KR101464031B1 - 구성가능한 서버간 지점 대 지점간 광통신 시스템 - Google Patents

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Abstract

공통 미드플레인 또는 백플레인 통신 버스(132)에 연결된 다수의 컴퓨터 서버들(160) 사이에 지점 대 지점간 통신을 설정하기 위해 구성가능한 광통신 시스템(100)이 제공되며, 여기서 서버들 중 두 개는 광 신호(112)를 송신하고 수신하기 위한 광 입/출력 장치(170)를 포함한다. 본 시스템은 광 신호를 전달하도록 구성된 광통신 경로(140); 광통신 경로 내에서 광 입/출력 장치와 정렬된 적어도 두 개의 회전 미러들(150)을 포함하며, 이 회전 미러들은 광 입/출력 장치들 사이에서 광 신호를 지향시켜 적어도 두 서버들 사이에서 지점 대 지점간 통신을 설정하도록 선택적으로 배향된다.

Description

구성가능한 서버간 지점 대 지점간 광통신 시스템{CONFIGURABLE POINT-TO-POINT OPTICAL COMMUNICATIONS SYSTEM BETWEEN SERVERS}
경제분야에서 정보 기술 부문의 발전으로 인해 온라인 정보 및 서비스 제공자, 기업 내 데이터 관리 그룹, 정부 기관 등은 대량의 정보를 처리하고, 관리하고, 저장하는 서버 팜으로도 알려져 있는 대용량 데이터 처리 센터를 구축하게 되었다. 대역폭, 처리 성능, 저장 용량 및 신뢰성을 높이려는 지속적인 압력으로 표준화된 랙 인클로저(rack enclosures) 내에 설치되고 서버 타워로 조립된 블레이드 서버(blade servers)와 같은 고밀도 연산 플랫폼 및 아키텍처라는 결과를 가져왔다.
본 발명의 특징과 장점은 첨부된 도면과 함께 설명될 때, 예를 들어, 본 발명의 특징을 예시하는 다음의 상세한 설명으로부터 자명해질 것이다. 이들 도면은 단지 본 발명의 예시적인 실시예를 도시한 것에 불과하고 본 발명의 범주를 제한하고자하는 것은 아니며, 본 명세서에서 개괄적으로 기술되고 도면에서 예시된 바와 같은 본 발명의 구성요소들은 다양한 여러 구성으로 배열되고 설계될 수 있음을 쉽게 인식할 것이다. 그럼에도 불구하고, 본 발명은 첨부의 도면을 통해 특수성과 세부사항을 추가하여 기술되고 설명될 것이다.
도 1(a)은 종래 기술의 블레이드 서버 및 블레이드 서버 인클로저의 정면 사시도를 예시한다.
도 1(b)는 도 1(a)의 종래 기술의 블레이드 서버의 후면 사시도이다.
도 2(a)는 본 발명의 예시적인 실시예에 따른, 블레이드 서버 및 블레이드 서버 인클로저의 정면 사시도를 예시한다.
도 2(b)는 도 2(a)의 블레이드 서버의 후면 사시도이다.
도 3은 도 2(a)의 실시예에 따른, 하나의 광통신 경로 및 두 개의 광 입/출력 장치의 분해 사시도를 예시한다.
도 4는 도 2(a)의 실시예에 따른, 하나의 광통신 경로 및 두 개의 광 입/출력 장치의 측단면도를 예시한다.
도 5는 도 2(a)의 광통신 경로 내에 배치된 회전 미러의 확대 측단면도를 예시한다.
도 6은 도 2(a)의 실시예에 따른, 광통신 경로 및 네 개의 부착된 광 입/출력 장치의 측단면도를 예시한다.
도 7은 도 2(a)의 광통신 경로 내의 광 포트 및 회전 미러의 사시도를 예시한다.
도 8(a)는 도 2(a)의 광통신 경로 내에 배치된 회전 미러의 확대 단면도를 예시한다.
도 8(b)는 본 발명의 다른 예시적인 실시예에 따른, 회전 미러의 확대 측단면도를 예시한다.
도 9(a)는 본 발명의 또 다른 예시적이고 부가적인 실시예에 따른, 회전 미러의 확대 측단면도를 예시한다.
도 9(b)는 본 발명의 또 다른 예시적인 실시예에 따른, 회전 미러의 확대 측단면도를 예시한다.
도 10은 다수의 서버들 간의 지점 대 지점간 통신을 위한 광통신 경로를 구성하는 방법을 도시하는 흐름도이다.
아래에서 본 발명의 일부를 구성하고 본 발명이 실시될 수 있는 예시적인 실시예들이 예시적으로 도시되어 있는 첨부의 도면을 참조하여 본 발명의 예시적인 실시예에 대하여 상세히 설명된다. 이러한 예시적인 실시예는 당업자가 본 발명을 실시할 수 있을 정도로 충분히 상세하게 기술되지만, 본 발명의 정신 및 범주를 벗어나지 않고도 다른 실시예가 실현될 수 있으며 본 발명에 대해 다양한 변경이 이루어질 수 있음을 이해하여야 한다. 이와 같이, 본 발명의 실시예에 대한 더욱 상세한 하기의 설명은 청구된 바와 같은 본 발명의 범주를 제한하고자 하는 것은 아니며, 본 발명의 특징 및 특성을 설명하기 위해; 본 발명의 최선의 동작 모드를 제공하기 위해; 그리고 당업자가 본 발명을 충분히 실시할 수 있도록 하기 위해 오직 예시 목적으로만 제시된 것이다. 따라서, 본 발명의 범주는 전적으로 첨부의 특허청구범위로만 규정되어야 한다.
