KR20230029817A - 컴퓨터 노드 광학 자유 공간 상호 연결 - Google Patents
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Abstract
자유 공간 광학(free-space optics)을 사용해서 복수의 컴퓨팅 노드를 상호 연결하는 시스템은 복수의 컴퓨팅 노드 간의 자유 공간 광통신을 가능하게 하는 복수의 광 송수신기를 포함할 수 있다. 시스템은 자유 공간 광통신을 가능하게 하기 위해 복수의 컴퓨팅 노드와 광 송수신기 사이의 가시선(line of sight)을 보장할 수 있다. 가시선은 시스템 내의 컴퓨팅 노드의 위치 또는 배치에 의해 보존될 수 있다. 컴퓨팅 노드의 위치 또는 배치는 컴퓨팅 노드를 수용하기 위한 상이한 형상의 인클로저(enclosure)를 사용하여 달성될 수 있다.
Description
데이터 센터는 컴퓨터 시스템 및 관련 구성요소를 수용하는 데 사용되는 물리적 시설이다. 일반적으로 데이터 센터는 줄지어 배치된 랙(rack)에 적층될 수 있는 많은 수의 서버를 포함한다.
데이터 센터 기술의 비교적 최근의 발전 중 하나는 분할(disaggregation)을 포함한다. 현재 대부분의 데이터 센터는, 각 서버가 하나 이상의 중앙 처리 유닛(CPU)과 일정량의 메모리를 포함하는 복수의 서버를 포함한다. 분할에는, 서버를 서버의 구성요소인 처리 및 메모리 리소스로 분리하여 이들 리소스를 각 워크로드(workload)의 요구량에 의거하여 필요에 따라 할당할 수 있도록 하는 것이 포함된다.
서버를 리소스 구성요소로 분리하면 추가적인 유연성을 제공할 수 있다. 특히 상용 데이터 센터의 워크로드는 크게 달라질 수 있다. 데이터 센터 운영의 주요 목표 중 하나는 피크 수요를 처리할 수 있는 충분한 리소스를 갖추면서도 피크가 아닌 조건에서 동일한 리소스를 충분히 활용하는 것이다. 분할은 수요가 많은 기간 동안 충분한 리소스를 공급할 수 있는 기회를 높이는 동시에 최적의 활용도를 보장한다.
분할을 달성하기 위해, 컴퓨팅 리소스 간의 상호 연결은 종래의 서버 내부의 통신 인터페이스에 의해 제공되는 고대역폭 및 저 레이턴시(latency)와 유사한 고대역폭 및 저 레이턴시를 제공해야 한다. 이는 상호 연결되어야 하는 많은 수의 컴퓨팅 노드를 갖는 데이터 센터에 있어 문제가 될 수 있다.
본 개시의 일 양태에 따르면, 자유 공간 광학(free-space optics)을 사용해서 복수의 컴퓨팅 노드를 상호 연결하는 시스템이 개시된다. 시스템은 복수의 컴퓨팅 노드에 결합된 복수의 광 모듈(optical module) 및 복수의 광 모듈과의 자유 공간 광통신을 가능하게 하는 복수의 광 송수신기(optical transceiver)를 포함한다. 복수의 광 모듈의 각각의 광 모듈은 복수의 광 송수신기 중 하나 이상의 광 송수신기를 포함하는 영역에 대한 가시선(line of sight)을 갖는다. 시스템은 또한, 복수의 광 송수신기에 결합되고 가시선을 사용하여 복수의 컴퓨팅 노드 간의 자유 공간 광통신을 라우팅하도록 구성된 라우터를 포함한다.
복수의 컴퓨팅 노드는 영역에 대해 수평으로 위치할 수 있고, 복수의 광 모듈은 컴퓨팅 노드의 상단 부분에 결합될 수 있다.
복수의 컴퓨팅 노드는 영역에 대해 수직으로 위치할 수 있고, 복수의 광 모듈은 컴퓨팅 노드의 가장자리 부분에 결합될 수 있다.
복수의 컴퓨팅 노드는 영역에 대해 비스듬히 위치할 수 있고, 복수의 광 모듈은 컴퓨팅 노드의 가장자리 부분 또는 컴퓨팅 노드의 상단 부분에 결합될 수 있다.
복수의 컴퓨팅 노드는 수평 위치, 수직 위치 또는 비스듬한 위치의 조합을 사용하여 배치될 수 있다.
복수의 광 모듈의 각각의 광 모듈은 변조기와 광학 시스템을 포함할 수 있다. 특정 광 모듈 내의 변조기는 적어도 하나의 광원으로부터 수신된 광빔을 변조하여 변조된 광빔을 생성하도록 구성될 수 있다. 특정 광 모듈 내의 광학 시스템은 가시선을 사용하여 복수의 광 송수신기 중 하나의 광 송수신기를 향해 변조된 광빔을 지향하도록 구성될 수 있다.
본 개시의 다른 양태에 따르면, 자유 공간 광학을 사용해서 복수의 컴퓨팅 노드를 상호 연결하는 시스템이 개시된다. 시스템은 복수의 컴퓨팅 노드에 결합된 복수의 광 모듈 및 복수의 광 모듈과의 자유 공간 광통신을 가능하게 하는 복수의 광 송수신기를 포함한다. 복수의 광 모듈의 각각의 광 모듈은 복수의 광 송수신기 중 하나 이상의 광 송수신기를 포함하는 영역에 대한 가시선을 갖는다. 시스템은 또한 복수의 개구부가 있는 인클로저(enclosure)를 포함한다. 복수의 개구부의 각각의 개구부는 복수의 컴퓨팅 노드 중 하나의 컴퓨팅 노드를, 영역에 대한 컴퓨팅 노드의 광 모듈의 가시선을 제공하기 위한 위치에 수용한다. 시스템은 또한, 복수의 광 송수신기에 결합되고 가시선을 사용하여 복수의 컴퓨팅 노드 간의 자유 공간 광통신을 라우팅하도록 구성된 라우터를 포함한다.
인클로저의 복수의 개구부는 원추형으로 비스듬하게 위치할 수 있다.
인클로저의 복수의 개구부는 원을 형성할 수 있다.
복수의 컴퓨팅 노드는 인클로저 내에 수직 또는 상향 위치로 배치될 수 있고, 복수의 광 모듈은 컴퓨팅 노드의 가장자리 부분에 결합될 수 있다.
인클로저의 복수의 개구부는 비스듬하게 위치할 수 있고, 복수의 컴퓨팅 노드는, 컴퓨팅 노드의 가장자리 부분에 결합된 복수의 광 모듈과 함께 인클로저 내에 상향 위치로 배치될 수 있다.
인클로저의 복수의 개구부는 수평이고 계단식 패턴(stepping pattern)으로 서로 이격될 수 있다.
시스템은 복수의 컴퓨팅 노드에 결합된 복수의 광 송수신기를 더 포함할 수 있다. 복수의 광 송수신기는 복수의 광 송수신기 중 하나 이상의 광 송수신기를 포함하는 영역에 대한 가시선을 가질 수 있으며, 광 송수신기는 자유 공간 광통신에 사용될 수 있다.
복수의 컴퓨팅 노드는 공통의 형상 또는 크기를 가질 수 있다.
본 개시의 다른 양태에 따르면, 자유 공간 광학을 사용해서 복수의 컴퓨팅 노드를 상호 연결하는 시스템이 개시된다. 시스템은 복수의 컴퓨팅 노드에 전기적으로 결합된 복수의 광 모듈을 포함한다. 복수의 광 모듈은 컴퓨팅 노드와 분리되어 이격된 부분 상에 위치한다. 시스템은 또한 복수의 개구부가 있는 인클로저를 포함한다. 복수의 개구부의 각각의 개구부는 복수의 컴퓨팅 노드 중 하나의 컴퓨팅 노드를 수용한다. 시스템은 또한 복수의 광 모듈과의 자유 공간 광통신을 가능하게 하는 복수의 광 송수신기를 포함한다. 복수의 광 모듈의 각각의 광 모듈은 복수의 광 송수신기 중 하나 이상의 광 송수신기를 포함하는 영역에 대한 가시선을 가질 수 있다. 시스템은 또한, 복수의 광 송수신기에 결합되고 가시선을 사용하여 복수의 컴퓨팅 노드 간의 자유 공간 광통신을 라우팅하도록 구성된 라우터를 포함한다.
