LIGHTNESS: Vorbereitung auf den Boom bei mobilen Daten

LIGHTNESS, ein von der IKT-Branche inspiriertes EU-Forschungsprojekt, wurde im Jahr 2012 gestartet. Ziel des Projekts war es, die Technologie zur Verknüpfung von Rechenzentren in Europa robuster zu gestalten und eine Prognose zum Volumen des Datenverkehrs zwischen diesen abgeben zu können. Die Forscher setzen hier auf eine optische Übertragungstechnologie. [...]

„Die Infrastruktur, die wir entwickeln, muss auf eine neue Weise erweitert und für 5G gerüstet werden können, und die Möglichkeiten herkömmlicher verknüpfter Ethernet-Switches übertreffen“, so Projektleiter Matteo Biancani von Interoute, einem Anbieter von Telekommunikations- und Cloud-Diensten. „Wir müssen den Fokus des Projekts auf Skalierbarkeit legen, denn nur so werden wir den künftig höheren Anforderungen gerecht.“

Da der Einsatz von Hochleistungsdatenverarbeitung sowie Cloud- und serverseitigen Massenspeicheranwendungen stetig zunimmt, müssen bereits die gängigen 4G- und 3G-Netzwerke hohe Anforderungen in puncto Datendurchsatz und schnelle Reaktionszeiten erfüllen. Dadurch wird das Projekt LIGHTNESS nun unmittelbar relevant und die Beschleunigung der Einführung der 5G-Technologie noch entscheidender.

Als wichtigstes Ziel von LIGHTNESS galt die Entwicklung von innovativen optischen Switching- und Übertragungstechnologien, die Rechenzentren und Rechenzentrumskomponenten kosteneffizient miteinander verbinden sollen. In dedizierten Prüfständen wurde die Optical Circuit Switching (OCS)-Technologie und die Optical Packet Switching (OPS)-Technologie von den am Projekt teilnehmenden Universitäten und Forschungseinrichtungen aus dem Vereinigten Königreich, den Niederlanden und Spanien getestet. Dabei wurden die internen Netzwerkinfrastrukturen von Rechenzentren in den Prüfständen simuliert und dahingehend getestet, ob sie die ultrahohe Bandbreite und niedrige Netzwerklatenz bieten können, die moderne Anwendungen benötigen.

Mit dem steten Ziel, eine hohe Skalierbarkeit zu erreichen, führten die Forscher eine ganze Reihe an Studien und Simulationen durch, um die Vorteile einer LIGHTNESS-Architektur in sehr großen Bereitstellungen zu bestimmen. Dabei nutzten sie mehr als hundert verschiedene Wellenlängenkanäle gleichzeitig, sodass ihnen über die Glasfaserverbindungen Bandbreiten von mehreren Tbit/s zur Verfügung standen. Die am meisten Erfolg verheißende Switching-Lösung für riesige Datenströme ist eine Lösung, die die OCS- und OPS-Technologien kombiniert, und Daten tatsächlich mit Lichtgeschwindigkeit übertragen kann.

VON 40 BIS 100 GBIT/S

Die am LIGHTNESS-Projekt beteiligten Forscher haben in den Prüfständen einen Optical Packet Switch (OPS) entwickelt, der in der Tat die Latenz von wenigen Nanosekunden bieten kann, die Netzwerke benötigen, um den künftigen Anforderungen mobiler Benutzer gerecht werden zu können. Darüber hinaus wurde ein Top-of-Rack (ToR)-Switch getestet, der als Verbindung zwischen den Speicher-Racks und dem OPS/OCS-Rechenzentrumsnetzwerk diente und den Datenverkehr – lange und kurze Datenströme – aggregierte. Im Rahmen des LIGHTNESS-Projekts konnten all diese Vorgänge bei bisher unübertroffenen Netzwerkgeschwindigkeiten von 40 bis 100 Gbit/s erfolgreich getestet werden.

Vorläufige Prototypen wurden letztes Jahr auf der Europäischen Konferenz über Netzwerke und Kommunikation in Paris vorgestellt, bei der LIGHTNESS sein neues software-definiertes „Optical Data Centre Network“ (ODCN) präsentierte und dafür mit dem „Best Booth Award“ für den besten Stand ausgezeichnet wurde.

„Prototypen der LIGHTNESS-Hardware und -Software sind nun vollständig einsatzbereit, und in den Prüfständen des Projekts wird bereits an der experimentellen Bestätigung und Validierung gearbeitet. Nächstes Jahr im September werden wir unser Konzept auf der Europäischen Konferenz für optische Kommunikationstechnik in Valencia umfassend vorstellen. Wir arbeiten an der Produktion von Systemen, die wir in unseren Rechenzentrumsnetzwerken bereitstellen möchten, und werden in zwei bis drei Jahren unser Produktionsziel erreichen“, so Matteo Biancani.

LIGHTNESS ist ein gezieltes Forschungsprojekt, das 2,44 Mio. Euro aus dem 7. Rahmenprogramm der EU erhält. An dem Projekt, das bis Oktober dieses Jahres läuft, sind sieben Partner aus Italien, den Niederlanden, Spanien und dem Vereinigten Königreich beteiligt. (pi)