommunikationsknoten zwischen Rechenzentren und der Autobahn. Wenn wir jetzt in der Lage sind, zusätzliche Kabel zu verlegen und den Durchsatz des globalen Netzwerks um das benötigte Volumen zu erhöhen, gibt es Probleme beim Anschließen der Geräte.
Moderne Serversysteme sind aufgrund ihrer Rechenleistung in der Lage, enorme Datenströme zu verarbeiten. Die endgültige Netzwerkschnittstelle wird jedoch zu einem Engpass in diesem gesamten Design. Gleichzeitig wächst der Nutzerverkehr von Jahr zu Jahr, und die weit verbreitete Einführung von 5G-Netzwerken im nächsten Jahrzehnt wird die Auslastungssituation nur noch verschärfen: Nutzer werden immer mehr Echtzeit-Streams von demselben YouTube anfordern, den aktuelle Server aufgrund von Bandbreitenbeschränkungen einfach nicht verarbeiten können Netzwerkfähigkeiten.
Früher bestand eine Lösung für dieses Problem darin, die Anzahl der Server auf der Seite von Rechenzentren zu erhöhen und gleichzeitig deren Dichte weltweit zu erhöhen. Mit der Entwicklung des Japanischen können Sie jetzt die Verbindungspunkte von Geräten zum Netzwerk ändern und so den Datenfluss von vorhandenen Racks erheblich erhöhen.
Eine effektive Massennutzung der japanischen Entwicklung erfordert die Modernisierung bestehender Netzwerke, kann jedoch mit Niedrigenergienetzen funktionieren: Der Cluster arbeitet mit Drei- und Sieben-Kern-Verbindungen, die heute als die neueste Generation von Trunk-Glasfaserkabeln mit geringem Stromverbrauch gelten. Ein Cluster kann einen Strom von 148 Tbit / s an ein dreiadriges Kabel und 346 Tbit / s an ein siebenadriges Kabel liefern.
Darüber hinaus kommuniziert und leitet der vorhandene Cluster nicht nur den deklarierten Datenstrom vollständig weiter, sondern verfügt auch über eine Struktur, die die Anforderungen von Rechenzentren und Anbietern hinsichtlich der Fehlertoleranz erfüllt. Zum Beispiel die Möglichkeit des Backup-Switching und -Routings unter Umgehung des beschädigten Abschnitts des Clusters.
Es ist wichtig anzumerken, dass seit langem systematisch mit Glasfasern gearbeitet wird und die Forscher nicht nur daran arbeiten, neue Übertragungs- und Routingsysteme zu entwickeln, sondern auch das Potenzial bereits verlegter Optiken auszuschöpfen. So wurde im November 2018 ein
Bericht veröffentlicht, wonach die Gruppe auf einem Prüfstand mit einem vieradrigen Kabel sofort auf 386 Kanälen eine Bandbreite von 1,2 Pbit / s erreichte. Die folgende Tabelle zeigt, dass die ersten Arbeiten mit 36-adrigen Kabeln bei gleicher Geschwindigkeit durchgeführt wurden.
Das Forschungsteam plant, eine Geschwindigkeit nahe 1 Pbit / s auf einem Standardkabel in einem Kern und einem Modus zu erreichen, die beim Verlegen von Benutzernetzwerken verwendet werden. Das Hauptproblem dieser Entwicklung ist jedoch das qualitativ hochwertige Routing eines solchen Datenstroms. Bisher wurde ein Ergebnis, das für die praktische Implementierung in Rechenzentren bereit ist, nur auf dem 22-Kern-Cluster erzielt, über den wir oben gesprochen haben.
Es ist wahrscheinlich, dass die Entwicklung japanischer Wissenschaftler es uns ermöglichen wird, den Netzwerkzusammenbruch zu vermeiden, der die weit verbreitete Einführung von 5G-Netzwerken bedroht, und dass wir eines Tages die Geschwindigkeit der Benutzerverbindungen innerhalb der „letzten Meile“ von den vorhandenen 100 Mbit / s auf 1 Gbit / s erhöhen können eindrucksvollere und bequemere Werte.