복수의 광 모듈 각각은 영역에 대한 가시선을 제공하도록 개별적으로 배치될 수 있다.
인클로저의 복수의 개구부는 수평일 수 있고, 복수의 컴퓨팅 노드는 수평 위치에 있을 수 있다.
인클로저의 복수의 개구부는 비스듬할 수 있고, 복수의 컴퓨팅 노드는 비스듬한 위치에 있을 수 있다.
인클로저의 복수의 개구부는 수직일 수 있고, 복수의 컴퓨팅 노드는 수직 위치에 있을 수 있다.
복수의 광 모듈은 마이크로머신(micromachine)을 사용하여 배치될 수 있다.
[발명의 내용]은 [발명을 실시하기 위한 구체적인 내용]에서 추가로 기술되는 개념들 중 선택된 몇몇을 단순화된 형태로 소개하기 위해 제공된다. [발명의 내용]은 청구 대상의 주요 특징 또는 필수 특징을 식별하기 위한 것이 아니며 청구 대상의 범위를 결정하는 보조 수단으로서 사용되지도 않는다.
추가적인 특징 및 이점은 하기의 설명에서 기술된다. 본 개시의 특징 및 이점은 첨부된 청구범위에 명확하게 특정된 시스템 및 방법을 통해 실현되고 획득될 수 있다. 본 개시의 특징은 이하의 설명 및 첨부된 청구범위로부터 보다 명백해지거나 이하에 기재된 바와 같이 개시된 발명의 대상의 실시를 통해 알 수 있다.
본 개시의 전술한 특징 및 기타 특징을 얻을 수 있는 방식을 설명하기 위해, 보다 구체적인 설명이, 첨부된 도면에 도시된 구체적인 구현을 참조하여 제공된다. 이해를 돕기 위해, 첨부 도면 전체에 걸쳐 동일한 구성요소는 동일한 참조부호로 표기된다. 도면은 일부 예시적인 구현을 도시하며, 이들 구현은 첨부된 도면을 사용하여 더욱 구체적이고 상세하게 기술 및 설명된다.
도 1은 본 개시의 일 구현에 따른, 비스듬한 위치에 있는 복수의 컴퓨팅 노드에서 자유 공간 광학을 사용하는 예시적인 시스템을 도시한다.
도 2a는 본 개시의 일 구현에 따른, 컴퓨팅 노드의 가장자리 부분에 결합된 광 모듈을 갖는 컴퓨팅 노드의 예를 도시한다.
도 2b는 본 개시의 일 구현에 따른, 컴퓨팅 노드로부터 분리된 부분에 광 모듈을 갖는 컴퓨팅 노드의 예를 도시한다.
도 3은 본 개시의 일 구현에 따른, 수평 위치에 있는 복수의 컴퓨팅 노드를 갖는 자유 공간 광학을 사용하기 위한 예시적인 시스템을 도시한다.
도 4는 본 개시의 일 구현에 따른, 원형으로 배열된 수직 위치에 있는 복수의 컴퓨팅 노드를 갖는 예시적인 인클로저의 평면도를 도시한다.
도 5는 본 개시의 일 구현에 따른, 원형으로 배열된 비스듬한 위치에 있는 복수의 컴퓨팅 노드를 갖는 예시적인 인클로저의 평면도를 도시한다.
도 1은 본 개시의 일 구현에 따른, 비스듬한 위치에 있는 복수의 컴퓨팅 노드에서 자유 공간 광학을 사용하는 예시적인 시스템을 도시한다.
도 2a는 본 개시의 일 구현에 따른, 컴퓨팅 노드의 가장자리 부분에 결합된 광 모듈을 갖는 컴퓨팅 노드의 예를 도시한다.
도 2b는 본 개시의 일 구현에 따른, 컴퓨팅 노드로부터 분리된 부분에 광 모듈을 갖는 컴퓨팅 노드의 예를 도시한다.
도 3은 본 개시의 일 구현에 따른, 수평 위치에 있는 복수의 컴퓨팅 노드를 갖는 자유 공간 광학을 사용하기 위한 예시적인 시스템을 도시한다.
도 4는 본 개시의 일 구현에 따른, 원형으로 배열된 수직 위치에 있는 복수의 컴퓨팅 노드를 갖는 예시적인 인클로저의 평면도를 도시한다.
도 5는 본 개시의 일 구현에 따른, 원형으로 배열된 비스듬한 위치에 있는 복수의 컴퓨팅 노드를 갖는 예시적인 인클로저의 평면도를 도시한다.
본 개시는 일반적으로 광통신에 사용되는 두 지점 사이의 가시선에 관한 것이다.
컴퓨팅 리소스 사이에 고대역폭 및 저 레이턴시 상호 연결을 제공하는 데 사용될 수 있는 네트워크 토폴로지(topology)의 한 유형은 종종 네트워크 패브릭으로 지칭된다. 이러한 유형의 아키텍처에서 컴퓨팅 리소스는 상대적으로 적은 수의 고도로 상호 연결된 계층에 배치될 수 있다. 종래의 다중 티어(multi-tier) 아키텍처와 달리 네트워크 패브릭은 네트워크 아키텍처를 효과적으로 평면화하여 엔드포인트(endpoint) 간의 거리를 줄인다.
이론적으로, 고대역폭 및 저 레이턴시를 제공하는 네트워크 패브릭은 유선 연결을 사용하여 달성될 수 있다. 그러나, 많은 수의 컴퓨팅 노드를 포함하는 데이터 센터에서는 이러한 종류의 네트워크 토폴로지를 제공하기 위해 엄청난 수의 유선 연결이 필요하다. 따라서, 고대역폭과 저 레이턴시를 제공하는 방식으로 많은 수의 컴퓨팅 노드를 상호 연결하기 위해 유선 연결을 사용하는 것은 비현실적이다.
본 개시는, 자유 공간 광학을 사용해서, 다수의 컴퓨팅 노드를 상호 연결하는 네트워크 패브릭을 생성할 수 있다. 자유 공간 광학은 자유 공간에서 전파되는 광을 사용하여 두 지점 간에 데이터를 전송하는 광통신 기술이다. 일반적으로, 자유 공간 광통신은 각각 광 송수신기를 포함하는 2개의 시스템을 이용하여 수행된다. 광 송수신기는 전이중(full duplex)(양방향) 기능을 제공하기 위해 광 전송기와 광 수신기를 포함할 수 있다. 광 전송기는 광원(예를 들어, 레이저, 발광 다이오드, 적외선 방출 다이오드) 및 변조기를 포함할 수 있다. 변조기는 광원에 의해 생성된 광빔의 하나 이상의 특성을 전송될 데이터를 포함하는 변조 신호를 이용하여 변경하도록 구성될 수 있다. 변조된 광빔은 대기를 통해 광 수신기로 전송될 수 있다. 광 수신기는 광검출기와 복조기를 포함할 수 있다. 광검출기는 변조된 광빔을 전기 신호로 변환하도록 구성될 수 있으며, 복조기는 전송된 데이터를 추출하기 위해 전기 신호를 복조하도록 구성될 수 있다.
유리하게는, 자유 공간 광학을 사용하면 네트워크 패브릭이 고대역폭과 저 레이턴시를 갖는다. 동시에, 자유 공간 광학을 사용하면 원하는 고대역폭과 저 레이턴시를 달성하기 위해 많은 수의 유선 연결을 활용(위에서 언급된 바와 같이, 이는 비현실적일 수 있음)할 필요가 없어진다.
일부 구현에서, 본 명세서에 개시된 기술은 분할(disaggregated) 컴퓨팅 시스템에서 이용될 수 있다. 분할 컴퓨팅 시스템에서, 컴퓨팅 리소스는 처리 노드, 메모리 노드, 저장 노드 등과 같은 전용 노드로 분리될 수 있다. 컴퓨팅 시스템에서 사용되는 다양한 유형의 노드는 본 명세서에서 일반적으로 컴퓨팅 노드로 지칭될 수 있다. 분할 시스템에서 "컴퓨팅 노드"라는 용어는 처리 노드, 메모리 노드, 저장 노드 및/또는 컴퓨팅 시스템에 의해 사용되는 다른 유형의 노드를 지칭할 수 있다.
