前一阵子在青岛听几个光领域的院士谈光通信的发展,简水生院士依然谈到他多年在努力的事情-----全光交换。
这已经是我连续三年听到他讲这个话题,一个执着的老院士。我想,做通信的人都知道,光通信的发展改变了通信的历史,而且还将继续扮演重要角色。
然而在光信号处理和交换这个环节多年来一直没有得到有效解决。因此,全光交换一度被看做是未来发展的一个关键。
虽然现在骨干网、城域网甚至很多接入网都已经实现了光纤化,但链接光网络的交换机、路由器、核心网设备等等虽然都具备光接入能力和一定的处理能力,但内部通信却依然是铜线之间的通信。因此,要真正达到全国交换,就必须让这些设备在内部通信上也实现光通信。
在演讲的过程中,简院士突然提到英特尔,说不久前英特尔发布了一项技术,可以实现计算机内部和外部通信的光数据连接。如果该技术能够完全实现,将有望彻底实现全光交换。这将大大提高通信能力,真正体现出光通信的优势来。
听到这儿,我突然想起7月份英特尔发布的一条新闻来,说的是英特尔实验室通过使用混合硅激光器技术的集成激光器,在世界上第一次实现了基于硅的光数据连接,实验芯片可以每秒500亿比特(50Gbps)的速度移动数据。
最初的想法是,这是英特尔前沿技术的一个曝光而已,要真正能够投入实际应用,估计还要好多年,但听简院士一说,重让我对这条新闻有了重新的认识。
根据英特尔披露的信息称,以光束取代电子在电脑中和电脑周围进行数据传输。该公司已经开发出一个研究用原型,是世界上第一个使用集成激光器的基于硅光数据连接。与当前的铜线技术相比,该技术可在更长距离传输大很多倍的数据,最高传输速率可达50Gb/秒,而且还有大幅度提升的空间。这相当于每秒可传送一部完整的HD电影。
目前的电脑组件都是使用电路板的铜线或印痕相互连接。由于使用铜等金属传输数据,存在信号衰减问题,这些线的最大长度受到限制。这限制了电脑的设计,迫使处理器、内存和其它组件被放置在相互只有英寸见方的距离。今天的研究成果朝用非常细和轻的光纤代替这些连接,在更长的距离传输更多的数据所迈出的重要一步,从根本上改变了未来电脑的设计方式,改变了未来数据中心的结构。
硅光子学将在整个电脑行业得到广泛应用。举例来说,这种速度传输数据,家庭娱乐和视频会议中使用墙壁大小3D显示器,可以很高分辨率显示画面,使画面中的人物可像真人一样在房间里与你同在。未来的数据中心或超级电脑的零部件可放置在整个建筑物甚至整个园区的各个角落,互相以极高速度连接,不受铜线缆的束缚。这将使数据中心用户如搜索引擎公司、云计算供应商或金融数据中心提高性能、增加功能和节省能源和空间,或帮助科学家建造更强大的超级电脑来解决世界上最困难的问题。
使用混合硅激光器技术的集成激光器技术有望实现低成本、高速度的光通信,可使电脑制造商重新考虑传统的系统设计,无论是超级计算机还是其他网络设备的设计。
我想,这个应用同样可以用于服务器、交换机和路由器等任何通信基础设施。这将大幅度提高通信综合能力。
其实,今天的电脑也好、路由器和交换机也好,在数据处理能力上已经非常的强,但在设备内部通信和外部交换方面依然处于瓶颈期。
就电脑而言,近几年除了工艺上的改进外,主要是通过对内存、缓存的管理以及把更多处理芯片(图形、音视频)集成到CPU,以便提升整体性能。但这和当前的光通信数据流入流出的能力相比,依然很有限。因此,实现计算机内部光通信交换有望彻底解决这一瓶颈问题,从而大幅度提升综合通信处理能力。
因此,希望国内关注该项技术的人士,重新关注一下这项技术的最新动态。一旦该项技术实现商用,必将对通信和计算领域带来一场全新的革命,让我们拭目以待。