본 발명은 컴퓨터 서버들 간에 구성가능한 지점 대 지점간 광통신(point-to-point optical communications)을 위한 시스템 및 방법을 기술하며, 특히 블레이드 랙 또는 인클로저 내부에 설치될 수 있고 공통의 미드플레인(midplane)(또는 백플레인) 통신 버스를 통해 통신하는 블레이드 서버들 간에 구성가능한 지점 대 지점간 광통신을 위한 시스템 및 방법을 기술한다. 본 발명은 랙 내에 장착된 개별의 블레이드 서버들 사이의 통신을 미드플레인 버스로 또는 인접한 블레이드들 사이의 구성가능하지 않는 지점 대 지점간 통신으로 제한하는 현재의 블레이드 서버 아키텍처에서 발생한 문제를 처리한다.
도 1(a) 및 도 1(b)에는 많은 현재의 블레이드 서버 시스템에서 발견된 바와 같은 예시적인 종래 기술의 블레이드 서버 시스템(10)의 아키텍처가 도시되어 있다. 그 기본적인 형태에서, 블레이드 아키텍처는 일반적으로 여러 유사한 랙이 큰 캐비넷 케이스 내에 장착되어 고정형 타워를 형성하거나, 또는 작은 캐비넷 내에 장착되어 휴대성이 더 나은 독립형 유닛을 형성할 수 있는 표준 19" 블레이드 서버 랙 인클로저(20)를 포함할 수 있다. 각각의 랙 인클로저는 최대 8개의 전체 높이의 서버 블레이드(60)에 대한 슬롯(24)을 장착하는 구조적 지지체를 제공하는 외부 케이싱(22)을 포함할 수 있다. 각각의 서버 블레이드(60)는 컴퓨터 시스템에게 프로세싱 기능 및 메모리 저장 기능 등을 제공해 줄 수 있다. 서버 인클로저(20)는 또한 각각의 블레이드 서버 시스템(10)이 자족적이고 독립적인 컴퓨터 시스템으로서 작용할 수 있게 해주는 전원 공급 장치(26), 상호연결 베이(bay) 및 냉각 팬(도시되지 않음), 및 모니터링 관리 시스템(역시 도시되지 않음)을 포함할 수 있다.
서버 시스템의 컴퓨팅 기능을 최적화하기 위해 일반화된 컴퓨터 블레이드, 메모리 또는 디스크 드라이브 블레이드 및 비디오 그래픽 블레이드 등과 같은 다양한 블레이드 서버 디자인이 개발되어 왔다. 각각의 블레이드가 서로 다른 기능을 수행할 수 있지만, 이들 블레이드는 공통의 폼 팩터(form factor) 및 연결 인터페이스를 공유한다. 예를 들어, 각각의 블레이드 서버(60)는 인클로저 마운팅 슬롯(24), 인클로저(20) 내에서 미드플레인(34)(또는 백플레인) 버스 커넥터와 인터페이스하는 통신 커넥터(64), 및 인클로저 내에서 전원 버스(36)와 연결되는 전원 커넥터(66) 내에 꼭 맞도록 구성된 표준화된 치수를 갖는 하나의 외부 케이싱(62)을 구비할 수 있다.
블레이드 서버 시스템(10)은 초기 세대의 서버 시스템에 비해 장점을 제공한다. 각각의 랙에 장착된 소자들의 모듈 방식의 디자인은 각각의 블레이드(60)가 랙 인클로저(20)에서 제거가능하고 교체가능하게 하여, 장애 발생시 단지 문제가 있는 블레이드만 제거하고 교체될 수 있도록 한다. 또한 블레이드 서버 시스템(10)은 쉽게 구성되고, 확장되고 또는 업그레이드될 수 있는데, 그 이유는 여러 블레이드가 모두 동일한 미드플레인 버스 커넥터(34)와 인터페이스할 수 있고 또한 임의의 슬롯(24) 내에 설치될 수 있기 때문이다. 그리고 공통의 전원 공급 장치와 I/O 연결 모듈을 공유함으로써, 상당한 규모의 절약도 성취될 수 있다.
버스 통신 아키텍처가 모듈러 시스템을 가능하게 하지만, 이것은 또한 훨씬 더 빠른 통신을 요구하는 특정한 멀티-블레이드 서버 애플리케이션에서 병목현상(bottleneck)으로 작용할 수 있다. 이러한 상황은, 다음으로 제한되는 것은 아니지만, 고속 메모리 액세스, 비디오 그래픽 처리, 및 블레이드 서버 시스템(10)에 포함된 연결 모듈 이외의 추가 연결을 제공하는 고속 입/출력 통신 등을 포함할 수 있다. 종래 기술의 한가지 해결책은 전면 액세스 커넥터를 이용하여 두 개의 인접 또는 인접하지 않은 블레이드를 직접 연결하는 것이다. 그러나, 이것은 블레이드 서버 시스템의 모듈 방식의 장점을 빠르게 잠식시킬 수 있는 추가적인 물리적 액세스 및 서비스 문제를 발생시킨다. 다른 옵션은 미드플레인 버스 인터페이스를 보완하는 두 개의 인접한 마운팅 슬롯들 사이에 전용의 하드 와이어드(hard wored) 연결을 제공하여, 서로 인접하여 설치된 하나의 일차 블레이드 및 피기백(piggy-back) 블레이드 사이에 지점 대 지점간 통신을 제공하는 것이다. 그러나, 이와 같은 두 번째 접근법도 역시 사용자가 블레이드들을 슬롯 대 슬롯으로 인접할 수 있게 구성해야하고, 또한 여전히 블레이드를 물리적으로 재배열하지 않고서는 상이한 시간에 상이한 컴퓨팅 블레이드에 피기백 리소스를 할당할 수 없다는 제한이 있다.