일 구현에서, 복수의 광 송수신기에 결합된 라우터 및 광 모듈에 결합된 복수의 컴퓨팅 노드는 자유 공간 광학을 사용하여 통신할 수 있다. 자유 공간 광통신은 컴퓨팅 노드에 전기적으로 결합된 광 모듈과 라우터에 결합된 광 송수신기 간에 발생할 수 있다. 일부 구현에서, 특정 컴퓨팅 노드에 결합된 각각의 광 변조기에 대해, 대응하는 광 송수신기가 라우터에 존재한다. 컴퓨팅 노드에서 광 변조기에 의해 전송된 자유 공간 광통신은 라우터에서 대응하는 광 송수신기에 의해 수신될 수 있으며, 그 반대의 경우도 마찬가지이다.
라우터는 시스템의 컴퓨팅 노드들 사이의 자유 공간 광통신을 라우팅하도록 구성될 수 있다. 즉, 서로 다른 컴퓨팅 노드들은 라우터를 통해 서로 통신할 수 있다. 따라서, 라우터, 라우터에 결합된 광 송수신기, 및 컴퓨팅 노드에 결합된 광 변조기는 모두 컴퓨팅 노드를 상호 연결하도록 함께 기능하여 네트워크 패브릭을 형성할 수 있다.
본 개시는 자유 공간 광학에 사용되는 컴퓨팅 노드의 광 모듈과 라우터의 광 송수신기 사이의 가시선을 보존할 수 있다. 광 모듈은 자유 공간 통신을 수신할 수 있다. 일 구현에서 광 모듈은 광원을 포함하지 않을 수 있다. 이에 따라, 광원은 광 모듈로부터 멀리 떨어져 있을 수 있고, 광 모듈은 수신된 광빔을 변조하도록 구성된 변조기 및 변조된 광빔을 라우터 쪽으로 다시 반사시키기 위한 광학 시스템을 포함할 수 있다. 다른 구현에서, 광 모듈은 광원을 포함할 수 있다. 예를 들어, 광 모듈은 광 송수신기를 포함할 수 있다. 가시선은 라우터의 광 송수신기와 컴퓨팅 노드의 광 모듈 사이의 방해받지 않는 직선 경로일 수 있다. 각각의 컴퓨팅 노드는, 컴퓨팅 노드의 광 모듈이 라우터의 광 송수신기의 단일 영역 또는 공통 초점에 대한 가시선을 가질 수 있도록 배치 또는 배열될 수 있다. 이에 따라, 가시선은 명확한 가시선을 제공하여 컴퓨팅 노드의 광 모듈과 라우터의 광 송수신기 사이에서 광 전파를 사용한 데이터 전송을 가능하게 할 수 있다.
송수신기의 영역 또는 공통 초점에 대한 컴퓨팅 노드의 상대 위치는 컴퓨팅 노드를 지지하거나 수용하는 인클로저(예를 들어, 랙(rack) 또는 기타 구조물)의 형상에 의해 달성될 수 있다. 따라서, 종래의 컴퓨팅 랙을 사용하는 대신에, 본 개시는 컴퓨팅 노드를 수용하기 위한 상이한 형상의 인클로저를 사용할 수 있다. 인클로저의 형상을 조정함으로써, 컴퓨팅 노드의 각각의 광 모듈이 라우터의 광 송수신기의 영역 또는 공통 초점에 대한 직접 가시선을 갖도록 컴퓨팅 노드를 배치하면서 동일한 형상과 크기의 컴퓨팅 노드가 인클로저 내에서 사용될 수 있다. 따라서, 컴퓨팅 노드의 구성은 동일할 수 있고, 가시선을 달성하기 위해 컴퓨팅 노드를 맞춤 설계할 필요 없이 공통 컴퓨팅 노드가 인클로저 전체에 걸쳐 사용될 수 있다.
일 구현에서, 인클로저는, 컴퓨팅 노드가 슬롯 또는 개구부 내에 비스듬하게 배치될 수 있도록 비스듬한 슬롯 또는 개구부를 포함할 수 있다. 컴퓨팅 노드를 비스듬하게 위치시키면 컴퓨팅 노드의 각각의 광 모듈이 라우터의 광 송수신기의 영역 또는 공통 초점에 대한 직접 가시선을 가질 수 있다. 각각의 컴퓨팅 노드는 다른 컴퓨팅 노드에 대해 상이한 각도를 가질 수 있어 각각의 컴퓨팅 노드에 대한 광 모듈은 라우터의 광 송수신기에 대한 명확한 가시선을 갖는다. 컴퓨팅 노드를 비스듬하게 위치시킴으로써, 본 개시는, 각각의 컴퓨팅 노드에 대한 각각의 광 모듈과 라우터의 광 송수신기의 영역 또는 공통 초점 사이의 가시선을 유지하는 한편 네트워크에서 컴퓨팅 노드의 수를 증가시킴으로써 컴퓨팅 노드의 밀도를 최적화할 수 있다.
다른 구현에서, 라우터의 하나 이상의 광 송수신기와 컴퓨팅 노드의 광 모듈 사이의 가시선은 서로 다른 컴퓨팅 노드들을 서로 이격시킴으로써 달성될 수 있다. 서로 다른 컴퓨팅 노드들은 서로 이격되어 있으면서 라우터의 광 송수신기에 대해 수직으로 유지될 수 있다. 따라서, 컴퓨팅 노드는 인클로저 내에 수평 위치로 배치될 수 있고, 서로 다른 컴퓨팅 노드들 사이의 공간은 각 컴퓨팅 노드에 대한 광 모듈이 라우터의 광 송수신기의 영역 또는 공통 초점에 대한 직접 가시선을 갖도록 허용할 수 있다.
다른 구현에서, 광 모듈은 컴퓨팅 노드와 분리된 부분 상에 있을 수 있다. 컴퓨팅 노드의 광 모듈과 라우터의 광 송수신기의 영역 또는 공통 초점 사이의 가시선은 광 모듈이 있는 분리된 부분을 개별적으로 배치하고/하거나 비스듬히 기울임으로써 달성될 수 있다. 예를 들어, 마이크로머신은 분리된 부분의 각도 및/또는 위치를 조정할 수 있다. 따라서, 컴퓨팅 노드는 인클로저 내에 한 위치로 배치될 수 있고, 광 모듈이 있는 분리된 부분은 라우터의 광 송수신기의 영역 또는 공통 초점에 대한 가시선을 갖도록 비스듬히 기울어지거나 배치될 수 있다.
라우터의 광 송수신기에 대한 컴퓨팅 노드의 상대 위치 또는 컴퓨팅 노드의 광 모듈의 상대 위치를 조정함으로써, 라우터의 송수신기의 영역 또는 공통 초점에 대한 컴퓨팅 노드의 각각의 광 모듈의 가시선이 보존될 수 있다. 컴퓨팅 노드의 광 모듈과 라우터의 광 송수신기 사이에 명확한 가시선이 있으면 광 전파를 사용하는 데이터 전송을 통해 컴퓨팅 노드와 라우터 간에 자유 공간 광통신이 발생할 수 있다.
도 1은 일 구현에 따른, 자유 공간 광학을 사용해서 복수의 컴퓨팅 노드(102)를 상호 연결하는 시스템(100)의 예를 도시한다. 시스템(100)은 복수의 컴퓨팅 노드(102)를 포함하는 분할(disaggregated) 컴퓨팅 시스템일 수 있다. 컴퓨팅 노드(102)는 처리 노드 및/또는 메모리 노드를 포함할 수 있다. 또한, 컴퓨팅 노드(102)는 광 모듈(18)도 포함할 수 있다. 광 모듈(18)은 컴퓨팅 노드(102) 상의 어느 위치에서든 컴퓨팅 노드(102)에 결합될 수 있다. 도시된 시스템(100)에서, 광 모듈(18)은 컴퓨팅 노드(102)의 상단 부분에 결합된다.
또한, 컴퓨팅 노드(102)로부터 라우터(106)로 자유 공간 광통신을 전송하기 위한 광빔을 생성하는 광원(10)은 컴퓨팅 노드(102)로부터 떨어져서 위치한다. 즉, 컴퓨팅 노드(102)는 광원을 포함하는 광 송수신기에 결합되지 않는다. 대신에, 컴퓨팅 노드(102)는 광원을 포함하지 않는 광 모듈(18)에 결합된다.
