Systeme für eine hocheffiziente elektrische und optische Kurzstreckenübertragung im SAN-Bereich (Systems for High-Efficient Electrical and Optical Short-Distance Data Transmission in System-Area-Networks)

Abstract

Zusammenfassung Die stetig wachsende Anforderung an Rechenleistung hat neben der Leistungssteigerung von Einzelsystemen auch zur Nutzung verteilter Ressourcen geführt. Im LAN-Bereich wird die Rechenaufgabe partitioniert und auf mehrere Workstations in einem Netzwerk verteilt (Cluster-Computing). Auf der Systemebene (SAN) werden einzelne spezialisierte Sub-Systeme auf einer Platine (board-to-board) oder in einem Raum (rack-to-rack) verbunden. Die Begrenzung verteilter Systeme ist nicht mehr durch die Rechenleistung, sondern durch die Übertragungsbandbreite und die Kommunikationslatenz gegeben. Es werden für die elektrische bzw. optische Übertragung stellvertretend zwei Systeme beschrieben, die breitbandige Verbindungen mit geringer Latenz ermöglichen und keine externe Steuerung bzw. Überwachung benötigen. Für die elektrische Übertragung ist dies die in Entwicklung befindliche Netzwerkkarte "ATOLL" (Atomic low Latency), die das gesamte Protokollmanagement einschließlich Fehlerkorrektur wie auch das Routing vollkommen autonom übernimmt. ATOLL bietet einen bidirektionalen 4×4-Kreuzschienenverteiler mit Übertragungsbandbreiten von bis zu 2 GByte/s. Als optisches Übertragungssystem für Board-to-Board- oder Rack-to-Rack-Anwendungen wird ein faserbasiertes Multiplex-Übertragungssystem vorgestellt. Die Multiplexfunktion wird rein passiv optisch realisiert; externe Steuersignale entfallen somit. Das System erlaubt die Übertragung von typischerweise 12 bis 16 logischen Kanälen durch eine einzige Faser und über Entfernungen von einigen cm bis zu einigen Metern mit akkumulierten Bandbreiten im Bereich von 1 THz×m. Es wird ein System mit mikrointegrierten optischen Modulen und Schnittstellen in Form von standardisierten Fasersteckern vorgestellt.