본 발명은 정적으로 또는 동적으로 구성될 수 있는 임의의 블레이드 대 블레이드 통신 경로들의 하나 이상의 세트를 제공함으로써 전면 액세스 및 슬롯 대 슬롯 인접 방식의 한계를 극복하는 보완적인 지점 대 지점간 통신 시스템이다. 본 시스템은 각 슬롯 내에 배치된 광 인터페이스 포트를 갖는 블레이드 서버 인클로저 내부에 설치될 수 있는 광통신 경로를 포함한다. 인터페이스 포트는 블레이드 서버에 부착된 광 입/출력 장치와 인스페이스하거나 그 광 입/출력 장치에 연결될 수 있다. 각각의 광 인터페이스 포트는 구성가능한 미러를 포함할 수 있으며 이 미러는 블레이드 서버의 광 입/출력 장치에 의해 생성된 광 신호를 광통신 경로를 따라 어느 방향으로든 향하게 할 수 있고, 또한 반대 방향에서 오는 상보 신호를 다시 동일한 입/출력 장치를 향해 반사시킬 수 있다.
광 인터페이스 포트 내에 장착된 미러는 블레이드의 입/출력 장치에 의해 정적으로 또는 동적으로 구성될 수 있다. 보완적인 광통신 경로를 이용하지 않는 블레이드 서버에는 광 입/출력 장치가 설치되지 않을 수 있는데, 이 경우 연관된 광 포트 내의 구성가능한 미러는 광 신호가 방해받지 않고 통과할 수 있도록 중립적인 위치로 유지될 수 있다.
본 발명의 구성가능한 지점 대 지점간 통신 시스템 및 방법은 종래의 관련 블레이드-대-블레이드 통신 시스템에 비해 여러 가지 중요한 장점을 제공하며, 그 중 일부는 본 명세서 및 다음의 더욱 상세한 설명 전반에 걸쳐 상세히 기술되어 있다. 예를 들어, 본 발명의 사용자에게는 전용의 상호연결된 블레이드 대 블레이드 연결에 의존하지 않거나 또는 전면 액세스 커넥터를 사용하지 않고도 현재의 작업 부담과 데이터 센터의 리소스 이용가능성에 부합하도록 그 시스템을 구성하고 그 컴퓨팅 리소스(CPU, 메모리, I/O 등)를 조정하는데 추가적인 옵션과 유연성이 제공된다. 일예로서, 사용자는 슬롯 대 슬롯 인접성(adjacency)을 가능하게 하기 위해 블레이드를 물리적으로 이동시키지 않고도 다른 시간에 다수의 다른 컴퓨팅 블레이드에게 플로팅 포인트 가속기(floating-point accelerator) 블레이드의 컴퓨팅 리소스를 할당할 수 있다.
전술한 장점들은 이하에서 기술되는 상세한 설명에 비추어 보면 자명해질 것이며 본 발명의 구성요소 및 특징부가 전체적으로 참조부호로 나타내는 첨부의 도면을 참조하면 잘 이해될 것이다. 이러한 장점은 어떤 식으로든 제한하고자 하는 것은 아니다. 실제로, 당업자는 본 발명을 실시할 때 본 명세서에서 구체적으로 기술된 장점 외에 다른 장점들도 실현될 수 있음을 인식할 것이다.
도 2(a) 및 도 2(b)에는 본 발명의 구성가능한 지점 대 지점간 통신 시스템의 예시적인 실시예(100)를 포함하는 블레이드 서버 시스템이 예시되어 있다. 블레이드 서버 시스템은 블레이드 서버 인클로저(120) 또는 랙 및 공통 미드플레인(또는 백플레인) 버스(132)와 인터페이스하고 이를 통해 통신하는 다수의 블레이드 서버(160)를 포함할 수 있다. 전술한 블레이드 서버 시스템과 유사하게, 인클로저(120)는 최대 8개까지의 전체 높이의 블레이드 서버(160)를 보유할 수 있는 마운팅 슬롯(124)뿐만 아니라, 전원 공급 장치(126), 상호연결 베이 및 냉각팬(도시되지 않음), 및 모니터링 관리 시스템(역시 도시되지 않음)용 구조적 지지체를 제공하는 외부 케이싱(122)을 포함할 수 있다. 모듈러 블레이드 서버(160)는 인클로저 마운팅 슬롯(124)의 치수에 상응하는 표준화된 치수를 갖는 외부 케이싱(162), 인클로저 내에서 미드플레인(134)(또는 백플레인) 버스 연결과 인터페이스하는 통신 커넥터(164), 및 인클로저 내에서 전원 버스(136)와 연결되는 전원 커넥터(166)를 구비할 수 있다.
