Danske top-forskeres vilde chip: Skal give langt hurtigere dataoverførsler

Vi har besøgt professor Leif Katsuo Oxenløwe fra DTU, der blandt andet står bag verdens hurtigste dataoverførsel. Her fortæller han om den nyeste forskning i dataoverførsler.

De ser en smule bedagede ud: De firkantede bygninger med store, firkantede døre, som leder ind til lange, firkantede gange.

Hverken udefra eller umiddelbart inden for murene ligner DTU's institut for fotonik et samlingspunkt for nogle af Danmarks hurtigste hoveder. Men det er det. Og de har fået pengene til at bevise det.

59 millioner kroner i grundforskningsmidler. Så meget modtog Leif Oxenløwe og hans team af forskere på DTU Fotonik i oktober sidste år. De penge skal bruges til forskning i dataoverførsel.

Og den forskning er der brug for.

"Der kan ikke være nogen tvivl om, at internettet har forandret verden - stort set alle er på internettet," siger professoren i fotonik, Leif Katsuo Oxenløwe; men det har også en bagside.

"Den mængde data, som er blevet produceret siden tidernes morgen og frem til år 2000, den matcher vi nu dagligt."

Det stiller enormt høje krav til, hvordan og hvor hurtigt data kan flyttes, processeres og sendes videre igen.

Forstærkere forstærker også forvrængninger
Grundforskningspengene skal gå til centret SPOC, Silicon Photonics for Optical Communications. Altså forskning i kommunikation med optiske datasignaler, og især med brug af nye typer silicium chips.

De store transnationale datakabler, som eksempelvis forbinder Europa og USA og går videre til Asien, er optiske fiberkabler. Men det lys, der udgør data, mister effekt og forvrænges under de mange hundrede kilometers rejse.

Problemet med effekttabet bliver i dag løst med signalforstærker-bokse, som monteres for hver cirka 50-80 km kabel.

"Blot at forstærke signalet udgør det problem, at både signalet og de forvrængninger der opstår undervejs, bliver forstærket - og sker det over en lang afstand, så vil signalet til sidst være så mudret, at der er for store fejl på det til, at det kan læses," siger han.

Millionerne skal gå til optisk signalbehandling
For at komme problemet med forvrængning af datasignalet helt til livs kræver det mere end blot at forstærke signalet.

Derfor er de mange Grundforskningsmillioner blevet afsat til forskning i optiske regeneratorer.

"I stedet for forstærkere arbejder vi eksempelvis med optiske regeneratorer, som ikke bare forstærker signalet, men renser det og sender det videre, næsten som nyt," fortæller Leif Katsuo Oxenløwe og fortsætter:

"For at kunne optisk regenerere energieffektivt, skal regeneratoren kunne håndtere op mod 100 individuelle signaler samtidig i det samme kabel, og alle skal tolkes, renses og videresendes. Det vil sige at en uhyre bredbåndet type regenerator er påkrævet, og netop her kommer de optiske chips ind i billedet, idet de potentielt set kan håndtere flere hundrede nanometer båndbredde, eller op mod 100 THz."

"Disse kan udnyttes til f.eks. regenerering eller anden optisk signalbehandling. Man vil således kunne håndtere hundredevis af signaler i én enkelt chip i stedet for at behandle dem hver for sig i hver sin processeringschip, og energimæssigt vil man kunne spare store mængder energi på denne måde."

Grundforskningspenge er ikke en lavthængende frugt
"Noget af det sværeste ved at søge midlerne fra Danmarks Grundforskningsfond er at forklare overfor fonden, hvorfor mit forskningsprojekt var vigtigt."

"De er en flok med en bred baggrund i biologi, historie, fysik, så jeg kan ikke bare nørde og i fagtermer forklare, hvor mit projekt er vigtigt - det skal bredes ud, så alle faggrupper kan se vigtigheden af det. Og denne proces har vist sig at være meget sund for mig og for perspektiverne for min forskning."

Ansøgningsprocessen til fonden består af tre runder, hvor først 187 projekter meldte sig ind i kampen. De blev skåret ned til 30, for så i sidste runde at ende med de 12 projekter, som skal dele de 700 millioner kroner Grundforskningsfonden uddeler i denne runde.

En chip der skal redde verdenen
Chippen, som Leif Katsuo Oxenløwe og hans forskerhold arbejder med, tjener flere formål. Dels kan den rense signaler sendt over store distancer, dels kan den være med til at lette databehandlingen i datacentre og andre netværksknudepunkter, da chippen netop kan håndtere store mængder indkommende data på samme tid.

De store mængder data, der skal flyttes hurtigere og med færre fejl er en vigtig nok sag i sig selv, men der er også en anden vigtig ting, som chippen kan bidrage med: Energibesparelse.

"Den mængde energi som det kræver at drive internettet nu, med køling til datacentre og strøm til servere og meget andet, udvikler lige så meget CO2, som den samlede flyindustri," siger professoren.

Der er altså en rigtig god miljøøkonomi i at effektivisere internettet.

Danmark er førende - men forskning er en fælles indsats
I sommeren 2014 satte Oxenløwe og hans forskerhold verdensrekord i dataoverførsel med 43 Tbit/s fra en enkelt laser. En af hemmelighederne bag den hurtige dataoverførsel var brugen af flere optiske kerner i samme kabel.

Dette blev dog først en realitet igennem samarbejdet med den nye japanske professor på DTU Fotonik, Toshio Morioka. En mand, der anses for faderen til multikerne fiberkabler.

Leif Katsuo Oxenløwe fortæller, at inden for deres forskermiljø, er der mange fordele at hente ved at samarbejde. Og selvom der er nogle forskergrupper, man kommer bedre ud af det med end andre, så arbejder alle godt sammen, mod det fælles mål om hurtigere data.

Sagen om det hurtigere internet og det renere miljø er en, vi alle kan bakke op om, så Grundforskningspengene lader til at være givet godt ud - men hvilke resultater det endeligt giver, det må vi vente med svaret på.

Læs også:

Risø-forsker: Open source er et lystværk

Indkøbsliste: Det skal du bruge for at bygge Danmarks kraftigste supercomputer


Ytringer på debatten er afsenders eget ansvar - læs debatreglerne
Indlæser debat...

Computerworld
Her er Danmarks fem bedste CIO'er lige nu: Disse fem it-chefer er nomineret til titlen som Årets CIO 2018
Årets CIO 2018: Den eftertragtede titel som Årets CIO i Danmark skal snart uddeles for 13. gang af Computerworld, IDC og Dansk IT. Her er de fem nominerede til Årets CIO 2018.
CIO
Allersidste opdatering på vej: Om en uge er det slut med stor-version af Windows 10 - skynd dig at opdatere
Om en uge er det slut for altid med den første store udgave af Windows 10, som Microsoft efter 29 måneder ikke længere vil supportere.
Job & Karriere
Klassiske brokere af it-konsulenter står over for kæmpe udfordring - forretningsmodellen er under pres
Klumme: Eksterne konsulenter er populære og en god løsning i en branche i vækst. Men selve forretningsmodellen bag it-konsulenterne er under alvorligt pres.
White paper
På jagt efter nyt BI-system? … Her er analysen og de 25 vigtigste KPI’er
Et godt BI-system er en central del af en digitaliseret virksomhed. Dette whitepaper fra EG dykker ned i en analyse af de nødvendige overvejelser på det organisatoriske, teknologiske og brugerorienterede niveau. Samtidig får du en liste med 25 vigtige KPI’er inden for ni funktionsområder, så du kan se, hvad andre virksomheder holder øje med.