20120323/多大教授潘启思研究光电技术用于近距离数据传输

星岛日报/有调查显示未来三年内至2015年,全球需要连接互联网的电子设备总数量,将超过地球上人口数量。对网络需求急剧增加,提出了数据传输和接收方面新技术的挑战。

多伦多大学电子及计算机工程系华裔女教授潘启思(Prof. Joyce Poon)率领的研究团队,正在努力面对这一领域的挑战。潘教授近期获得加拿大联邦“国家研究大奖”(Canada Research Chairs)。

潘教授获国家研究大奖

提起信息传播网络,人们最为熟悉的是互联网,通过电缆将个人电脑与互联网连接,是传统的上网方式。但这种情况现时已有了改变。智能手机、电玩游戏机、移动式平板电脑、电子书籍阅读器等新电子设施的普及,已经使无线网络大行其道。在未来几年,毫无疑问将有更多原先与网络不相关的电子设施,也会通过互联网络获取信息,比如汽车,各种家用电器等等,从而对网络的需求量越来越大。

“云端计算机”(cloud computing)就是因应互联网络越来越普遍的应用,而提出的电脑新科技和发展发向。简单而言,云端电脑的概念是将所有数据,存储于一个容量巨大的中央数据中心,而不是现时通常存储在个人电脑或电话终端。Gmail电邮帐户就可以说是一种云端的做法。人们可以在任何有互联网的地方调看自已的电邮帐户数据。因为这些信息是存在一个远程的中央数据中心中,终端用户在有需要时,通过远距离传输将数据调入自己的电脑。

潘启思表示,光纤网络(fibre optics network)作为光电传输的一种方式己应用20多年。这种网络已经广泛应用于超远距离的数据传输,比如连接不同城市,或是连接多伦多至香港这样的世界不同地点。但现时诸如大型数据库这样的情况,逐渐需要将光电传输技术应用于近距离的数输,以解决上述提到的传输量、传输速度、占地与耗电等问题。

这便是潘启思所带领的多伦多大学光电子研究组(Integrated Photonic Devices)所面对的主要研究课题。她指新的传输技术与光纤网络并不完全相同,包括所开发的新元件和使用的新材料。潘启思所领导的研究课题中,包括开发新的光子微型器件,它们可能比人的头发还要细小数百倍。这些微装置未来不仅可以装备于电脑或电话等设施的芯片中,用于接收和提取数据,甚至可以广泛应用于医学等不同领域。

全球现有大型数据中心逾50万

多大华裔女教授潘启思表示,不论是Apple、YouTube,还是Google、Microsoft,凡是提供云端电脑网络服务的公司,其背后都必须有庞大的数据中心提供支持,供终端用户将数据存储于公共空间内,再通过互联网随时取得和使用,出于安全等原因,上述各大厂商,亦或是政府机关,都不会轻易透露自己的数据中心设立在哪里,规模有多大。

潘启思教授透露,所以全球到底目前有大大小小多少数据中心,至今仍缺少准确数字。但有不完全统计,全球目前存在大规模的数据中心大约有超过50万个。所谓大规模,是指一个数据中心内至少有25万台的数据服务器。超大规模的数据中心可能有超过50万台的服务器用以存储数据。

潘启思指建立这样一个大规模的数据中心,仅数据存储设备就可能占据至少一个足球场那么大的空间。再加上其运行所需的电力供给设备等,其规模将不亚于一个大型工厂。其中雇用多少人力,不得而知。

这种新巨无霸式的中央数据中心仍面临着一些技术上的挑战。比如在不同的设备之间,再难以使用数据传输量及传输速度均有限的传统电缆连接。再比如这样一个数据中心耗电量巨大,现时全球用于这一方面的电力消耗总量,达到每年2200亿千瓦小时。仅在美国,电量消耗的花费每年达100亿美元。而且花费仍在以指数成倍增加。