Onderzoekers behalen 339Gbps over bestaande netwerken

Onderzoekers van het California Institute of Technology zijn erin geslaagd om data over een netwerk te versturen met een recordsnelheid van 339Gbps. Dit is bijna een verdubbeling ten opzichte van het record dat de onderzoekers een jaar eerder vestigden.

Om deze hoge doorvoersnelheid te bereiken hebben de onderzoekers gebruikgemaakt van drie 100Gbps-wide area networks, die Caltech, het University of Victoria Computing Center in British Columbia, de University of Michigan en het Salt Palace Convention Center in Utah met elkaar verbinden. De servers op deze locaties waren met behulp van 40Gbps-interfaces gekoppeld aan deze netwerken. De onderzoekers demonstreerden de hoge doorvoersnelheid officieel op de eerder gehouden SuperComputing 2012-conferentie.

De behaalde, totale sustained transfer rate van 339Gbps is bijna een verdubbeling ten opzichte van de prestatie van eind vorig jaar van de deelnemende partijen. Ook wisten de onderzoekers voor het eerst een doorvoersnelheid van 187Gbps te behalen over een enkele, bi-directionele verbinding, die het Victoria Computing Center en Salt Lake City met elkaar verbindt en werden gegevens met een snelheid van 75Gbps via rdma-technologie verstuurd, waarbij de processorbelasting slechts vijf procent bedroeg.

De onderzoekers denken dat het in de nabije toekomst mogelijk is om een gegarandeerde doorvoersnelheid van 1Tbps te bereiken door gebruik te maken van nieuwe netwerk- en opslagtechnologie, die nu pas beschikbaar komt. In het najaar van 2013 moet deze grens worden bereikt.

Reacties (50)

Dat kan zeker wel, Maar een goedkopere manier zal waarschijnlijk
meerdere bundels licht, met verschillende golflengtes door een kabel
heen zijn, al zit daar ook een grens aan,

Leesvoer over de werking van glasvezel

Van drie bytes naar een kleur is redelijk eenvoudig maar van 1 kleur naar 3 bytes is een stuk lastiger. 4+2+3 =9 maar 9 kan ook 1+3+5 zijn of 2+5+2 dan moet je dus extra bits meesturen als conrtole signaal anders krijg je hele andere data. Wat echter wel kan is uitzenden op verschillende frequenties multicast idee. Hiermee kan je dus je bandbreedte evenredig verhogen door het gebruik van meerdere signalen.

Dat is niet wat hij bedoelt. Met 3 bytes kun je in totaal 16,7 miljoen aan unieke tinten maken. Het probleem is echter dat daar ook dingen als grijs en wit tussen zitten, of donkerblauw en lichtblauw. Die verschillen natuurlijk niet van frequentie, maar alleen in intensiteit. En voor zwart heb je helemaal een probleem, want dan stuur je ook niets.

@Ayporos: dat is precies het punt dat ik wilde maken. Het leek me evident, maar desalniettemin bedankt voor de aanvulling

[Reactie gewijzigd door .oisyn op 27 november 2012 17:05]

In principe kun je door meerdere kleuren licht te gebruiken meerdere signalen (ieder met hun eigen kleur) tegelijk over hetzelfde medium sturen.
Dat gebeurd ook al. Het heet frequentie-multiplexing.

D'r zijn echter nogal wat technische limitaties:
- De lasers die gebruikt worden in telecom hebben een heel beperkt kleurbereik. Niet iedere willekeurige kleur is te maken. Alleen een aantal basis-frequenties zijn mogelijk. De tussenliggende kleuren/frequenties kunnen gewoonweg niet worden gemaakt.
- Kleuren die exacte veelvouden (in frequentie) zijn van hetzelfde basisgetal kun je niet gebruiken omdat ze elkaar onderling uitdoven door interferentie.
- Een gegeven glasvezel werkt optimaal in een klein bereik aan frequenties. Als je licht te ver af zit van de optimale frequentie van je vezel krijg je sterke demping of je licht komt er helemaal niet meer doorheen.
- Voor iedere kleur heb je een aparte lichtbron (laser) en een aparte ontvanger (ccd) nodig aan beide zijden van de glasvezel. Dat wordt nogal dringen geblazen aan de uiteinden als je tientallen, laat staan honderden kleuren in paralel wilt gebruiken.

Als ik het goed heb is zo'n 4000 kleuren tegelijk momenteel het maximum dat in het lab is gelukt. Commercieel verkrijgbare apparatuur gaat, voor zover ik weet, richting de 100 kleuren.

Het gaat er helemaal niet om hoe snel het signaal zich voortplant (oftewel: latency), het gaat erom hoeveel bits er per seconde over de lijn kunnen gaan (oftewel: bandbreedte). Dat kan bijvoorbeeld door kortere lichtpulsen te gebruiken (dus meer pulsen per seconde), of meer verschillende frequenties over een enkele lijn, of simpelweg meer lijnen.

Ik merk dat er nogal wat misverstanden zijn over lichtsnelheid en bandbreedte. De beperking van de lichtsnelheid heeft als gevolg dat er latency kan ontstaan: het duurt langer voordat de bitten aankomen bij de ontvanger. Deze beperking heeft (nu nog) niet als gevolg dat de bandbreedte beperkt wordt.

Neem bijvoorbeeld vrij hoog frequent zichtbaar licht, een petahertz bijvoorbeeld (10¹⁵ Hz). De hoogst mogelijke frequentie die theoretisch behaald kan worden is dan de helft ervan volgens het Nyquist theorema, enkele honderden terahertzen dus. Dit leidt direct tot de maximale bandbreedte van enkele honderden Tb/s. Het is dus de frequentie van het licht (een soort natuurlijke "samplingfrequentie") die de bandbreedte beperkt.

Met enkele honderden Tb/s is het gebruik van licht of glasvezel nog lang niet de beperkende factor, maar de zend- en ontvangstelectronica. Het signaal moet uiteindelijk toch door transistors en die transistors moeten schakelen op de frequentie van het signaal. En dat doen ze nu nog meer in de orde van GHz'en. Het is niet voor niets dat optische schakelingen geïntegreerd in chips worden gebruikt voor dit soort doeleinden.

Mocht toch ooit de limiet bereikt worden, door optische zenders en ontvangers bijvoorbeeld, dan begint de lichtsnelheid misschien een rol te spelen. Het is namelijk zo dat de frequentie van licht gelijk is aan de snelheid van licht gedeeld door de golflengte van licht. Maar die golflengte zou misschien nog te verkleinen kunnen zijn in de toekomst.

Volgens mij is dit ongeveer hoe het zit, maar corrigeer me als ik fout zit!