블레이드 서버 시스템(100)은 또한 하나 이상의 광 채널(142)로 구성될 수 있는 광통신 경로(140)를 포함할 수 있다. 본 발명의 일 양태에서, 광 채널(142)은 중공 금속 도파관(hollow metal waveguides)일 수 있다. 도시된 예시적인 실시예에서, 광통신 경로는 예시 목적으로 크기가 과장되어 그려져 있는 네 개의 평행하고 나란한 광 채널(142) 또는 중공의 금속 도파관을 포함할 수 있다. 각각의 중공 금속 도파관은 광 신호의 가장 큰 파장보다 적어도 50배 더 큰 내경을 가질 수 있다. 예시적인 실시예가 네 개의 개별적인 광 채널(142) 또는 도파관을 구비하는 광통신 경로(140)로 도시되어 있지만, 이것은 본 발명을 어떤 식으로든 제한하는 것으로 해석되지 않아야 한다. 하나, 둘, 여섯, 여덟, 열둘, 스물넷, 또는 임의의 수의 광 채널(142) 또는 도파관이 본 발명의 광통신 경로(140)를 구성하기 위해 함께 연결될 수 있다.
광통신 경로(140)는 랙 인클로저(120) 내부에 그리고 마운팅 슬롯(124)의 후면 경계를 형성하는 미드플레인(130)을 따라 설치될 수 있다. 광통신 경로는 미드플레인 버스 연결부(134)의 라인에 인접하고 평행하게 그 위 또는 그 아래에 배치될 수 있다. 광통신 경로(140)는 설치된 각각의 블레이드 서버(160)마다 광통신 경로 내부의 광 채널(142)에 액세스할 수 있는 각각의 마운팅 슬롯(124) 내에 광 포트(146)를 포함할 수 있다. 도 2(a)에 예시된 예시적인 블레이드 서버 시스템(100)에서, 인클로저는 광 포트(1 내지 8)에 대응하는 1 내지 8로 번호가 부여된 여덟 개의 마운팅 슬롯을 포함한다. 본 발명은 또한 더 많거나 더 적은 수의 마운팅 슬롯을 포함하는 블레이드 서버 인클로저 내에서도 사용될 수 있다. 별개의 미드플레인 버스 연결부들의 세트를 가진 절반 높이의 마운팅 슬롯, 전원 연결부 및 각각의 절반 높이의 서버 블레이드마다의 광 포트 또한 본 발명의 범주 내에 속하는 것으로 간주된다.
광 입/출력 장치(170)는 블레이드가 마운팅 슬롯(124) 내에 설치되었을 경우 광 포트(146)에 대응하거나 연결하는 위치에서 블레이드 서버(160)의 후면 패널 상에 배치될 수 있다. 광 입/출력 장치(170)는 블레이드 서버 내부에서 사용된 전기 신호를 광통신 경로를 따라 다른 블레이드로 전송될 수 있는 광 신호로 변환할 수 있을 뿐 아니라, 수신된 광 신호를 다시 전기 신호로 변환할 수 있다. 그러므로, 각각의 광 입/출력 장치(170)는 광통신 경로(140) 내 각 광 채널(142)마다 레이저 또는 LED와 같은 광 신호 생성기, 및 포토 검출기와 같은 광 검출기를 포함할 수 있다. 다른 양태에서, 서버 내에서 광 신호는 변환될 필요없이 광통신 경로를 통해 직접 전송될 수 있다.
도 3에는 도 2(a)에 도시된 광통신 경로(140), 및 명료성을 위해 도시되지 않은 두 개의 블레이드 서버의 후면 패널로부터 연장하는 두 개의 광 입/출력 장치(170)의 분해 사시도가 예시되어 있다. 알 수 있는 바와 같이, 광통신 경로(140)는 기판(144) 상에 또는 그 주위에 구축될 수 있는 광 채널(142)로 구성된 사각형 또는 리본형 구조일 수 있다. 기판(144) 및 광 채널(142)은 광통신 경로(140)가 연결되는 여러 구조체에 그 광통신 경로가 약간 구부려서 맞출 수 있도록 하면서, 한편으로는 여전히 광 빔 또는 광 신호가 광 채널(142)을 통해 효율적으로 이동할 수 있도록 하는 유연성 물질로 만들어질 수 있다. 전술한 바와 같이, 광 채널은 광 신호의 가장 큰 파장보다 적어도 50배 더 큰 주된 치수의 내부 통로를 갖는 대형 코어 중공 금속 도파관일 수 있다.
광 포트(1 내지 5)는 광통신 경로를 따라서 서버 인클로저 내 마운팅 슬롯들 사이의 거리에 대응하는 사전 규정된 간격마다 배치될 수 있다. 본 발명의 일 양태에서, 액추에이터 홀(148)은 광 포트의 단부 중 어느 하나 또는 양 단부에 배치될 수 있어, 액추에이터 메커니즘(174)이 광통신 경로(140) 내에 들어가게 하고 광 포트(146)의 각각의 중앙에 배치되는 회전가능한 미러들(150)를 선택적으로 배향시킬 수 있다.