시스템(100)과 함께 사용하기 위한 다른 구현은 컴퓨팅 노드(102) 상에 위치한 광원을 포함할 수 있다. 이러한 구현에서, 광 모듈(18)은 컴퓨팅 노드(102)로부터 라우터(106)로 자유 공간 광통신을 전송하기 위한 광원(10)을 포함하는 광 송수신기를 포함할 수 있다.
복수의 컴퓨팅 노드(102)는 복수의 컴퓨팅 노드(102) 간의 자유 공간 광통신을 라우팅하도록 구성된 하나 이상의 라우터(106)와 통신할 수 있다. 컴퓨팅 노드(102)의 광 모듈(18)은 라우터(106)로부터 자유 공간 광통신을 수신할 수 있다. 라우터(106)는, 광빔을 생성하고 광빔을 컴퓨팅 노드(102)의 광 모듈(18)을 향해 조준하는 하나 이상의 광원(10)을 포함할 수 있다. 각각의 광 모듈(18)은 라우터(106)로부터 수신된 광빔을 변조하도록 구성된 변조기 및 변조된 광빔을 다시 라우터(106) 쪽으로 반사시키기 위한 광학 시스템을 포함할 수 있다. 광 모듈(18)은 본 개시에 따라 다양한 방식으로 구성될 수 있다. 미러(mirror), 렌즈, 격자 등과 같은 다양한 유형의 광학 구성요소가 광학 시스템에 사용될 수 있다.
광원(들)(10)은 라우터(106) 내에 도시되어 있다. 광원(들)(10)은 레이저, 발광 다이오드, 적외선 방출 다이오드를 포함할 수 있으나 이에 국한되지는 않는다. 대안적으로, 광원(들)(10)은 라우터(106)로부터 분리될 수 있다. 일부 구현에서, 광원(들)(10)은 라우터(106)로부터 분리되어 있으면서 라우터(106)에 결합될 수 있다. 일부 구현에서, 광원(들)(10)은 라우터(106)로부터 분리되어 있으면서 라우터(106)에 결합되지 않을 수 있다.
라우터(106)는 또한 복수의 광 송수신기(12)를 포함할 수 있다. 광 송수신기(12)는 광 전파를 사용하는 컴퓨팅 노드(102)와의 데이터 전송을 위해 라우터(106)에 의해 사용될 수 있다. 라우터(106)는 광빔을 대응하는 광 송수신기(12) 및 광 모듈(18)로 조준하거나 지향시킬 수 있다.
일부 구현에서, 각각의 광 모듈(18)에 대해, 라우터(106)에 결합되고 광 모듈(18)에 광학적으로 결합된 대응하는 광 송수신기(12)가 존재하도록 시스템(100)이 구성될 수 있다. 일부 구현에서, 광 모듈(18)이 라우터(106)에 결합된 복수의 광 송수신기(12)와 통신할 수 있도록 시스템(100)이 구성될 수 있다. 예를 들어, 상이한 파장에 대해 상이한 광 송수신기(12)가 사용될 수 있다. 이에 따라, 광 모듈(18)은 광빔을 하나 이상의 광 송수신기(12)를 향해 지향시킬 수 있다.
일 구현에서, 복수의 광 송수신기(12)는 모든 광 모듈(18)로부터의 광빔이 지향될 수 있는 영역(14) 또는 공통 초점으로 세분될 수 있다. 영역(14)은 광 송수신기(12)의 서브세트(subset)(15)를 포함할 수 있다. 영역의 폭(16)은 시스템(100)의 컴퓨팅 노드(102)의 수에 비례할 수 있다. 이에 따라, 시스템(100)에서 컴퓨팅 노드(102)의 수가 증가함에 따라 영역(14)의 폭(16)은 증가할 수 있고, 이는 광 송수신기(12)의 서브세트(15) 내의 광 송수신기(12)의 수를 증가시킨다. 또한, 시스템(100)에서 컴퓨팅 노드(102)의 수가 감소함에 따라 영역(14)의 폭(16)이 감소할 수 있으며, 이는 광 송수신기(12)의 서브세트(15) 내의 광 송수신기(12)의 수를 감소시킨다.
각각의 컴퓨팅 노드(102)는 각각의 모듈(18)이 영역(14)에 대한 직접 가시선을 가질 수 있도록 영역(14)에 대해 배치되거나 배열될 수 있다. 영역(14)에 대한 가시선은 장애물이 없는 직선 경로일 수 있다. 따라서, 가시선은 영역(14)에 걸쳐 명확한 시야를 제공할 수 있으며, 이에 따라 자유 공간 광통신을 사용하여 광 송수신기(12)의 서브세트(15)와 광 모듈(18) 사이의 데이터 전송을 가능하게 한다.
단일 영역(14)이 시스템(100)에 도시되어 있지만, 광 송수신기(12)는 복수의 영역(14)으로 세분될 수 있다. 이에 따라, 상이한 광 모듈(18)은 라우터(106) 내의 상이한 영역(14)에 대한 직접 가시선을 가질 수 있다. 더욱이, 광 모듈(18)은 라우터(106) 내의 둘 이상의 영역(14)에 대한 직접 가시선을 가질 수 있다.
시스템(100)에 도시된 바와 같이, 컴퓨팅 노드(102)와 영역(14) 사이의 가시선은 컴퓨팅 노드들(102)을 서로에 대해 비스듬하게 위치시킴으로써 달성된다. 컴퓨팅 노드(102)는 경사 패턴(slopping pattern)으로 배열되어 가장 아래에 있는 컴퓨팅 노드들(102)이 서로 더 가까이 위치하고 컴퓨팅 노드(102) 스택의 상단 근처의 컴퓨팅 노드들(102)이 서로 더 멀어질 수 있다. 또한, 각 컴퓨팅 노드(102) 사이의 각도(20)는 다르고 더 높은 위치의 각도(20)는 더 낮은 위치의 각도(20)에 비해 더 가팔라질 수 있다. 컴퓨팅 노드들(102) 사이의 상이한 각도(20)는 광 필드(optical field) 사이에서 초점 거리를 일정하게 유지하기 위해 좁게 유지될 수 있다. 컴퓨팅 노드들(102) 사이에 약간의 각도 변화를 가짐으로써, 컴퓨팅 노드(102)의 각각의 광 모듈(18)은 광원(10) 및/또는 영역(14)에 대한 직접 가시선을 가질 수 있다.
컴퓨팅 노드(102)가 비스듬하게 정렬된 것으로 도시되어 있지만, 컴퓨팅 노드(102)는 어느 위치에든 있을 수 있으며, 예를 들어, 수평으로 정렬, 수직으로 정렬, 및/또는 영역 및/또는 지면에 대한 수많은 중간 위치에 정렬될 수 있다(이에 국한되지는 않음). 컴퓨팅 노드(102)의 상이한 위치는 광원(10) 및/또는 라우터(106)의 영역(14)에 대한 직접 가시선을 제공하기 위해 사용될 수 있다. 또한, 컴퓨팅 노드(102)는 임의의 위치 조합으로 정렬될 수 있다. 예를 들어, 컴퓨팅 노드(102)의 일부가 비스듬히 정렬될 수 있는 반면 컴퓨팅 노드(102)의 일부는 수평으로 정렬될 수 있다. 다른 예로서, 컴퓨팅 노드(102)의 일부가 수직으로 정렬될 수 있는 반면 컴퓨팅 노드(102)의 일부는 비스듬히 정렬될 수 있는 것이 포함될 수 있다. 다른 예로서, 컴퓨팅 노드(102)의 일부가 수직으로 정렬될 수 있는 반면 컴퓨팅 노드(102)의 일부는 수평으로 정렬될 수 있고 컴퓨팅 노드(102)의 다른 일부는 비스듬히 정렬될 수 있는 것이 포함될 수 있다. 이와 같이, 컴퓨팅 노드(102)는 광원(10) 및/또는 라우터(106)의 영역(14)에 대한 명확한 가시선을 달성하기 위해 다양한 위치에 배열될 수 있다.
컴퓨팅 노드(102)는 인클로저(104) 내에 위치할 수 있다. 인클로저(104)는 컴퓨팅 노드(102)를 위한 랙(rack) 또는 기타 지지 구조를 포함할 수 있으나 이에 국한되지는 않는다. 일 구현에서, 인클로저(104)는 극저온 컴퓨팅 시스템에서 이용될 수 있는 탱크(본 명세서에서 극저온 탱크로 지칭될 수 있음)와 같은 탱크일 수 있다. 극저온 컴퓨팅 시스템은 극저온에서 동작하도록 설계될 수 있으며, 따라서, 극저온 컴퓨팅 시스템에서 동작하는 컴퓨팅 노드(102)는 원하는 온도(들)로 냉각되는 탱크에 위치할 수 있다.
