Tijd-lens versnelt optische communicatie

Onderzoekers van de Cornell-universiteit hebben een methode ontwikkeld om optische communicatie te versnellen met een 'tijd-lens'. Deze kan gecomprimeerde en gecombineerde datastromen met een snelheid van 270Gbps verzenden.

Twee medewerkers van de Cornell-universiteit ontwikkelden een tijd-lens die een hogere snelheid mogelijk maakt waarmee data over optische dragers verstuurd kan worden. De vinding van Cornell-natuurkundige Alexander Gaeta en Michal Lipson is energiezuinig en kan reguliere 10Gbps-verbindingen multiplexen tot een datastroom van 270Gbps. Niet alleen zorgt de lens voor snellere optische communicatie: ook brengt de technologie de komst van optische computers dichterbij.

Gaeta en Lipson baseerden hun werk op onderzoek van Brian Kolner, werkzaam voor HP toen hij zijn prototype 'tijd-lens' maakte. Zijn versie vergde echter een dure kristallen modulator die ook nog eens allesbehalve energiezuinig bleek. De nieuwe tijd-lens van Gaeta en Lipson werkt door een signaal middels een modulator in laser-licht te encoderen. Dit 10Gbps-signaal wordt naar een silicium waveguide geleid, waar het interfereert met laser-licht en in deelfrequenties uiteen valt.

Vervolgens worden de opgesplitste lichtsignalen naar een tweede waveguide geleid, waar ze opnieuw interacteren met hetzelfde laser-licht dat ze deed opsplitsen. Ditmaal worden de signalen echter met elkaar verweven. Hun fase is op dat moment echter veranderd. Op deze manier worden traditionele 10Gbps-stromen samengeperst in tijd, wat tot een effectief snellere communicatie leidt.

Het multiplexen zorgt ervoor dat de signalen de Cornell-chip met een snelheid van 270Gbps verlaten, waarbij de enige warmtebron de laser is die het signaal deed splitsen. Naast de hoge overdrachtsnelheid en lage warmte-ontwikkeling biedt de silicium lens een derde voordeel: de integratie met bestaande silicium componenten is eenvoudig, aangezien het om identiek materiaal gaat.

Reacties (47)

[matjans]

@Extera: dit is geen DWDM.

DWDM zet verschillende "kleurtjes" op de lijn (vgl. 3 parallele lijntjes/3 carrier signalen), dit multiplext de handel tot 1 (serieel) carrier signaal voordat het de lijn op gaat.

En wat dachten we van dit systeem + dwdm ?

[Reactie gewijzigd door matjans op 24 juli 2024 09:36]

[Extera]

Thanks, heb mijn reactie al geedit toen jij je reactie gaf,,, met de zelfde vraag

[cHoc]

Of dat kan is de vraag, je begint in beide gevallen met een aantal 10G verbindingen om te multiplexen, met het combineren van beide haal je geen hogere snelheid.

[Spiked]

Optische technologie gaat de goede kant op! USB3.0, fibers, en straks nog de optische chips i.p.v. silicium.

[Kiezel]

Ik kan iets gemist hebben maar wat heeft usb3.0 met een optische verbinding te maken?

[martijnve]

Usb 3 gebruikt voor de snelste verbindingen een optische verbinding.
Koper is ook nog aanwezig voor backward-compatibility.

[SA007]

Hoe kom je daarbij, USB3 heeft 2 extra dataparen voor extra snelheid, maar is niet optisch hoor?

http://img.alibaba.com/ph...SB3_0_RECEPTACLE_9PIN.jpg

Die 5 extra punten aan de voorkant zijn de 2 extra dataparen en een aarde, maar ik zie helemaal geen optische aansluiting hoor

[SiC123]

Kijk anders hier eens

[SA007]

Kijk jij zelf maar 's hier:
http://arstechnica.com/ha...ief-history-of-usb-30.ars

Optisch is uit de spec gegooit

[Ge Someone]

Ben je niet in de war met Intel LightPeak?
Dat is weliswaar een USB alternatief .. maar geen USB.