두 개의 광 입/출력 장치(170)는 각기 광통신 경로를 통해 광 신호를 송신하고 수신하는 다수의 광 신호 생성기/수신기(172)를 포함할 수 있다. 도 3에 도시된 실시예에서, 각각의 입/출력 장치는 광통신 경로(140)를 포함하는 네 개의 광 채널(142)에 매칭하기 위해 네 개의 광 신호 생성기/수신기(172)를 포함한다. 그러나, 신호 생성기/수신기(172) 및 중공 금속 도파관(142)의 개수가 서로 동일하다는 것은 본 발명의 필수 요건이 아니다. 어떤 경우에는, 광통신 경로에서 이용가능한 광 채널의 수는 이들을 이용하는 신호 생성기/수신기와 다를 수 있다. 더욱이, 블레이드 서버의 장축을 따라서 있는 입/출력 장치(170)의 위치는 여러 쌍들의 블레이드 서버들이 동일한 광통신 경로(140) 내에서 여러 광 채널(142)에 액세스하고 이들을 이용할 수 있도록 조절될 수 있다.
두 개의 광 입/출력 장치(170)는 광통신 경로 내에 장착되고 각각의 광 포트 내의 중앙에 배치된 회전가능한 미러의 위치를 조절하는데 사용될 수 있는 액추에이션 메커니즘(174)을 더 포함할 수 있다. 본 발명의 일 양태에서, 액추에이션 메커니즘은 입/출력 장치(170)의 양 단부로부터 연장하여 프롱(prong)을 형성하는 단순한 핀형 구조(178)일 수 있다. 도 3 및 도 4에서 알 수 있는 바와 같이, 액추에이터 핀(178)은 광 채널(142)의 상부면 또는 바닥면에 접촉하거나 안착할 때까지 광 포트(146)의 어느 한 단부에서 액추에이터 홀(148) 내에 들어가 회전가능한 미러(150)의 일측을 가압하고 선택된 각도, 이를 테면, 45도로 이 미러를 회전시킬 수 있다. 이 위치에서, 회전가능한 미러는 연관된 블레이드 서버에 부착된 신호 생성기(172)로부터 전송된 어떤 광 신호를 광통신 경로의 평면 내로 대략 90도의 각도로 반사시킬 것이다. 유사하게, 광통신 경로로부터 수신된 어떤 광은 경로로부터 90도 반사되어 신호 생성기/수신기(172)로 되돌아간다.
두 블레이드 서버 사이의 광 신호(112)를 연결하기 위하여, 대응하는 쌍의 회전 미러들(150)은 서로를 향해 회전되어야 함이 쉽게 인식될 수 있다. 따라서, 액추에이션 메커니즘(174) 또는 핀(178)은 두 개의 광 입/출력 장치(170)의 내부 위치 상에 있도록 조절될 수 있다. 액추에이터 핀(178)은 입/출력 장치(170)에 고정 부착될 수 있어, 사용자가 정확한 위치에서 광 입/출력 장치를 액추에이션 메커니즘으로 단순히 부착시킴으로써 지점 대 지점간 통신을 위한 블레이드 서버를 쉽게 구성할 수 있다. 그러나, 이러한 정적 구성은 사용자가 조절이 필요한 경우 블레이드를 제거할 것을 요구할 수 있다. 본 발명의 다른 양태에서, 광 입/출력 장치는 기계적 또는 전자적인 액추에이션 장치에 따라서 동적으로 연장되거나 축소될 수 있는 액추에이터 핀(178)으로 구성될 수 있어, 사용자가 랙 인클로저 내에 장착된 여러 블레이드 서버를 연결하는 광통신 경로를 동적으로 재구성가능하게 할 수 있다.
도 3 및 도 4에 예시된 바와 같이, 광학적으로 연결된 입/출력 장치들(170)은 서로 인접할 필요가 없는 블레이드 서버들에 부착될 수 있다. 예를 들어, 한 블레이드는 슬롯 #2에 설치될 수 있고 반면에 다른 블레이드는 슬롯 #4에 설치될 수 있다. 광 채널(142) 및 광 입/출력 장치(170)가 광통신 경로(140)의 전체 길이를 따라 이동하는 광 신호에 유해한 열화가 존재하지 않도록 함께 매칭될 수 있으므로, 다른 변형예들 역시 가능하다. 따라서, 지점 대 지점간 또는 블레이드 대 블레이드 통신은 어떤 중간의 회전가능한 미러들이 사용되지 않은 채로 남아 있고 중립 위치에 있는 한, 인접 슬롯 #1 및 #2에 배치된 블레이들과 마찬가지로 슬롯 #1과 #8에 배치된 블레이드 서버들 사이에서도 효과적일 수 있다.
도 5에 예시된 확대된 회전가능한 미러(150)는 피봇 포스트(156)에 회전 조인트(154) 또는 차축이 장착된 미러 본체(152)를 포함할 수 있다. 미러 본체의 상부 반사면(158)은 완전 반사 미러면(fully-reflective mirrored surface)을 포함할 수 있다. 도시된 바와 같이, 회전 미러는 세 개의 다른 위치, 즉 중립, 왼쪽으로 45도 경사진, 그리고 오른쪽으로 45도 경사진 위치를 가질 수 있다. 미러가 중립 위치에 있을 때, 미러의 단면 프로파일 또는 종횡비(aspect ratio)는 광 빔 또는 광 신호가 실질적으로 방해받지 않고 통과하기에 충분히 작을 수 있다. 미러가 왼쪽 또는 오른쪽으로 회전할 때, 상부 반사면(158)은 광 채널(142)을 실질적으로 차단하고 광 신호를 광 채널의 장축에 대해 90도로 반사한다.
