Встановлено рекорд по швидкості маршрутизируемого потоку інформації, що передається через оптичне волокно

Темпи розвитку сучасних інформаційних технологій зумовлюють необхідність постійного збільшення пропускної здатності комунікаційних мереж. Технології, в яких використовується стандартне одномодовое оптичне волокно (single mode fiber, SMF), вже наблизилися впритул до своїх фізичних меж. І на зміну їм поступово приходять комунікаційні технології, в яких використовується багатомодове оптичне волокно (multi-core optical fibers, MCF), волокно, в "тілі" якого штучно створено кілька незалежних "ядер", через кожне з яких передається окремий потік інформації. Крім цього, інформація в мережах передається в пакетному режимі, крім самої інформації, кожен пакет містить в собі мітку пункту призначення і масу іншої службової інформації. І ефективність роботи системи, що забезпечує напрям пакетів по правильному шляху, маршрутизації, так само чинить величезний вплив на ефективність роботи мереж у цілому, а проблема забезпечення високошвидкісний маршрутизації стоїть особливо гостро в "коротких" мережах з величезною кількістю кінцевих абонентів, наприклад, у внутрішніх мережах великих інформаційних центрів. На 43-й європейській Конференції по оптичних комунікацій (43rd European Conference on Optical Communications, ECOC), що проходила 21 вересня 2017 року в Гетеборзі, Швеція, представники японського Національного інституту інформаційно-комунікаційних технологій (National Institute of Information and Communications Technology, NICT) продемонстрували нову технологію оптичної маршрутизації, яка забезпечує обробку потоку даних з рекордною на сьогоднішній день швидкістю в 53.3 терабіта в секунду. Ця технологія призначена для управління роботою "коротких" комунікаційних мереж, які, наприклад, пов'язують воєдино всі сервери інформаційних центрів або окремі компоненти суперкомп'ютерів. Крім цього, новий метод оптичної маршрутизації набагато більш ефективний з енергетичної точки зору, ніж використовувані сьогодні методи електронної маршрутизації, що вимагають багаторазового перетворення оптичних сигналів в електронні і навпаки. Швидкодіюча система оптичної маршрутизації, розроблена в NICT, зараз забезпечує обробку потоку даних, що передаються одночасно по 7-модовому оптичному волокну, а швидкість перемикання напрямку маршрутизації становить 80 наносекунд. До складу цієї системи входить спеціалізований контролер, здатний "витягнути" з кожного пакета адреса одержувача і переключити оптичний комутатор із затримкою всього в декілька наносекунд. Створена система маршрутизації в даний час існує у вигляді випробувального стенду. У цьому стенді використовуються три оптоволоконних сегмента, 28-, 10-кілометровий сегменти 19-ядерного оптоволокна і 2-кілометровий сегмент 7-ядерного оптоволокна. У всій цій масі оптоволокна було організовано 64 32-гігабітних каналу, створених на основі технологій поляризаційного мультиплексування PDM (polarization division multiplexing) і QPSK (quadrature phase shift keying). І на цьому стенді була отримана рекордна на сьогоднішній день швидкість маршрутизируемого потоку даних, рівна 53.3 терабіта в секунду. У найближчому майбутньому дослідники з NICT будуть намагатися ще більше збільшити пропускну здатність оптичних мереж, розробивши новий тип оптичних комутаторів, що забезпечують менший час реакції, мають більш низький рівень енергетичних втрат, і більш широкі частотні характеристики. Крім цього, вчені розроблять нові види оптичної модуляції, які дозволять з більшою ефективністю використовувати весь робочий спектр багатомодового оптичного волокна. Першоджерело