[發明專利]基于無源光學的數據中心網絡

有效

• 申請號: 201580074467.3
• 申請日: 2015-11-26
• 公開（公告）號: CN107210837B
• 公開（公告）日: 2019-08-09
• 發明（設計）人: 加法爾·埃里米爾加尼;泰西爾·埃爾-戈拉希;阿里·哈馬迪
• 申請（專利權）人: 利茲大學
• 主分類號: H04J14/02
• 分類號: H04J14/02
• 代理公司: 北京品源專利代理有限公司 11332
• 代理人: 王小衡;任慶威

一種數據中心網絡，包括：第一光學端口群組，其用于連接到第一服務器群組中的相應服務器；第二光學端口群組，其用于連接到第二服務器群組中的相應服務器；第一下無源光學路由元件，其被配置成在第一光學端口群組與第一下光學通信路徑之間路由光學通信信號；第二下無源光學路由元件，其被配置成在第二光學端口群組與第二下光學通信路徑之間路由光學通信信號；上無源光學路由元件，其被布置成：(i)在第一下光學通信路徑與上光學通信路徑之間路由光學通信，以及(ii)在第二下光學通信路徑與上光學通信路徑之間路由光學通信信號。

本發明的各方面涉及數據中心和數據中心網絡。特別地，實施例涉及能量高效的數據中心和數據中心設計。

背景技術

近年來經歷了容納在現代數據中心中的服務和應用(諸如網絡搜索、科學計算、社交網絡、文件存儲和分布式文件系統)的空前增長?，F在的數據中心可以托管經由交換機、路由器和高速鏈路互連的數十萬個服務器，使得數據中心內的聯網架構的選擇非常重要，因為其影響數據中心可縮放性、成本、容錯、靈活性和功率消耗。

過去的十年已經對設計高效的數據中心網絡投入了大量的研究努力。然而，最近出現了關于數據中心的功率消耗及其對全球變暖和對數據中心的電力帳單的影響的較大問題。美國環境保護局(EPA)已經報告美國的數據中心的功率使用在2000年與2006年之間已加倍至接近610億千瓦小時，占美國總電力需求的1.5％。

考慮到服務器的數目不斷穩定增加和數據中心內部的業務呈指數增長，常規數據中心聯網架構遭受性能限制，諸如鏈路過度訂閱和低效的負荷平衡。

發明內容

根據一方面，一種數據中心網絡包括第一光學端口群組，其用于連接到第一服務器群組中的相應服務器；第二光學端口群組，其用于連接到第二服務器群組中的相應服務器；第一下無源光學路由元件，其被配置成在第一光學端口群組與第一下光學通信路徑之間路由光學通信信號；第二下無源光學路由元件，其被配置成在第二光學端口群組與第二下光學通信路徑之間路由光學通信信號；上無源光學路由元件，其被布置成：(i)在第一下光學通信路徑與上光學通信路徑之間路由光學通信信號，以及(ii)在第二下光學通信路徑與上光學通信路徑之間路由光學通信信號。

所述數據中心網絡還可以包括第一群組內無源光學網絡，所述第一群組內無源光學網絡形成第一服務器群組中的服務器之間的無源光學通信路徑；以及第二群組內無源光學網絡，所述第二群組內無源光學網絡形成第二服務器群組中的服務器之間的無源光學通信路徑，其中，所述第一群組內無源光學網絡和第二群組內無源光學網絡不包括上無源光學路由元件。

數據中心網絡可以使得第一群組內無源光學網絡包括星形反射器，其被布置成從第一服務器群組中的任何服務器接收光信號并將該光信號廣播到第一服務器群組中的每個其它服務器。

數據中心網絡可以使得第一群組內無源光學網絡包括第一下光學通信路徑中的光纖布拉格光柵，該光纖布拉格光柵被布置成：從第一服務器群組接收第一波長和第二波長的信號，沿著第一下光學通信路徑發送第一波長的信號，以及將第二波長的信號反射回到第一服務器群組中的服務器。

數據中心網絡可以使得第一群組內無源光學網絡包括無源聚合物光學背板。

數據中心網絡可以使得第一、第二和第三無源光學路由元件中的每一個選自由星形分離器/耦合器或陣列波導路由器組成的群組。

數據中心網絡可以使得經由第一下光學通信路徑、第二下光學通信路徑和上光學通信路徑中的每一個路由的信號將被進行時分復用和頻分復用中的至少一個。

數據中心網絡可以使得第一下通信路徑是第一下無源光學路由元件與上無源光學路由元件之間的直接連接，并且第二下通信路徑是第二下無源光學路由元件與上無源光學路由元件之間的直接連接。

數據中心網絡可以使得將由第一下光學通信路徑、第二下光學通信路徑和上通信路徑中的每一個載送的信號將被時分復用。