數據中心光交換容量世界記錄：53.3 Tb/s

導讀

日本國家信息與通信研究院（NICT）成功創造了短距離數據中心網路的交換容量世界紀錄： 53.3 Tb/s。

關鍵字

光纖、通信、數據中心、網路

背景

隨著網路流量需求的不斷增加，使用標準單模光纖（SMF）的光網路正在接近其物理極限。空分復用（SDM）技術，包括跨越多核光纖（MCFs），已經被提議用於減少由SMF引入而帶來的容量限制。

更進一步說，它對於降低光網路的粒度來說也很重要。目前，商用的光學網路可以及時切換持續運行的光學波長頻道。然而，網路中傳輸的實際信息是在更小的單元中進行的。因此，直接通過光域傳輸這些數據包，將提升全網效率。此外，用光開關取代電子開關，也將降低總體的端到端的每比特能量損耗。

創新

（圖片來源：NICT ）

日本國家信息與通信研究院（NICT，總裁：Hideyuki Tokuda 博士）成功創造了短距離數據中心網路的交換容量世界紀錄： 53.3 Tb/s。這次演示利用了跨越多核光纖（MCF）的空分復用（SDM）以及一種新開發的高速空間光開關係統，使能完整的數據包粒度（packet-granularity）。研究人員相信，這種新開發的數據中心網路在網路效率以及端到端的每比特能量損耗方面，較現在的光學電路（全電子的數據包交換網路）會有顯著提升。

這項演示的結果被選為2017年9月21日在瑞典哥德堡召開的久負盛名的第43界光學通信系統歐洲會議（ECOC）的截稿日期後接收（
post-deadline ）的論文。

技術

在這項研究中，NICT 科學家開發出一種高速7核聯合的光開關係統，它可以達到超高速的切換速度：80納秒，同步切換7核MCF中的所有核。系統由多電吸收（EA）光開關單元組成，切換速度達到幾納秒。它也包含開關控制器，能讀取數據包的地址，同時控制多個EA開關。

這種光開關係統能用於光網路切換結點，實現幾種功能。NICT 使用這種光開關係統，構建出一個時隙化的光網路測試台，達到全數據包粒度。該測試台使用64個波長頻道，通過偏振分割復用（PDM）正交相移鍵控（QPSK）調製到32吉波特。名義上，它的容量可達53.3 Tb/s。在測試台上，使用了三個MCF段：一條19核28千米光纖、一條19核19千米光纖、一條7核2千米光纖。在每條光纖上，該演示中使用的7核都用於攜帶信息信號。

未來

未來，研究人員希望通過開發出具有更快響應速度、更低插入損耗、更平坦的頻率響應的新型光開關，增加網路容量，並且研究具有高階調製模式、更高頻率效率的相干脈衝模式接收器。

參考資料

【1】http://www.nict.go.jp/en/press/2017/10/06-1.html

【1】José Manuel Delgado Mendinueta, Satoshi Shinada, Ruben S. Luís, Yusuke
Hirota, Hideaki Furukawa, Hiroaki Harai and Naoya Wada, "Experimental
Demonstration of a 53 Tb/s Coherent SDM-TDM Add/Drop/Through Optical
Network with Time-division Spatial Super-channels and High-speed Joint
Switching System," in Proc. 43rd European Conference on Optical
Communications (ECOC), September 2017, paper Th.PDP.B.3. URL: http://ecoc2017.org/programme/post-deadline-paper/

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