영역(14)에 대한 컴퓨팅 노드(102)의 상대적인 위치는 인클로저(104)의 형상에 의해 달성될 수 있다. 인클로저(104)의 형상은 임의의 형상, 예를 들어 원추형, 원형, 모래시계형, 나선형, 정사각형, 삼각형 및/또는 팔각형(이에 국한되지 않음)일 수 있다. 따라서, 컴퓨팅 노드들(102)이 여러 줄로 서로의 위에 적층될 수 있는 종래의 컴퓨팅 랙을 사용하는 대신에, 컴퓨팅 노드(102)가 인클로저(104) 내에 배치될 때 컴퓨팅 노드(102)의 광 모듈(18)이 광원(10) 및/또는 라우터(106)의 영역(14)에 대한 직접 가시선을 가질 수 있도록 인클로저(104)의 형상이 조정될 수 있다.
인클로저(104)의 형상을 조정함으로써, 인클로저(104) 내에서 사용되는 컴퓨팅 노드(102)는 광원(10) 및/또는 라우터(106)의 영역(14)에 대한 직접 가시선을 유지하면서 공통 형상 및/또는 크기를 가질 수 있다. 따라서, 컴퓨팅 노드(102)의 구성은 동일할 수 있고, 직접 가시선을 달성하기 위해 컴퓨팅 노드(102)를 맞춤 설계할 필요 없이 공통 컴퓨팅 노드(102)가 인클로저(104) 전체에 걸쳐 사용될 수 있다.
시스템(100)에 도시된 바와 같이, 인클로저(104)는 경사 패턴으로 배열된 하나 이상의 슬롯 또는 개구부(22)를 갖는 원추형일 수 있다. 컴퓨팅 노드(102)는 개구부(22)에 위치할 수 있다. 각 개구부(22) 사이의 각도(20)는 상이할 수 있고, 더 높은 위치의 각도(20)는 더 낮은 위치의 각도(20)에 비해 더 가팔라질 수 있다. 개구부들(22) 사이에 약간의 각도 변화를 가짐으로써, 컴퓨팅 노드(102)의 각각의 광 모듈(18)과 광원(10) 및/또는 라우터의 영역(14) 사이의 가시선이 보존될 수 있다. 이와 같이, 컴퓨팅 노드(102)는 계단식 패턴(cascading pattern)일 수 있다. 각도(20)는 각각의 광 모듈(18)과 광원(10) 및/또는 라우터(106)의 영역(14) 사이에 직접 가시선을 생성하도록 조정될 수 있다. 예를 들어, 광원(10) 및/또는 영역(14)에 대한 광 모듈(18)의 수직 위치를 유지하도록 각도(20)가 조정될 수 있다. 또한, 시스템(100)에서 컴퓨팅 노드(102)의 수를 증가시키거나 감소시키도록 각도(20)가 조정될 수 있다. 이와 같이, 컴퓨팅 노드(102)를 비스듬하게 위치시킴으로써, 인클로저(104)는 시스템(100)에서 컴퓨팅 노드(102)의 수를 증가 및/또는 감소시킴으로써 컴퓨팅 노드(102)의 밀도를 최적화할 수 있는 한편, 컴퓨팅 노드(102)의 광 모듈(18)과 광원(10) 및/또는 영역(14) 사이의 직접 가시선을 유지할 수 있다.
라우터(106), 라우터(106)에 결합된 광 송수신기(12), 및 광 모듈(18)은 모두 컴퓨팅 노드(102)를 상호 연결하도록 함께 기능하여 네트워크 패브릭을 형성할 수 있다. 도시된 시스템(100)의 네트워크 패브릭은 모든 컴퓨팅 노드(102)가 서로 액세스할 수 있도록 한다. 예를 들어, 각 컴퓨팅 노드(102)의 모든 메모리 노드는 네트워크 패브릭을 통해 각 컴퓨팅 노드(102)의 모든 처리 노드에 액세스 가능할 수 있다.
컴퓨팅 노드(102)가 광원(10) 및/또는 라우터(106)의 영역(14) 내의 광 송수신기(12)의 서브세트(15)에 대해 명확한 가시선을 갖도록 컴퓨팅 노드(102)의 상대 위치를 조정함으로써, 광 전파를 사용하는 데이터 전송을 통해 시스템(100)에서 자유 공간 광통신이 발생할 수 있다.
이제 도 2a를 참조하면, 시스템(100) 또는 다른 시스템 및/또는 도 3 내지 도 5에 설명된 인클로저와 함께 사용될 수 있는 컴퓨팅 노드(200)의 가능한 구현의 예가 도시된다. 컴퓨팅 노드(200)는 컴퓨팅 노드(200)의 가장자리 부분(202)에 결합된 광 모듈(18)을 포함할 수 있다. 따라서, 광 모듈(18)이 도 1에 도시된 바와 같이 컴퓨팅 노드(200)의 상단 부분에 결합되는 대신, 광 모듈(18)은 컴퓨팅 노드(200)의 가장자리 부분(202)에 결합된다.
광 모듈(18)이 가장자리 부분(202)에 결합됨으로써, 컴퓨팅 노드(200)는, 가장자리 부분(202)이 광원(들)(10)(도 1) 및/또는 라우터(106)(도 1)의 영역(14)(도 1) 내의 광 송수신기(12)(도 1)의 서브세트(15)(도 1)쪽으로 상향으로 지향되도록 하면서, 수직 또는 상향 위치와 같은 상이한 위치에 배치될 수 있다.
광 모듈(18)은 본 개시에 따라 다양한 방식으로 구성될 수 있다. 미러, 렌즈, 격자 등과 같은 다양한 유형의 광학 구성요소가 광학 시스템에 사용될 수 있다.
일 구현에서, 광원은 컴퓨팅 노드(102) 상에 위치할 수 있다. 컴퓨팅 노드(200)로부터 라우터(106)로 자유 공간 광통신을 전송하기 위한 광원을 포함하는 광 송수신기가 가장자리 부분(202) 상에 포함될 수 있다.
이제 도 2b를 참조하면, 시스템(100) 또는 다른 시스템 및/또는 도 3 내지 도 5에 설명된 인클로저와 함께 사용될 수 있는 컴퓨팅 노드(208)의 가능한 구현의 예가 도시된다. 컴퓨팅 노드(208)는 컴퓨팅 노드(208)와 분리된 부분(204)에 광 모듈(18)을 포함할 수 있다. 연결(206)은 부분(204)을 컴퓨팅 노드(208)에 결합할 수 있다. 연결(206)은 유선 연결과 같은(이에 국한되지는 않음) 전기 연결일 수 있다. 광 모듈(18)은 연결(206)을 통해 컴퓨팅 노드(208)에 액세스할 수 있다. 유사하게, 컴퓨팅 노드(208)는 연결(206)을 통해 광 모듈(18)에 액세스할 수 있다. 따라서, 광 모듈(18)은 컴퓨팅 노드(208)의 처리 노드 및/또는 메모리 노드와 분리될 수 있다.
광 모듈(18)이 광원(들)(10)(도 1) 및/또는 라우터(106)(도 1)의 영역(14)(도 1) 내의 광 송수신기(12)(도 1)의 서브세트(15)(도 1)에 대한 직접 가시선을 가질 수 있도록 부분(204)은 컴퓨팅 노드(208)와는 독립적으로 비스듬히 기울어질 수 있다. 각각의 컴퓨팅 노드(208) 상의 광 모듈(18)은 직접 가시선을 보장하기 위해 개별적으로 배치되고/되거나 비스듬히 기울어질 수 있다. 예를 들어, 마이크로머신은 광 모듈(18)이 명확한 가시선을 갖도록 부분(204)의 각도 및/또는 위치를 조정할 수 있다. 마이크로머신에는 미시적 규모로 구성된 모든 디바이스 또는 기계가 포함될 수 있지만 이에 국한되지는 않는다. 마이크로머신의 일례는 MEMS(microelectromechanical system) 디바이스를 포함할 수 있다. 이와 같이, 컴퓨팅 노드(208)는 인클로저 내에 하나의 위치로 배치될 수 있고, 광 모듈(18)이 있는 부분(204)은 라우터(106)의 영역(14)에 대한 가시선을 갖도록 비스듬히 기울어지거나 배치될 수 있다.