미러 본체(152)는 회전 미러(150)가 어느 방향으로든 45도 회전할 때 회전 미러의 끝 부분이 광 채널(142)의 상단면 및/또는 바닥면에 접촉하기에 충분히 큰 크기를 가질 수 있다. 대안으로, 광통신 경로(140) 내부 또는 외부로 광 신호를 연결하도록 선택적으로 배향되거나 작동된 때 미러가 과도하게 또는 과소하게 회전하지 않도록 보장하기 위하여 회전 미러(150) 등의 단부에 다른 정합면(resigtering surface)이 제공될 수 있다.
회전 미러(150)는 기계적인 스프링 또는 스프링들(도시되지 않음)과 같은 바이어싱 장치로 중립 위치를 향해 편중될 수 있다. 따라서, 도 6에 예시된 바와 같이, 광통신 경로(140) 내에 형성된 광 포트들(146) 각각에 배치된 회전가능한 미러의 디폴트 배향은 중립 위치일 수 있어, 광 빔은 부착된 광 입/출력 장치(170)를 갖는 블레이드 서버가 랙 인클로저의 마운팅 슬롯들 중 하나에 설치될 때까지 광통신 경로의 길이를 따라 이동할 수 있다.
본 발명의 통신 시스템의 간단한 디자인은 단일의 광통신 경로(140)가 다수의 블레이드 서버들의 쌍들 사이에서 지점 대 지점간 통신을 동시에 제공할 수 있도록 한다. 도 6에 도시된 바와 같이, 광 입/출력 장치(170)의 첫 번째 쌍(각기 상이한 블레이드 서버 또는 블레이드 장치에 부착되어 있음)은 광 신호(112)를 매개로 하여 광통신 경로(140)를 통해 통신하도록 광 포트 #1 및 #3에 설치될 수 있다. 동시에, 광 입/출력 장치(170)의 두 번째 쌍은 광 신호(114)를 매개로 하여 광통신 경로(140)를 통해 통신하도록 광 포트 #4 및 #8에 설치될 수 있다.
알 수 있는 바와 같이, 블레이드 서버 쌍의 각 블레이드가 인접한 마운팅 슬롯/광 포트(146)에 설치되는 한, 블레이드 서버들의 네 개의 쌍까지 동일한 광 채널(142)을 공유할 수 있다. 광통신 경로 내 동일한 광 채널을 이용하는 블레이드 서버 쌍들 사이에 중첩이 없는 한, 추가적인 조합들도 또한 가능함이 인식될 수 있다. 그러나, 광 입/출력 장치(170)가 동일한 광통신 경로(140) 내의 상이한 광 채널(142)에 액세스하도록 구성될 수 있다면, 전술한 바와 같이, 다양한 추가적인 조합들이 가능하다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따라, 광통신 경로(140) 내의 광 포트(146) 및 회전 미러(150)의 확대 단면도를 제공한다. 광 포트(146)는 공통 회전 미러(150)가 45도 위치로 선택적으로 배향되었을 때 각각의 채널에서 광 신호를 동시에 반사할 수 있도록 네 개의 광 채널(142)을 모두 가로지를 수 있다. 도시된 바와 같이, 미러 본체(152)의 단부들은 전술한 바와 같이 광 입/출력 장치로부터 연장하는 액추에이터 핀(178)과 같은, 액추에이션 홀(148)을 통해 들어가는 기계적인 액추에이션 장치(174)에 의해 접촉될 수 있는 베어링면(bearing surfaces)을 제공하기 위해 두 개의 최외각 채널의 외부 벽을 넘어 연장될 수 있다.
예시된 광 포트(146)의 구성은 단일 회전 미러(150)에 따라 작동하는 단지 두 개의 액추에이션 장치(174)와 함께 동작하도록 간략화될 수 있지만, 추가적인 광 포트 및 회전 미러 디자인 역시 가능함을 인식하여야 한다. 예를 들어, 본 발명의 일 양태에서, 회전 미러는 피봇 포스트(156) 또는 지주(fulcrum)를 중심으로 회전하지 않고, 그 대신에 광통신 경로(140)의 측벽 등을 통해 연장하는 차축 상에서 지지될 수 있다. 다른 양태에서, 각각의 광 채널(142)은 그 자체의 회전 미러 및 액추에이션 시스템으로 구성될 수 있다. 대안으로, 회전 미러는 피봇 형태가 아닐 수 있고, 그 대신 광 포트 외부로 빔을 방향 전환하도록 광 채널의 저부로부터 상부로 연장하는 은도금한 45도 쐐기 형상(wedge-shaped)의 구조를 포함할 수 있다. 따라서, 광통신 경로(140)의 내부 또는 외부로 그리고 광 채널(142)을 따라 어느 방향으로든 광 신호를 연결하도록 선택적으로 배향될 수 있다면 어떠한 작동가능한 미러라도 본 발명의 범주 내에 속하는 것으로 간주될 수 있다.
유사하게, 도 8(a) 내지 도 9(b)에 도시된 바와 같이, 다수의 미러 액추에이션 디자인 역시 가능하다. 예를 들어, 도 8(a)에는 액추에이터 핀(178)이 예시되어 있으며, 이 액추에이터 핀은 블레이드 서버에 부착되어 회전가능한 미러(150)를 선택적으로 배향시키는 광 입/출력 장치로부터 정적으로 또는 동적으로 직접 연장될 수 있다. 도 8(b)에 예시된 본 발명의 또 다른 양태에서, 액추에이션 핀들(182) 중 하나는 회전 미러(150)의 저부를 가압하여 이를 일측 또는 타측으로 경사지게 하기 위해 광통신 경로(14)의 후면으로부터 동적으로 연장될 수 있다. 동적으로 연장가능한 핀은 기계적인 액추에이션 장치 또는 전자적인 액추에이션 장치에 의해 연장되거나 축소될 수 있고, 또한 사용자에게 랙 인클로저 내에 장착된 여러 블레이드 서버들을 연결하는 광통신 경로를 재구성할 수 있는 역량을 제공할 수 있다.
