?? 如今，AI與大數據(ju)時代(dai)，我(wo)們面臨的(de)(de)挑戰之一在于滿足對容量和性能的(de)(de)不(bu)可(ke)避免的(de)(de)需求(qiu)，同時將成本保(bao)持(chi)在合理(li)的(de)(de)水平并最小化(hua)對環境的(de)(de)影(ying)響。 用(yong)于(yu)管理數據中心流(liu)量、智能糾錯數據芯片(pian)和光頻率梳的(de)算法都可以幫助減少互聯(lian)網的(de)電力消耗(hao)。 適應數字生活方式需要通過光纖電纜傳輸(shu)大量數據。而且，這個數量正以幾乎無法想象的(de)速度增加，消耗了大量的(de)電力(li)。 這是不可行的。以當前遞增的速度，如果沒有取得能效的提高，十年之內，僅互聯網一項所消耗的電力就將超過世界上目前產生的電力。如果不大量增加化石燃料的發電量，就無法以類似的速度擴大發電量，從而導致二氧化碳(tan)排放(fang)量顯著增加。 瑞典查爾默斯理工大學的研究人員最近完成了一個為期5年的研究項目，研究如何使光纖通信系統更。他們的建議中包括智能的糾錯數據芯片電路，將其精簡后的能耗降低了十倍。 查爾默(mo)斯大學(xue)(xue)微技術和納米科學(xue)(xue)系的光子(zi)學(xue)(xue)教授彼得·安(an)德烈森說：“挑戰在于滿(man)足不可避免的容量和性能需求，同時將(jiang)(jiang)成本保持在合理(li)水平，并(bing)將(jiang)(jiang)對環境的影響降(jiang)至最低。” 在該項(xiang)目的(de)(de)(de)初始(shi)階(jie)段，科學家(jia)們(men)確定了當今光纖系(xi)(xi)統(tong)中最重要的(de)(de)(de)能(neng)(neng)量(liang)消(xiao)耗(hao)。基(ji)于這(zhe)些知識，科學家(jia)為數據傳輸系(xi)(xi)統(tong)設計并建立了一個概念，該系(xi)(xi)統(tong)消(xiao)耗(hao)的(de)(de)(de)能(neng)(neng)量(liang)盡可能(neng)(neng)少(shao)。相對(dui)于彼此優化系(xi)(xi)統(tong)的(de)(de)(de)組件可以節省(sheng)大量(liang)能(neng)(neng)源(yuan)。 查爾(er)默斯大學計算機(ji)科學與工程(cheng)學系計算機(ji)工程(cheng)教(jiao)授Per Larsson－Edefors說(shuo)：“我們的(de)測量表(biao)明(ming)，精制芯片的(de)能耗(hao)比傳統糾(jiu)錯芯片低約十倍。” 從(cong)基礎上(shang)講，科(ke)學(xue)家們還展示了利用“光(guang)(guang)學(xue)頻率梳”的(de)(de)好處，而(er)不是為每個(ge)復發(fa)通道都配備單(dan)(dan)獨的(de)(de)激光(guang)(guang)發(fa)射器。光(guang)(guang)學(xue)頻率梳會一直產(chan)生所有波長(chang)的(de)(de)光(guang)(guang)，從(cong)而(er)使(shi)發(fa)射器非常穩定。這使(shi)招牌的(de)(de)收集更(geng)加簡單(dan)(dan)－從(cong)而(er)更(geng)加節(jie)能。 同樣可(ke)以通過(guo)在(zai)(zai)網絡(luo)級別控(kong)制光纖通信來節省(sheng)能(neng)源。通過(guo)科學地演示各(ge)種系統資產的(de)能(neng)耗，可(ke)以控(kong)制和引導數據(ju)流量，以達到理(li)想使用資產的(de)目的(de)。如果流量在(zai)(zai)一段(duan)時間后有所不同（與(yu)大(da)多數網絡(luo)中的(de)情況類似），則這(zhe)一點尤其重要。為此，專家(jia)們建立了優化算法，可(ke)以將(jiang)能(neng)耗降(jiang)低多達70％。 科學(xue)(xue)家們說：“研(yan)究突破為(wei)使未來的互(hu)聯網更加(jia)節能(neng)提供了(le)巨大的潛力(li)。在光(guang)學(xue)(xue)硬(ying)件、電子(zi)系統和(he)通(tong)信網絡這三個研(yan)究領(ling)域中已經(jing)發(fa)表了(le)幾篇科學(xue)(xue)文章。” 查(cha)爾默(mo)斯大學(xue)電氣(qi)工(gong)程系通信(xin)系統(tong)教(jiao)授埃里克·阿格(ge)里爾（Erik Agrell）表示：“提(ti)高(gao)數據傳輸的(de)能效(xiao)需要多學(xue)科(ke)(ke)的(de)能力。挑戰在(zai)于(yu)光學(xue)硬(ying)件、通信(xin)科(ke)(ke)學(xue)、電子(zi)工(gong)程等之間的(de)交匯點。這(zhe)就(jiu)是為什么這(zhe)個項目如此成功的(de)原因。” 該研究(jiu)具(ju)有巨大的潛力，可以使未來的互聯網(wang)使用顯著提高(gao)能源效率。它已在光學硬(ying)件，電子系統和(he)通(tong)信網(wang)絡(luo)這三個(ge)科學學科中發(fa)表了一些研究(jiu)出(chu)版物，其中包括以下(xia)三個(ge)： Energy－Efficient High－Throughput VLSI Architectures for Product－Like Codes in the Journal of Lightwave Technology Phase－coherent lightwave communications with frequency combs， in the journal Nature Communications Joint power－efficient traffic shaping and service provisioning for metro elastic optical networks， in the journal IEEE／OSA Journal of Optical Communications and Networking． |
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