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...

Premium
Margrethe Vestager ramte ikke Google der, hvor det for alvor gør ondt. Men hun kan nå det endnu
ComputerViews: Googles aktionærer havde blot et skuldertræk til overs for EU's rekordstore bøde på 32 milliarder kroner. Her er en række bud på, hvad EU kan gøre, hvis Google og andre tech-giganter skal rammes, hvor det for alvor gør ondt.
Computerworld
Google svarer igen på Vestagers rekordbøde: Truer med at tage betaling for Android
Google kan begynde at tage penge for Android, der indtil nu har været gratis. Den trussel kommer fra Google i kølvandet på selskabets 32 milliarder-store bøde fra EU.
CIO
Henrik Jeberg om at arbejde i Silicon Valley: "Er du dygtig nok får du tilbud der får en til at falde ned af stolen."
Henrik Jeberg bor i San Francisco og er direktør i Hampleton Partners, der rådgiver om opkøb med særligt fokus på teknologi. Hør ham fortælle om forskellen på Danmark og Silicon Valley - og om nogle af de vilde forhold der hersker i verdens ubestridte tech-hovedstad.
Job & Karriere
KMD opsagde tryghedsaftaler med medarbejderne få måneder før 300 medarbejdere blev outsourcet til IBM
KMD har i løbet af foråret opsagt to såkaldte tryghedsaftaler med en del af selskabets medarbejdere. Når aftalerne stopper ved udgangen af 2018, er de pågældende medarbejdere ikke længere berettiget til særlig godtgørelse. Det kan få konsekvenser, hvis IBM som forventet skærer i antallet af de 300 KMD-medarbejdere, som selskabet overtager.
White paper
Du slipper ikke … digitaliseringen rammer også dig og din virksomhed. Men gå ikke i panik, for de fundamentale færdigheder er (næsten) de samme som altid
Hvordan slipper industrivirksomheder i alle størrelser igennem det minefelt af markedskræfter, stadig mere krævende digitale kunder, konkurrencepres og digitale forventninger? Nøglen er at begynde med det fundamentale. Mennesker, smidige processer, digitalt lederskab og tilfredse kunder. Læs dette whitepaper fra Columbus med bidrag fra eksperter og få indsigt i relevant benchmarking. 24 sider på engelsk.