도 9(a) 및 도 9(b)에 예시된 전자기 시스템을 포함하여, 회전가능한 미러를 동적으로 배향하는 다른 수단도 또한 가능하다. 작은 금속 타겟(184)이 회전 미러(150)의 뒷면에 부착되고, 제어가능한 전자기 코일(186)이 입/출력 장치(170)에 부착되거나(도 9(a)) 또는 광통신 경로(140)의 후면 또는 기판(144)에 부착될 수 있다(도 9(b)). 전자기 코일을 통해 전류를 통과시킴으로써 금속 타겟을 교대로 끌어당기고 밀어내며 그리고 회전가능한 미러를 원하는 위치로 회전시키는 자기장이 생성될 수 있다. 당업자가 인식하는 바와 같이, 회전가능한 미러의 회전을 위한 추가적인 액추에이션 방법 또는 동적 배향 수단은 본 발명의 범주 내에 속하는 것으로 간주될 수 있다.
도 10은 다수의 서버들 사이에서 지점 대 지점간 통신을 위한 광통신 경로를 구성하기 위한 방법(200)을 도시하는 흐름도이다. 본 방법은 공통 미드플레인 통신 버스에 연결된 다수의 서버를 획득하는 단계(202)를 포함하며, 여기서 서버들 중 적어도 두 개는 광 신호를 송신하고 수신하기 위한 광 입/출력 장치를 포함한다. 본 방법은 적어도 하나의 광통신 경로를 다수의 서버에 연결하는 단계(204)를 포함하며, 그 광통신 경로는 내부에 입/출력 장치와 정렬되어 장착된 적어도 두 개의 회전가능한 미러를 구비한다. 본 방법은 광 신호를 지향시켜 다수의 서버 중 적어도 두 개 사이에 지점 대 지점간 통신을 설정하도록 회전가능한 미러들을 배향하는 단계(206)를 더 포함한다.
전술한 상세한 설명은 특정한 예시적인 실시예들을 참조하여 본 발명을 기술하였다. 그러나, 첨부의 특허청구범위에서 기술된 바와 같은 본 발명의 범주에서 벗어나지 않고도 다양한 변형 및 변경이 이루어질 수 있음을 인식할 것이다. 상세한 설명 및 첨부의 도면은 제한적이라기보다 단지 예시적인 것으로 간주되어야 하며, 그러한 모든 변형 및 변경이 존재하는 경우 본 명세서에서 기술된 바와 같은 본 발명의 범주 내에 속하는 것으로 의도된다.
더욱 상세히 말하면, 본 발명의 예시적인 실시예들이 본 명세서에서 설명되었지만, 본 발명은 이들 실시예들로만 제한되는 것은 아니고, 전술한 상세한 설명에 기초하여 당업자에게 인식되는 바와 같이 변형, 생략, (예컨대, 여러 실시예들에 대한 양태들의) 조합, 개조 및/또는 대안들을 포함하는 어떤 그리고 모든 실시예들을 포함한다. 특허청구범위에서 한정사항은 청구범위에서 사용되는 언어에 기초하여 폭넓게 해석되어야 하고, 전술한 상세한 설명에서 기술되거나 또는 본 출원이 속행되는 동안에 기술되는 예들로만 제한되지 않아야 하며, 그 예들은 비배타적인 것으로 해석되어야 한다. 예를 들어, 본 발명의 개시내용에서, 용어 "바람직하게"는 "비배타적인 것으로 바람직하지만, 제한되는 것이 아님"을 의미하는 것으로 의도된다. 어떤 방법 또는 프로세스 청구범위에 기술된 모든 단계들은 어떠한 순서로도 실행될 수 있고 청구범위에 제시된 순서로 제한되는 것은 아니다.
