Anders Larsson, professor vid institutionen för mikroteknologi och nanovetenskap – MC2 – på Chalmers tekniska högskola.
Foto: Anette Bodinger

Banar väg för snabb och energisnål datakommunikation

Fiberoptiska kablar revolutionerar världens datakommunikation. Inom tre år räknar chalmersforskare med att på en enda fiber med en kärna, skicka data på 100 Gigabit per sekund och att i en kabel, med flera fibrer med flera kärnor, skicka data på flera Terabit per sekund.
​– Världens datakommunikation ökar explosionsartat. Datatakten är nu så hög att elektriska datakablar i allt större utsträckning byts ut mot optiska datakablar. Vårt projekt handlar om att utveckla teknologi som kan utrusta dessa kablar med ännu högre kapacitet, säger Anders Larsson, professor vid institutionen för mikroteknologi och nanovetenskap – MC2 – på Chalmers.
 
Öka takten i kablarna
I praktiken handlar det om att öka takten i kablarna. Jämfört med telekommunikation är kraven helt annorlunda. Datakommunikation kräver enkla, billiga och energisnåla lösningar. Fokus ligger på att utveckla den laser som sitter på sändarsidan i kabeln och omvandlar de elektriska signalerna till optiska.
– Vi försöker göra lasern allt snabbare samtidigt som den ska förbruka allt mindre energi. Faktum är att vi redan i dag gör världens mest energieffektiva och snabbaste lasrar, ett resultat av 20 års dedikerad forskning inom området. Det som är nytt är att vi även börjat titta på elektroniken, både på sändarsidan och mottagarsidan av den optiska fibern, säger Anders Larsson.
 
Samoptimering
En tredje del i projektet är att försöka hitta mer avancerade sätt att skicka själva datan.
– Vi vill kunna koda datan på den optiska signalen för att kunna få med fler bitar per sekund, med den snabbhet som ändå finns tillgänglig i systemet. För att klara detta måste vi jobba både med lasrarna, med elektroniken som driver lasrarna och tar emot signalen i andra änden samt med modulationsformat och kodning, i syfte att få mer data för en given bandbredd på systemet. Den stora utmaningen är sedan att samoptimera elektronik, optik och algoritmer.
 
Projektet, som är femårigt och finansieras av Stiftelsen för strategisk forskning (SSF), har redan kommit en bra bit på väg. I dag är man uppe i hastigheter på 70 Gigabit per sekund på en fiberkärna och 240 Gigabit per sekund på en fiber med sex kärnor.
– Inom tre år kan vi skicka data på flera Terabit per sekund, när det gäller energiförbrukningen är målsättningen att minska den till en tiondel jämfört med i dag. Vi siktar på att slå världsrekord både vad gäller överföringskapacitet och energieffektivitet, fastslår Anders Larsson.
 
Chalmers – FORCE
Forskningen utförs vid forskningscentrumet FORCE på Chalmers och finansieras genom Stiftelsen för strategisk forskning (SSF) och av EU genom projektet MERLIN.
 
Artikeln är publicerad med tillstånd av Next Media/Framtidens forskning.

Publicerad: ti 08 nov 2016. Ändrad: on 09 nov 2016