일 구현에서, 종래의 랙(rack)은 컴퓨팅 노드(208)와 함께 사용될 수 있고, 부분(204)은 광 모듈(18)이 광원(10) 및/또는 영역(14) 내의 광 송수신기(12)의 서브세트(15)에 대한 명확한 가시선을 갖도록 배치되고/되거나 비스듬히 기울어질 수 있다. 예를 들어, 컴퓨팅 노드(208)는 랙에 수평으로 배치될 수 있고, 부분(204)은 가시선을 달성하기 위해 컴퓨팅 노드(208)와는 독립적으로 배치되고/되거나 비스듬히 기울어질 수 있다.
다른 구현에서, 본 명세서에서 논의된 상이한 형상의 인클로저는 컴퓨팅 노드(208)와 함께 사용될 수 있고, 광 모듈(18)이 있는 부분(204)은 필요한 경우 광 모듈(18)이 명확한 가시선을 갖도록 조정될 수 있다. 예를 들어, 컴퓨팅 노드(208)는 인클로저 내에 비스듬하게 배치될 수 있고, 부분(204)의 추가 배치 및/또는 기울임이 발생하여 광원(10) 및/또는 영역(14) 내의 광 송수신기(12)의 서브세트(15)에 대한 가시선을 달성할 수 있다.
광 모듈(18)은 본 개시에 따라 다양한 방식으로 구성될 수 있다. 미러, 렌즈, 격자 등과 같은 다양한 유형의 광학 구성요소가 광학 시스템에 사용될 수 있다.
일 구현에서, 광원은 컴퓨팅 노드(208) 상에 위치할 수 있다. 컴퓨팅 노드(208)로부터 라우터(106)로 자유 공간 광통신을 전송하기 위한 광원을 포함하는 광 송수신기는 컴퓨팅 노드(208)로부터 분리된 부분(204) 상에 포함될 수 있다.
이제 도 3을 참조하면, 일 구현에 따른, 자유 공간 광학을 사용해서 수평 위치에 있는 복수의 컴퓨팅 노드(102)를 상호 연결하는 예시적인 시스템(300)이 도시된다. 시스템(300)은 도 1과 관련하여 논의된 예시적인 시스템(100)과 유사하다. 시스템(300)은, 자유 공간 광통신을 가능하게 하기 위해 컴퓨팅 노드(102)의 광 모듈(18)과 광원(10) 및/또는 라우터(106)의 영역(14) 또는 공통 초점 내의 광 송수신기(12)의 서브세트(15) 사이의 명확한 가시선을 보장하기 위한 컴퓨팅 노드(102)의 배열의 다른 예를 도시한다.
광 모듈(18)과 광원(10) 및/또는 라우터(106)의 영역(14) 사이의 가시선은 컴퓨팅 노드들(102)을 서로 이격시키기 위해 컴퓨팅 노드(102)를 오프셋함으로써 달성될 수 있다. 컴퓨팅 노드(102)는 라우터(106)에 대해 수직인 수평 위치에 있을 수 있다. 이에 따라, 컴퓨팅 노드들(102) 사이의 오프셋은 더 커서, 모든 광 모듈(18)로부터의 광빔이 영역(14)에 대한 막힘없는 직접 가시선을 갖도록 보장하기 위해 영역(14)의 폭을 증가시킬 수 있다. 오프셋이 시스템(300)에서 더 클 수 있고 시스템(300)에서 사용될 수 있는 컴퓨팅 노드(102)의 수가 인클로저의 폭에 의해 제한될 수 있기 때문에 더 적은 수의 컴퓨팅 노드(102)가 시스템(300)에서 사용될 수 있다.
영역의 폭(16)은 시스템(100)의 컴퓨팅 노드(102)의 수에 따라 증가 및/또는 감소할 수 있다. 이에 따라, 시스템(100) 내의 컴퓨팅 노드(102)의 수가 증가함에 따라 영역(14)의 폭(16)이 증가할 수 있고, 이는 광 송수신기(12)의 서브세트(15) 내의 광 송수신기(12)의 수를 증가시킨다. 또한, 시스템(100) 내의 컴퓨팅 노드(102)의 수가 감소함에 따라 영역(14)의 폭(16)이 감소할 수 있고, 이는 광 송수신기(12)의 서브세트(15) 내의 광 송수신기(12)의 수를 감소시킨다.
영역(14)에 대한 컴퓨팅 노드(102)의 상대 위치는 인클로저(304)의 형상에 의해 달성될 수 있다. 인클로저(304)는 계단식 패턴으로 배열된 복수의 슬롯 또는 개구부(302)를 포함할 수 있어서 가장 아래에 있는 컴퓨팅 노드들(102)이 서로 더 가까이 위치하고 컴퓨팅 노드(102) 스택의 상단 근처의 컴퓨팅 노드들(102)이 서로 더 멀어진다. 컴퓨팅 노드(102)가 수평으로 정렬된 것으로 도시되어 있지만, 컴퓨팅 노드(102)는 임의의 위치, 및/또는 영역 및/또는 지면에 상대적인 위치의 임의의 조합으로 정렬될 수 있다. 컴퓨팅 노드(102)의 상이한 위치는 광원(10) 및/또는 라우터(106)의 영역(14)에 대한 직접 가시선을 제공하기 위해 사용될 수 있다. 예를 들어, 컴퓨팅 노드(102)의 일부는 수평으로 정렬되는 반면 컴퓨팅 노드(102)의 일부는 비스듬히 정렬될 수 있다.
이와 같이, 컴퓨팅 노드(102)는 광원(10) 및/또는 라우터(106)의 영역(14) 내의 광 송수신기(12)의 서브세트(15)에 대한 직접 가시선을 유지하면서 개구부(302) 내에 수평 위치로 배치될 수 있어, 광 전파를 사용하는 데이터 전송이 시스템(300)에서 자유 공간 광통신의 발생을 허용할 수 있다.
이제 도 4를 참조하면, 도 1 및 도 3에서 논의된 시스템(100, 300)과 함께 사용하기 위한 예시적인 인클로저(400)의 평면도가 도시된다. 인클로저(400)는 도 1 및 도 3에 설명된 인클로저(104 및/또는 304) 대신에 사용될 수 있다. 인클로저(400)는 또한 인클로저(104 및/또는 304)와 조합하여 사용될 수 있다. 이 도면은 도 1 및 도 3의 아키텍처를 참조하여 아래에서 논의될 수 있다.
인클로저(400)는 원형일 수 있고 원형으로 배열된 복수의 슬롯 또는 개구부(402)를 포함할 수 있어, 컴퓨팅 노드(200)가 슬롯 또는 개구부(402)에 배치될 때 컴퓨팅 노드(200)가 원형이 된다. 컴퓨팅 노드(200)는 영역(14) 및/또는 지면에 대해 수직 또는 상향 위치로 개구부(402) 내로 반경 방향으로 미끄러져 들어갈 수 있다.
광 모듈(18)이 컴퓨팅 노드(102)의 가장자리 부분에 결합된 도 2a에서 논의된 예시적인 컴퓨팅 노드(200)는 인클로저(400)와 함께 사용될 수 있다. 광 모듈이 컴퓨팅 노드(200)의 가장자리 부분에 결합됨으로써, 광 모듈(18)은 도 1 및 도 3에 도시된 바와 같이 인클로저(400) 위에 배치된 광원(10) 및/또는 라우터(106)의 영역(14) 내의 광 송수신기(12)의 서브세트(15)를 향해 위쪽을 향할 수 있다.
컴퓨팅 노드(200)의 단일 링이 도 4에 도시되지만, 컴퓨팅 노드(200)의 다수의 링이 인클로저(400)에 포함될 수 있다. 링은 하나의 컴퓨팅 노드(200) 깊이일 수 있다. 인클로저(400)에 컴퓨팅 노드(200)를 수직 또는 상향 위치로 배치함으로써 더 많은 컴퓨팅 노드(200)가 각 링에 포함될 수 있다. 이와 같이, 인클로저(400) 내의 컴퓨팅 노드(200)의 수를 동일하게 유지하거나 인클로저(400) 내의 컴퓨팅 노드(200)의 수를 증가시키면서 인클로저(400)에 포함된 링의 수가 감소될 수 있다. 예를 들어, 40줄의 랙(rack) 대신, 인클로저(400)는 5개의 링을 가지면서 랙이 일반적으로 수용하는 동일한 수의 컴퓨팅 노드(200)를 유지하거나 컴퓨팅 노드(200)의 수를 증가시킬 수 있다.
