在一个数据中心机房内，成百上千的光纤电缆将服务器机架“重重包围”。
为何不把这些电缆都丢掉，然后给每个服务器机架顶部装上红外激光器？
但是，我们还可以给更多机架装上感光接收器，以接收激光器发送的数据，再放置一些可移动的小镜子以改变光的发射方向，
继而实现
在一瞬间
重新配置整个系统。
以上描述并不是异想天开，而是
宾夕法尼亚州立大学
电子工程学教授Mohsen Kavehrad目前正在进行的研究。他的研究团队已经在实验室里为这种
红外线激光数据传输模式
搭建了一套原型系统。
Kavehrad教授实验室里的红外线激光信号传输系统原型
Kavehrad教授打了个比方：“
现有的数据中心乱得像一片丛林，服务器之间有数不清的光纤线
。”他希望有一天，这种激光器可以取代现代数据中心常见的光纤电缆。
实际上，在光纤电缆中使用红外信号传输数据已经很常见了，但Kavehrad想做的是
直接在空气中用红外信号传输数据
。借助他设计的系统，红外激光能以
每秒10千兆比特
的速度进行数据传输。他将这套系统命名为“
萤火虫
（Firefly）”。因为萤火虫可以通过闪光进行交流，而系统名称正是来源于此。
红外线激光束射入信号接收系统
Kavehrad教授针对这个新方法已经发表了多篇文章，
并于近日在旧金山举行的美国西部光电展上演示了最新研究成果。
在演示中，Kavehrad用激光器生成了一种1550纳米波长的红外信号——这正是光纤电缆常见的波长。接着，他对这一信号进行了“
波分复用
”处理，这种技术能
将不同波长的信号汇合到同一束激光上
。之后，他通过成本低廉的透镜对激光进行传输。
在距第一个透镜约15米远的地方，他放置了第二个透镜和若干个光电二极管接收器。为了控制激光的走向，Kavehrad还用到了一些小镜子；这些镜子直径仅为2毫米，由微电子机械系统（MEMS）提供动力。他构想的这种
数据链路是双向的——两端皆可发送和接收数据
。
安装了微型反射镜的两种不同的微电子器件，一种用于红外线激光定位，一种用于传输信号
此外，
Kavehrad的团队还用相同的设备成功传输过电视信号
。他们将1千兆赫的有线电视信号输入多路复用器；这样一来，电视信号和其它数据会由同样的激光传输。在另一端，他们放了一个LED电视以收看接收到的电视频道。
同如今广泛使用的光纤电缆、路由器和交换机系统相比，Kavehrad教授的方法可以提供同等、甚至更好的带宽和吞吐量（取决于数据中心有多少数据链路）。他说，得益于激光器和光电探测器的发展，
这种红外信号传输系统可以轻松处理数万亿字节的数据
。
安装了微型反射镜的微电子器件，用来将激光折射到接收器中
据统计，美国数据中心的用电量占到了全国总用电的2%左右，其中大部分电力用于冷却约40万台服务器。但在任意时间点都有大约30%的服务器处于闲置状态，这意味着
大量的能源都用于冷却闲置的服务器
。
Kavehrad认为，红外激光器能让数据中心管理人员更轻松地重新布置服务器机架。这样的话，所有需要冷却的服务器就可以放在同一区域，而不是四处分散。目前，很多大型互联网公司都将数据中心能耗成本，作为机房选址的最重要考量标准之一。比如，
Google就将“大量廉价电力”做为数据中心选址的首要条件
。
数据中心机房冷却消耗大量的电能
当然，目前还很难评估这套红外激光器到底能节约多少能源，而且安装激光器是否有足够的性价比亦未可知。Kavehrad教授花了约两万美元搭建原型系统，不过他预计，
如果有大公司愿意投资，或者集成电子学继续有所突破，这套系统的设备成本会迅速大幅下降
。
数据中心能效专家Jonathan Koomey表示，Kavehrad教授的构想是否能为Google或Netflix所用尚未可知，但他或许应该先在较小的市场试水：比如超级计算机领域。他补充说：“即使不能被广泛使用，有一些重要的技术领域也许用的上这种构想。”
超级计算机机房或许将成为红外激光器的潜在应用场景
在测试红外激光器之前，Kavehrad和他在石溪大学以及卡内基·梅隆大学的同事
曾经测试高频毫米波能否代替电缆