10 : 블레이드 서버 시스템
120 : 인클로저
122 : 외부 케이싱
124 : 마운팅 슬롯
126 : 전원 공급 장치
132 : 미드플레인 버스
140 : 광통신 경로
142 : 광 채널
160 : 블레이드 서버
162 : 외부 케이싱
164 : 통신 커넥터
166 : 전원 커넥터
170 : 광 입/출력 장치

Claims (18)

  1. 복수의 서버들 간의 지점 대 지점간 통신(point-to-point communications)을 위해 구성가능한(configurable) 광통신 시스템으로서,
    공통 미드플레인(midplane) 통신 버스에 연결된 복수의 서버들 - 상기 복수의 서버들 중 적어도 두 서버는, 광 신호를 송신하고 수신하기 위한 광 입/출력 장치를 포함함 - 과,
    상기 광 신호를 전달하도록 구성된 광통신 경로와,
    상기 광통신 경로 내에 위치하고 상기 광 입/출력 장치와 정렬된 적어도 두 개의 회전가능한(pivotable) 미러들과,
    대응하는 미러들에 접촉하여 중립적인 위치(neutral position)로부터 능동 위치(active position)로 이동시키도록 상기 광통신 경로에 선택적으로 삽입가능한 핀들 - 상기 중립적인 위치에서 상기 대응하는 미러는 상기 광통신 경로를 따라 상기 미러에 의해 상기 광 신호가 통과되도록 허용하고, 상기 능동 위치에서 상기 대응하는 미러는 상기 광 신호를 상기 광통신 경로 안으로 또는 상기 광통신 경로 밖으로 지향함 - 을 포함하되,
    상기 핀들에 의해 이동된 회전가능한 미러들은, 상기 광 입/출력 장치들 사이에서 상기 광 신호를 지향시키도록 선택적으로 배향되고, 상기 복수의 서버들 중 상기 적어도 두 서버 사이에 지점 대 지점간 통신을 설정하는
    통신 시스템.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 광통신 경로는, 상기 광 신호의 가장 큰 파장보다 적어도 50배 더 큰 내부 도파관 직경을 갖는 적어도 하나의 대형 코어 중공 금속 도파관(large core hollow metal waveguide)을 더 포함하는
    통신 시스템.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 회전가능한 미러들은 완전 반사형(fully reflecting)인
    통신 시스템.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 회전가능한 미러들의 실질적으로 평면인 반사면은 상기 광통신 경로의 장축에 대해 +45도, -45도 또는 0도로 선택적으로 배향될 수 있는
    통신 시스템.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 핀들은 지점 대 지점간 통신이 설정되는 서버들 사이에서 부착되어, 서버의 미드플레인(midplane) 통신 버스로의 연결이, 상기 부착된 핀으로 하여금 서버들 간의 광통신을 위한 상기 광통신 경로에서 대응하는 회전가능한 미러를 선택적으로 배향하게 하는
    통신 시스템.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 광통신 경로 내의 회전가능한 미러들은 액추에이션 장치(actuation device)에 의해 구동된 상기 핀들에 의해 선택적으로 배향되는
    통신 시스템.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 복수의 서버들을 위한 마운팅 슬롯들을 갖는 랙 인클로저(a rack enclosure)를 더 포함하고, 각각의 마운팅 슬롯은 상기 서버들과 상기 공통 미드플레인 통신 버스 사이에 통신 인터페이스를 갖는
    통신 시스템.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 광통신 경로는 상기 랙 인클로저 내부에 장착되고, 상기 회전가능한 미러들은 상기 광통신 경로 내에서, 상기 마운팅 슬롯들 내에 정렬되어 있는 광 포트들에 배치된
    통신 시스템.
  9. 삭제
  10. 공통 미드플레인 통신 버스에 연결된 복수의 서버들 간의 지점 대 지점간 통신을 위한 광통신 경로를 구성하는 방법으로서,
    상기 복수의 서버들 중 적어도 두 서버는 광 신호를 송신하고 수신하기 위한 광 입/출력 장치를 포함하고,
    상기 방법은,
    상기 복수의 서버들로 상기 광 신호를 전달하도록 구성된 적어도 하나의 광통신 경로에 상기 서버들 중 하나의 서버에 부착된 핀을 삽입하는 단계 - 상기 핀의 삽입은 상기 핀이 부착된 서버가 상기 광통신 경로에 연결될 때 발생하고, 상기 광통신 경로는 상기 광통신 경로 내에서 수용되고 상기 광 입/출력 장치와 정렬된 적어도 두 개의 회전가능한 미러들을 가짐 - 와,
    상기 핀을 이용하여, 상기 복수의 서버들 중 두 서버 사이의 광 지점 대 지점간 통신을 위해 상기 광 신호를 지향시키기 위해 상기 회전가능한 미러들 중 하나의 미러를 배향하는 단계를 포함하는
    방법.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 광통신 경로는 상기 광 신호의 가장 큰 파장보다 적어도 50배 더 큰 내부 도파관 직경을 갖는 대형 코어 중공 금속 도파관인
    방법.
  12. 제 10 항에 있어서,
    상기 회전가능한 미러들은 완전 반사형인
    방법.
  13. 제 10 항에 있어서,
    상기 광통신 경로의 장축에 대해 +45도, -45도 또는 0도로 선택적으로 배향될 수 있는 실질적으로 평면인 반사면을 갖는 상기 회전가능한 미러들을 배향하는 단계를 더 포함하는
    방법.
  14. 제 10 항에 있어서,
    통신이 수립될 서버에 가장 가까운 측과 대향하는 서버의 측에 선택적으로 상기 핀을 부착하는 단계를 포함하는
    방법.
  15. 제 10 항에 있어서,
    각 미러는 중립적인 위치에서 바이어스되고, 상기 중립적인 위치에서 미러는 상기 광통신 경로를 따라 상기 광 신호가 통과될 수 있게 하는
    방법.
  16. 제 1 항에 있어서,
    각 미러는 상기 중립적인 위치에서 바이어스되고, 상기 중립적인 위치에서 미러는 상기 광통신 경로를 따라 상기 광 신호가 통과될 수 있게 하는
    통신 시스템.
  17. 제 1 항에 있어서,
    상기 핀들은 상기 서버들의 광 입/출력 장치에 광학적으로 연결되는 상기 광통신 경로의 측과 대향하는 상기 광통신 경로의 일측으로부터 상기 광통신 경로에 삽입가능한
    통신 시스템.
  18. 제 6 항에 있어서,
    각 미러에 위치하고, 상기 중립적인 위치 및 상기 능동 위치 사이에 대응하는 미러를 이동시키도록 상기 액추에이션 장치에 의해 구동되는 두 개의 핀을 더 포함하는
    통신 시스템.
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