각각의 링은 링들이 서로 오프셋되도록 상이한 직경(404)을 가질 수 있다. 따라서, 하부 링은 상부 링에 비해 더 큰 직경(404)을 가질 수 있다. 링들을 서로 오프셋함으로써, 하부 링에 있는 컴퓨팅 노드(200)의 광 모듈(18)은 광원(10) 및/또는 라우터(106)의 영역(14) 내의 광 송수신기(12)의 서브세트(15)에 대한 직접 가시선을 가질 수 있다.
컴퓨팅 노드(200)를 수직으로 정렬함으로써, 광원(10) 및/또는 영역(14) 내의 광 송수신기(12)의 서브세트(15)에 대한 직접 가시선을 가질 수 있는 컴퓨팅 노드(200)의 수는 증가할 수 있다. 따라서, 더 많은 컴퓨팅 노드(200)가 인클로저(400)에 채워질 수 있다. 더욱이, 컴퓨팅 노드(200)가 수평이 아닌 수직으로 정렬되기 때문에 인클로저(400)의 크기는 더 작을 수 있다.
이제 도 5를 참조하면, 도 1 및 도 3에서 논의된 시스템(100, 300)과 함께 사용하기 위한 예시적인 인클로저(500)가 도시된다. 인클로저(500)는 도 1, 도 3 및 도 4에 기술된 인클로저(104, 304 및/또는 400) 대신에 사용될 수 있다. 인클로저(500)는 또한 도 1, 도 3 및 도 4에 기술된 인클로저(104, 304 및/또는 400)와 조합하여 사용될 수 있다. 이 도면은 도 1 및 도 3의 아키텍처를 참조하여 아래에서 논의될 수 있다.
인클로저(500)는 원형일 수 있고 원형으로 비스듬하게 배열된 복수의 슬롯 또는 개구부(502)를 포함할 수 있어, 컴퓨팅 노드(102)가 슬롯 또는 개구부(502)에 배치될 때 컴퓨팅 노드(102)는 서로 겹치고 원형 모양으로 서로로부터 약간 펼쳐질 수 있다. 컴퓨팅 노드(102)는 영역(14) 및/또는 지면에 대해 상향 위치로 개구부(502) 내로 반경 방향으로 미끄러져 들어갈 수 있다.
컴퓨팅 노드(200)는 컴퓨팅 노드들(200) 사이의 각도(506)가 약간 다르도록 약간 비스듬히 기울어질 수 있다. 컴퓨팅 노드들(200) 사이에 약간의 각도 변화를 가짐으로써, 컴퓨팅 노드(200)의 각각의 광 모듈(18)과 광원(10) 및/또는 영역(14) 내의 광 송수신기(12)의 서브세트(15) 사이의 가시선이 보존될 수 있다.
광 모듈(18)이 컴퓨팅 노드(200)의 가장자리 부분에 결합된 도 2a에서 논의된 예시적인 컴퓨팅 노드(200)는 인클로저(500)와 함께 사용될 수 있다. 광 모듈이 컴퓨팅 노드(200)의 가장자리 부분에 결합됨으로써, 광 모듈(18)은 광원(10) 및/또는 라우터(106)의 영역(14) 내의 광 송수신기(12)의 서브세트(15)에 대한 명확한 가시선을 가지며 위쪽으로 지향될 수 있다.
단일 열의 컴퓨팅 노드(200)가 도 5에 도시되지만, 다수의 열의 컴퓨팅 노드(200)가 인클로저(500)에 포함될 수 있다. 컴퓨팅 노드(200)를 인클로저(500) 내에 상향 위치로 배치함으로써, 더 많은 컴퓨팅 노드(200)가 각 열에 포함될 수 있다. 따라서, 인클로저(500) 내에 동일한 수의 컴퓨팅 노드(200)를 유지하거나 인클로저(500) 내의 컴퓨팅 노드(200)의 수를 증가시키면서 인클로저(500)에 포함된 열의 수가 감소될 수 있다.
컴퓨팅 노드(200)를 비스듬히 기울임으로써 인클로저(500)의 각 행은 동일한 직경(504)을 가질 수 있다. 컴퓨팅 노드(200)의 각도(506)는 서로 다른 행들 사이에서 상이할 수 있으므로 하부 행의 컴퓨팅 노드(200)는 인클로저(500)의 상부 열에 있는 컴퓨팅 노드(200)의 각도(506)에 비해 더 큰 각도(506)로 펼쳐질 수 있다. 또한, 동일한 직경(504)을 가짐으로써, 인클로저(500)에 포함된 컴퓨팅 노드(200)의 수의 밀도가 증가할 수 있다. 이와 같이, 인클로저(500)는, 컴퓨팅 노드(200)의 각각의 광 모듈(18)로부터 광원(10) 및/또는 라우터(106)의 영역(14) 내의 광 송수신기(12)의 서브세트(15)까지의 직접 가시선을 유지하면서 인클로저(500) 내의 컴퓨팅 노드(102)의 밀도를 최적화할 수 있다.
일부 구현에서, "네트워크 패브릭"은 복수의 컴퓨팅 시스템 또는 컴퓨팅 노드가 상호 연결된 컴퓨터 네트워크 아키텍처를 의미한다. 일부 구현에서, 네트워크 패브릭의 컴퓨팅 시스템 또는 컴퓨팅 노드는 라우터, 스위치 및 다른 종류의 네트워크 구성요소를 사용하여 상호 연결될 수 있다. 일부 구현에서, 네트워크 패브릭의 컴퓨팅 시스템 또는 컴퓨팅 노드는 다양한 컴퓨팅 시스템들 또는 컴퓨팅 노드들 사이에 저 레이턴시 및/또는 고대역폭 상호 연결을 제공하는 방식으로 상호 연결될 수 있다. 일부 구현에서, 네트워크 패브릭의 컴퓨팅 시스템 또는 컴퓨팅 노드는 상대적으로 적은 수의 계층(예를 들어, 2개 또는 3개의 계층)을 사용하여 상호 연결될 수 있다. 이는 본질적으로 네트워크 아키텍처를 평면화하여 엔드포인트 간의 거리를 줄인다.
일부 구현에서, 2개의 구성요소가 전기적으로 결합되거나, 광학적으로 결합되거나, 기계적으로 결합된다면 이들 구성요소는 "결합"된다.
일부 구현에서, 전류가 하나의 구성요소에서 다른 구성요소로 흐를 수 있다면 이들 2개의 구성요소는 "전기적으로 결합"된다. 일부 구현에서, 2개의 전기적으로 결합된 구성요소는 전류가 하나의 구성요소로부터 다른 구성요소로 직접 흐르도록 서로 직접 접촉할 수 있다. 그러나 이것은 필수 사항이 아니다. 일부 구현에서, 2개의 전기적으로 결합된 구성요소는 서로 직접 접촉하지 않을 수 있다. 전기적으로 결합된 2개의 구성요소 사이에 전류가 흐를 수 있는 한 이들 2개의 구성요소 사이에 전기적으로 배치된 임의의 수의 다른 전도성 물질 및 구성요소가 존재할 수 있다.
일부 구현에서, 2개의 광학 구성요소 사이에 광학 경로가 존재하는 경우, 이들 2개의 광학 구성요소는 "광학적으로 결합"된다. 따라서, 이러한 구현에서, 제1 광학 구성요소(예를 들어, 광 모듈(18) 및/또는 노드 광 송수신기)에 의해 전송된 광전송이 제2 광학 구성요소(예를 들어, 라우터 광 송수신기(12))에 의해 수신된다면, 제1 광학 구성요소는 제2 광학 구성요소에 광학적으로 결합된 것으로 간주될 수 있다.
"결정(determining)"(및 이의 문법적 변형)이라는 용어는 매우 다양한 동작을 포함하고, 따라서 "결정"은 계산, 연산, 처리, 도출, 조사, 검색(예를 들어, 테이블, 데이터베이스 또는 다른 데이터 구조에서 검색), 확인 등을 포함할 수 있다. 또한, "결정"은 수신(예를 들어, 정보 수신), 액세스(예를 들어, 메모리의 데이터를 액세스) 등을 포함할 수 있다. 또한, "결정"은 해결, 선정, 선택, 설정 등을 포함할 수 있다.
