I ricercatori di tutto il mondo stanno facendo ogni sforzo per cercare di aumentare la velocità dello scambio di dati. Microsoft La ricerca e l'EPFL hanno recentemente dimostrato una commutazione ottica ultraveloce utilizzando solitoni laser a pettine basati su chip e un dispositivo a reticolo di diffrazione passivo. I ricercatori del progetto ritengono che l'architettura potrebbe consentire il passaggio a data center ottici efficienti dal punto di vista energetico e in grado di soddisfare meglio la necessità sempre crescente di una larghezza di banda più veloce in tutto il mondo.
Più velocemente i data center possono scambiare dati, maggiori saranno le prestazioni per tutti gli utenti che tentano di connettersi a quei dati per lavoro, istruzione e intrattenimento. Nelle moderne reti di centri di elaborazione dati oggi vengono utilizzati switch di pacchetto elettrici collegati tramite fibra ottica. Questi sistemi utilizzano la conversione dell'energia da elettrica a ottica, che secondo i ricercatori aumenta i costi generali e energetici.
Una delle maggiori sfide per i data center di oggi è l'aumento della larghezza di banda per supportare l'aumento delle velocità di trasferimento dei dati derivante dall'uso di applicazioni moderne come l'intelligenza artificiale e l'analisi dei dati. Diventa difficile scalare le architetture di rete che si basano su chip elettrici per stare al passo La legge di Moore.
I commutatori di circuiti ottici sono diventati un'opzione per risolvere i problemi di larghezza di banda e scalabilità che i data center di tutto il mondo stanno attualmente affrontando. Una delle architetture di commutazione dei circuiti ottici più attraenti è la commutazione della lunghezza d'onda, basata su diversi server che si connettono utilizzando diverse lunghezze d'onda della luce. Questa architettura fornisce un'architettura di rete più piatta che limita la necessità di switch logici e ricetrasmettitori ottici.
Questo metodo utilizza un elemento di commutazione, un prisma di vetro e le onde luminose di diverse lunghezze sono separate dalla dispersione. I ricercatori osservano che gli interruttori dei circuiti ottici sono ora disponibili in commercio, ma stanno diventando sempre più inadatti per le applicazioni dei data center. I ricercatori di questo progetto hanno integrato microcomponenti ottici per fungere da fonte a più lunghezze d'onda di portatori coerenti.
Il sistema utilizza amplificatori ottici e reticoli d'onda realizzati con lo stesso materiale dei semiconduttori per eseguire la commutazione, la separazione o la combinazione di diversi colori di luce secondo necessità. Il team dispone di un proof of concept a livello di sistema (un'illustrazione artistica del quale è mostrata nella prima figura) che fornisce la commutazione pacchetto per pacchetto e può soddisfare i requisiti delle applicazioni del data center.
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