Введение

Устройство, способное хранить свет, механическая изоляция и защита оптических волокон.

В телекоммуникациях оптический буфер – это устройство, способное временно накапливать свет. Подобно обычному буферу, он является носителем информации, позволяющим компенсировать разницу во времени поступления событий. В частности, оптический буфер предназначен для хранения данных, переданных в оптическом виде (то есть в форме света), без преобразования в электрический сигнал.

Оптические сети

Сегодня компьютерные сети состоят из оптических волокон, соединенных между собой электрическими узлами. Передача данных в магистральной сети осуществляется в виде света, как правило, от светодиода или лазера. Технологии DWDM обеспечивают скорости передачи данных, превышающие 1 Тбит/с. Однако в узлах этот свет необходимо преобразовывать в электронный сигнал для перенаправления данных к их конечным пунктам назначения. В связи с быстро растущей пропускной способностью каналов, производительность коммутации становится узким местом системы. В настоящее время исследовательские работы сосредоточены на технологиях оптической коммутации, которые требуют меньшего количества или вообще не требуют преобразований из оптической в электронную область. Важной проблемой при этом является буферизация.

Решение споров

Когда два или более пакетов данных прибывают в сетевой узел одновременно и конкурируют за один и тот же выходной канал, возникает внешняя блокировка. Все пакеты, кроме одного, считаются избыточными и требуют обработки. Помимо очевидного решения – отбрасывания всех лишних пакетов – в научной литературе обычно рассматриваются три подхода: буферизация, маршрутизация с отклонением или преобразование длины волны. Оптическая буферизация использует волоконные линии задержки (FDL) для задержки светового сигнала и считается наиболее эффективной, однако требует дополнительных затрат на FDL.

Внедрение оптических буферов

Поскольку свет нельзя остановить, оптический буфер изготавливается из оптических волокон и, как правило, значительно больше, чем чип оперативной памяти сопоставимой ёмкости. Одно волокно может выполнять функцию буфера. Однако обычно используется несколько волокон. Например, можно выбрать определённую длину для самого короткого волокна, а затем использовать волокна большей длины для второго, третьего и так далее. Другой типичный пример – использование одного контура, в котором данные циркулируют переменное число раз.

Исследования

В настоящее время исследования оптических буферов ведутся в двух различных направлениях. Одно из них посвящено технологической реализации этих буферов и попыткам уменьшить их размеры с помощью устройств замедления света. Другое направлено на повышение общей производительности за счет использования стохастических методов. (Более подробную информацию о последнем подходе можно найти, например, на сайте автора.)