"포함하는(comprising, including)" 및 "갖는(having)"이라는 용어는 포괄적인 것으로 의도되며 나열된 구성요소 이외의 추가 구성요소가 존재할 수 있음을 의미한다. 또한, 본 개시의 "일 구현(one implementation, an implementation)"에 대한 언급은 기재된 특징을 포함하는 추가적인 구현의 존재를 배제하는 것으로 해석되지 않아야함을 이해해야 한다. 예를 들어, 본 명세서의 일 구현과 관련하여 설명된 임의의 구성요소 또는 특징은 호환되는 경우 본 명세서에 설명된 임의의 다른 구현의 임의의 구성요소 또는 특징과 결합 가능할 수 있다.
기술된 구현들은 예시적인 것으로 간주되어야 하고 한정적이 아닌 것으로 간주되어야 하며, 본 개시는 본 명세서에서 구체적으로 기술된 형태 이외의 다른 형태로 구현될 수 있다. 따라서, 본 개시의 범위는 전술한 설명보다는 첨부된 청구항들에 의해 나타내어진다. 청구항들의 의미 및 균등 범위 내에서 발생하는 변경은 청구항들의 범위 내에 포함된다.
Claims (15)
- 자유 공간 광학(free-space optics)을 사용해서 복수의 컴퓨팅 노드를 상호 연결하는 시스템으로서,
상기 복수의 컴퓨팅 노드에 결합된 복수의 광 모듈,
상기 복수의 광 모듈과의 자유 공간 광통신을 가능하게 하는 복수의 광 송수신기 ― 상기 복수의 광 모듈의 각각의 광 모듈은 상기 복수의 광 송수신기 중 하나 이상의 광 송수신기를 포함하는 영역에 대한 가시선(line of sight)을 가짐 ―, 및
상기 복수의 광 송수신기에 결합되고 상기 가시선을 사용하여 상기 복수의 컴퓨팅 노드 간의 상기 자유 공간 광통신을 라우팅하도록 구성된 라우터를 포함하는,
시스템. - 제1항에 있어서,
상기 복수의 컴퓨팅 노드는 상기 영역에 대해 수평으로 위치하고 상기 복수의 광 모듈은 상기 컴퓨팅 노드의 상단 부분에 결합되거나, 또는
상기 복수의 컴퓨팅 노드는 상기 영역에 대해 수직으로 위치하고 상기 복수의 광 모듈은 상기 컴퓨팅 노드의 가장자리 부분에 결합되는,
시스템. - 제1항에 있어서,
상기 복수의 컴퓨팅 노드는 상기 영역에 대해 비스듬히 위치하고, 상기 복수의 광 모듈은 상기 컴퓨팅 노드의 가장자리 부분 또는 상기 컴퓨팅 노드의 상단 부분에 결합되는,
시스템. - 제1항에 있어서,
상기 복수의 컴퓨팅 노드는 수평 위치, 수직 위치 또는 비스듬한 위치의 조합을 사용하여 배치되는,
시스템. - 제1항에 있어서,
상기 복수의 광 모듈 중 각각의 광 모듈은 변조기와 광학 시스템을 포함하고,
특정 광 모듈 내의 상기 변조기는 적어도 하나의 광원으로부터 수신된 광빔을 변조하여 변조된 광빔을 생성하도록 구성되고,
상기 특정 광 모듈 내의 상기 광학 시스템은 상기 가시선을 사용하여 상기 복수의 광 송수신기 중 하나의 광 송수신기를 향해 상기 변조된 광빔을 지향하도록 구성되는,
시스템. - 자유 공간 광학을 사용해서 복수의 컴퓨팅 노드를 상호 연결하는 시스템으로서,
상기 복수의 컴퓨팅 노드에 결합된 복수의 광 모듈,
상기 복수의 광 모듈과의 자유 공간 광통신을 가능하게 하는 복수의 광 송수신기 ― 상기 복수의 광 모듈의 각각의 광 모듈은 상기 복수의 광 송수신기 중 하나 이상의 광 송수신기를 포함하는 영역에 대한 가시선을 가짐 ―,
복수의 개구부를 갖는 인클로저(enclosure) ― 상기 복수의 개구부의 각각의 개구부는 상기 복수의 컴퓨팅 노드 중 하나의 컴퓨팅 노드를, 상기 영역에 대한 상기 컴퓨팅 노드의 상기 광 모듈의 상기 가시선을 제공하기 위한 위치에 수용함 ―, 및
상기 복수의 광 송수신기에 결합되고 상기 가시선을 사용하여 상기 복수의 컴퓨팅 노드 간의 상기 자유 공간 광통신을 라우팅하도록 구성된 라우터를 포함하는,
시스템. - 제6항에 있어서,
상기 인클로저의 상기 복수의 개구부는 원추형으로 비스듬하게 위치하는,
시스템. - 제6항에 있어서,
상기 인클로저의 상기 복수의 개구부는 원을 형성하고,
상기 복수의 컴퓨팅 노드는 상기 인클로저 내에 수직 또는 상향 위치로 배치되고 상기 복수의 광 모듈은 상기 컴퓨팅 노드의 가장자리 부분에 결합되거나, 또는
상기 인클로저의 상기 복수의 개구부는 비스듬하게 위치하고 상기 복수의 컴퓨팅 노드는 상기 컴퓨팅 노드의 가장자리 부분에 결합된 상기 복수의 광 모듈과 함께 상기 인클로저 내에 상향 위치로 배치되는,
시스템. - 제6항에 있어서,
상기 인클로저의 상기 복수의 개구부는 수평이며 계단식 패턴으로 서로 이격되는,
시스템. - 제6항에 있어서,
상기 복수의 컴퓨팅 노드에 결합된 복수의 광 송수신기를 더 포함하되,
상기 복수의 광 송수신기는 상기 복수의 광 송수신기 중 하나 이상의 광 송수신기를 포함하는 상기 영역에 대한 상기 가시선을 가지고, 상기 광 송수신기는 상기 자유 공간 광통신을 위해 사용되는,
시스템. - 제6항에 있어서,
상기 복수의 컴퓨팅 노드는 공통 형상 또는 크기를 갖는,
시스템. - 자유 공간 광학을 사용해서 복수의 컴퓨팅 노드를 상호 연결하는 시스템으로서,
복수의 컴퓨팅 노드에 전기적으로 결합된 복수의 광 모듈 ― 상기 복수의 광 모듈은 상기 컴퓨팅 노드와 분리되어 이격된 부분 상에 위치함 ―,
복수의 개구부를 갖는 인클로저(enclosure) ― 상기 복수의 개구부의 각각의 개구부는 상기 복수의 컴퓨팅 노드 중 하나의 컴퓨팅 노드를 수용함 ―,
상기 복수의 광 모듈과의 자유 공간 광통신을 가능하게 하는 복수의 광 송수신기 ― 상기 복수의 광 모듈의 각각의 광 모듈은 상기 복수의 광 송수신기 중 하나 이상의 광 송수신기를 포함하는 영역에 대한 가시선(line of sight)을 가짐 ―, 및
상기 복수의 광 송수신기에 결합되고 상기 가시선을 사용하여 상기 복수의 컴퓨팅 노드 간의 상기 자유 공간 광통신을 라우팅하도록 구성된 라우터를 포함하는,
시스템. - 제12항에 있어서,
상기 복수의 광 모듈 각각은 상기 영역에 대한 상기 가시선을 제공하도록 개별적으로 배치되는,
시스템. - 제13항에 있어서,
상기 인클로저의 상기 복수의 개구부는 수평이고 상기 복수의 컴퓨팅 노드는 수평 위치에 있거나, 또는
상기 인클로저의 상기 복수의 개구부는 수직이고 상기 복수의 컴퓨팅 노드는 수직 위치에 있거나, 또는
상기 인클로저의 상기 복수의 개구부는 비스듬하고 상기 복수의 컴퓨팅 노드는 비스듬한 위치에 있는,
시스템. - 제12항에 있어서,
상기 복수의 광 모듈은 마이크로머신(micromachine)을 사용하여 배치되는,
시스템.
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