Правильная ссылка на эту страницу
http://az-design.ru/Support/HardWare/RCA/A19841008Elc026.shtml

Подсистема на оптических дисках для хранения триллионов бит космической информации

Главное звено активной сети НАСА хранит данные на 125 оптических дисках и обеспечивает их привязку к волоконно-оптической шине, которая позволяет передавать эти данные пакетами со скоростью 100 Мбит/с.

Гигантская подсистема оптической памяти, позволяющая хранить 10 триллионов бит, является последним звеном волоконно-оптической сети, создание которой в центре космических полетов им. Маршалла завершает сейчас отделение Government Systems фирмы RCA Corp. (Камден, шт.Нью-Джерси). Эта сеть свяжет между собой университеты и федеральные лаборатории, занятые изучением земных ресурсов, атмосферными и космическими исследованиями.

Новая сеть начала приобретать очертания пять лет назад, когда руководители НАСА осознали, что начинают задыхаться от обилия информации, поступающей от космических зондов. По мере того как накапливалась информация от этих зондов, распределение машинных лент стало требовать слишком много времени, сказал Дуглас Томас, специалист по вычислительной технике, работающий в центре Маршалла по установке оптической памяти. Предполагается также, что космический телескоп, строительство которого еще не завершено, существенно увеличит объем информации, поступающей в НАСА.

Для того чтобы справиться с огромным потоком информации, специалисты НАСА спроектировали волоконно-оптическую шину с семью активными портами в звездообразной схеме, которая позволяет передавать данные пакетами со скоростью 100 Мбит/с и непрерывно со скоростью 50 Мбит/с. Шина связывает три супермини-компьютера типа VAX-11/780 фирмы Digital Equipment Corp., которые были оснащены запоминающими устройствами с тремя портами.

Система была спроектирована в расчете на использование сдвоенных трактов с тем, чтобы перенос файлов мог производиться непосредственно между подсистемой оптической памяти и источником или потребителем данных, в то время как управление оставалось бы за главным процессором. Такая архитектура высвобождает управляющий процессор от роли простого узла переключения файлов и позволяет ему осуществлять «разумные» функции управления данными.

Огромная емкость. Подсистема оптической памяти представляет собой главное звено этой архивной системы. Каждый из ее 125 дисков диаметром 356 мм позволяет хранить до 10 Гбайт, или почти в 10 раз больше, чем большинство серийно выпускаемых дисковых накопителей, и в 2,5 раза больше, чем новейший накопитель производства фирмы Storage Technology Corp. (Луисвилл, шт.Колорадо), который все еще находится в стадии испытаний. В системе НАСА время доступа к любому из 125 дисков в наихудшем случае будет 6 с.

В этой установке используются два отдельных газовых лазера. Для операций записи-считывания служит аргоновый лазер, а в системе управления для позиционирования головки записи-считывания над диском — гелий-неоновый.

Для записи данных луч аргонового лазера, излучающего на волне 488 нм, расщепляется на два для записи данных на двух параллельных дорожках диска со скоростью 67 Мбит/с по каждой из них (см. рисунок). Луч проходит через полуволновую пластинку, отражается от двух зеркал, которые служат для позиционирования, а затем расщепляется таким образом, что часть света направляется на считывающие решетки, а остальной свет расщепляется далее для выполнения функций записи, установки и центровки.

Два лазера. В системе памяти на оптических дисках, разработанной фирмой RCA, используются два лазера. Выходное излучение аргонового лазера расщепляетс
Два лазера. В системе памяти на оптических дисках, разработанной фирмой RCA, используются два лазера. Выходное излучение аргонового лазера расщепляется на записывающий и считывающий лучи для двух дорожек. Гелий-неоновый лазер служит источником света для прецизионной системы позиционирования головки.

Дифракционная оптика фазовой записи расщепляет свет еще далее, так что два расходящихся луча проходят на следующие линзы, которые формируют изображения пятен под датчиком модулятора. Дифрагированный свет от модулятора коллимируется и проходит на призму Дове, которая поворачивает изображение этих двух пятен и тем самым задает расстояние между дорожками на диске. Коллиматор выполняет двойную функцию: увеличивает пучок от модулятора до диаметра, достаточного для заполнения линзы объектива, и переносит изображение решетки, являющейся источником двух пятен, на диск.

Сохранение фокусировки. Для выполнения требований по допустимой частоте ошибок считывания при минимальном размере элемента записи 0,42 мкм и расстоянии между дорожками 1,0 мкм нужны сервомеханизмы чрезвычайно высокой точности. Эти сервомеханизмы управляют сопровождением и положением перемещающегося столика и сохраняют фокусировку объектива, который закреплен на этом столике и перемещается непосредственно над дорожками во время записи или считывания.

Второй лазер в системе гелий-неоновый, он также помогает сохранять фокусировку объектива, обеспечивая обратную связь на механизм позиционирования. Для этого излучение HeNe-лазера сначала фокусируется, а затем расширяется при помощи двух линз и пропускается через двухцветный светоделитель на гальванометр и линзу объектива. Свет, отраженный от диска, проходит обратно по оптическому тракту и при помощи четвертьволновой пластинки и светоделителя поступает на детектор фокуса.

Четыре рабочих луча. Для осуществления считывания считывающий луч, отщепленный от главного пучка аргонового лазера, делится на шесть лучей, из которых используются четыре. Свет, отраженный от диска, проходит обратно через оптический тракт и падает на детектор дорожки данных, представляющий собой решетку из девяти лавинных и четырех pin-диодов. Лавинные диоды с большим коэффициентом усиления контролируют сигналы считывания; выходные сигналы pin-диодов поступают в контур управления положением головки.

Использование сдвоенных дорожек для оптического хранения данных пока все еще довольно необычное решение. Однако, как подчеркнул Джей Гувер, руководитель разработки оптических средств записи в упомянутом отделении фирмы RCA, в лаборатории уже продемонстрированы системы, позволяющие записывать девять параллельных дорожек.

Гигабитная шина. Пока техники в центре им.Маршалла монтируют систему памяти, НАСА приступило к ряду неофициальных переговоров с разработчиками оптических подсистем и изготовителями суперкомпьютеров на предмет формулирования новых стандартов на интерфейсы данных, обладающие очень высоким быстродействием. «Новая интерфейсная шина на область гигабит нужна, — сказал Кен Уолгрен, руководитель по системам обработки данных в НАСА, — но мы не знаем, как работать на таких скоростях».

Представитель фирмы — изготовителя суперкомпьютеров Denelcor Inc. (Opopa, шт.Колорадо) утверждает, что фирма готова сотрудничать с НАСА. Другой представитель фирмы Denelcor Рон Эймс сказал, что «НАСА предлагает разработать стандарт, вероятно, в расчете на то, чтобы оно могло пользоваться изделиями разных поставщиков» [No.26, pp.17,18].

Роберт Розенберг

Выходные данные:

Журнал "Электроника" том 57, No.20 (701), 1984г - пер. с англ. М.: Мир, 1984, стр.32

ElectronicsWeek Vol.57 No.25 October 01, 1984 A McGraw-Hill Publication

ElectronicsWeek Vol.57 No.26 October 08, 1984 A McGraw-Hill Publication

Раздел: ОБОЗРЕНИЕ ЭЛЕКТРОННОЙ ТЕХНИКИ

Тема:     Оптические диски





Дата последнего изменения:
Thursday, 21-Aug-2014 09:10:44 MSK


Постоянный адрес статьи:
http://az-design.ru/Support/HardWare/RCA/A19841008Elc026.shtml