Power-efficient terabit/s transmission

Research Project, 2011 – 2014

Behovet av att överföra stora mängder data på kort tid har ökat dramatiskt under de senaste åren. Nya tjänster som vidoetelefoni och television över internet gör att kraven på snabb datakommunikation ökar allt mer. Optiska fibrer spelar en avgörande roll för att uppfylla det globala kommunikationsbehovet, och de utgör själva ryggraden, och många säger förutsättningen, för Internet. En enda fiber kan idag överföra en informationsmängd motsvarande 10000 CD-skivor per sekund, eller 2.50 miljarder samtidiga telefonsamtal - och det utan att tära på det globala frekvensutrymme som begränsar utvecklingen av satellitkommunikation och andra radiobaserade system. Kommunikationen i en optisk fiber sker med hjälp av ljus som sänds genom fibern. Genom att ändra egenskaper för ljuset (dess styrka eller dess fasläge eller dess polarisation) kan man överföra information, digitalt representerad i form av bitar (nollor och ettor). Genom att ljusvågen svänger så ofta (har hög frekvens) kan man ändra dess egenskaper (modulera den) väldigt fort, och i detta projekt vill vi modulera den med en Terabit per sekund. Detta innebär att vi vill bygga ett system som kan skicka 1 000 000 000 000 bitar (eller 1 Terabit) genom fibern varje sekund. De ökande kraven hos alla som använder internet gör att sådana system faktiskt efterfrågas redan idag. För att kunna sända och ta emot så mycket data krävs ny snabb elektronik, nya sätt att modulera ljuset och nya sätt att koda och överföra data över optiska fibrer, och just de frågorna skall vi jobba med i detta projekt. Vidare behöver man inte bara kunskaper of fibrer och ljusteknologi (s k Fotonik) utan även djupa insikter i kommunikationsteori. I detta projekt smälter dessa kompetenser samman genom samverkan mellan två forskargruppers med olika expertis. De två Chalmersgrupperna skall gemensamt utveckla nästa generations Terabit/s länkar, och för att klara det måste man utveckla nya modulationssätt, nya sätt att klocka och identifiera egenskaper hos den signal som mottas (sk synkronisering), nya byggsätt för optiska system, och ny kommunikationsteori för fiberlänkar. Allt detta skall sammanvävas i ett gemensamt projekt för att hitta den bästa systemlösningen för en Terabit/s-länk. Slutligen skall vi fokusera på att göra länken energieffektiv. Dagens länkar kräver ca 10 Watts effekt för varje Gigabit/s som transmitteras. En sådan energiförbrukning är inte hållbar för en Terabit/s-länk, som då skulle kräva 10 kilowatt. Då den mesta av denna effekt förloras som värme kommer en sån länk att bli varm som ett mindre element. Därför har projektet ett viktigt bivillkor: vi skall skapa en så energieffektiv länk som möjligt. För att göra det måste man återigen utgå från de fundamentala kraven på länken och välja de systembyggsätt som minskar energikonsumtionen mest, utan att för den skull göra avkall på kvalitén på den data som sänds. Detta är en stor utmaning, och många nya sätt att modellera och bygga fibersystem måste utvecklas och undersökas inom ramen för projektet. Som slutmål har vi satt att bygga, och demonstrera i laboratorieexperiment, en energi- och kostnadseffektiv Terabit/s fiberlänk

Participants

Funding

Related Areas of Advance and Infrastructure

Sustainable development

Driving Forces

Energy

Areas of Advance

Publications

Polarization Drift Channel Model for Coherent Fibre-Optic Systems

More information

Project Web Page at Chalmers

http://www.chalmers.se/en/centres/force/re...

Latest update