[Greyh0und]

van mij mogen ze deze technologie wel in LightPeak bouwen

[X-DraGoN]

Ik had niet verwacht dat er op gebied van netwerken nog veel verbetering kon gevonden worden, maar blijkbaar kan het nog wel! Dit is in eerste instantie waarschijnlijk goed nieuws voor de grote internet exchange punten zoals AMS-IX ea.

[BramT]

Bij traditionele netwerken over metaal verwacht ik ook niet echt gigantische vooruitgang meer zonder compleet revolutionaire stappen te nemen.

De optische 'wereld' staat verder nog in de kinderschoentjes zoals we nu weer zien. Inderdaad erg goed nieuws voor alles wat met de backbones te maken heeft, en dus indirect ook voor ons. Met al het gezeur over netneutraliteit ivm de almaar toenemende datastromen zijn dit erg welkome berichten.

[Aham brahmasmi]

Bij traditionele netwerken over metaal [...]

Zeg maar koper.

Deze "tijd-lens" is overigens wel optisch, maar toch van metaal (silicium) gemaakt.

[The mindkiller]

dude .......silicium is een halfgeleider geen metaal, dat zou tweaker toch echt moeten moeten weten.

[BramT]

Zeg maar koper.

Koper is een metaal.

Ik ging meteen voor het algemene principe (electriciteit vs. licht).
_{en ja dat zijn 2 manifistaties van hetzelfde principe... het gaat hier over optische communicatie, niet quantum-velden.}

[gp500]

Ik hoop dat dit ook betekent dat glas sneller uitgerold kan worden.

Je hoeft hiermee de backbones voor verglasing eerst niet te verhogen.
Naar de kasten/centrales in de buurt.
En zo is dat deel goedkoper om verder glas in de huizen te krijgen

[Extera]

Ik snap het even niet... ik heb met infinera apparatuur 160 10Gb/s kanalen multiplexed tot een 1,6 Tb/s verbinding. Wat is dan hier de nieuwswaarde van?

Een andere technologie?

//edit. Ik was te snel, het staat hierboven uitgelegd...

Andere vraag: zou dit te combineren zijn?

[Reactie gewijzigd door Extera op 24 juli 2024 09:36]

[Quantor]

Jij hebt 160 glasvezelkabel(tjes), dit zorgt ervoor dat over 1 glasvezelkabel 270x zoveel data gaat dan over 1 standaard kabeltje van jou. En dat geeft natuurlijk uitbreidingsmogelijkheden voor jou in de toekomst, 160 x 270Gbps is weer iets meer bandbreedte!

[Reactie gewijzigd door Quantor op 24 juli 2024 09:36]

[cHoc]

Quantor, die 160 kanalen waar Externa over praat zijn 160 kanalen door 1 fiberpaar, dus wat dat betreft is deze nieuwe techniek nog niet zo ver als DWDM, met 160 kanalen zit je dus op een totaal van 1,6 Tb/s, bij deze nieuwe techniek is dat tot nu toe nog 'maar' 270Gb/s

[Verwijderd]

een snelheidswinst van 2700% over een normale lijn is niet echt een slechte vooruitgang , kunnen we al onze kabels gewoon laten liggen en deze ertussen zetten!

[cc bcc]

27 keer sneller, winst van 2600%.

[The Noid]

Als je toch pietluttig doet:
27 keer zo snel...
iets 27 keer sneller maken zegt niets over hoeveel je het sneller maakt per keer... Als ik van 100km/h versnel naar 110km/h en even later van 110km/h naar 120km/h ben ik twee keer sneller gaan rijden, maar niet twee keer zo snel.

[Stiertje]

Je redenatie is hier wel verkeerd

Het artikel spreekt van een origineel signalen met een snelheid van 10 GB/s die door modulatie kunnen worden samengevoegd tot een signaal met een effectieve snelheid van 270 GB/s. Dit is dus niet in 27 stapjes verhoogt zoals jij impliceerd, maar dit is een enkele stap die het effectieve signaal 27x zo snel maakt dan het originele signaal. In procenten betekent dit dat de effectieve snelheid 2700% sneller is dan het originele signaal.

Echter, de formulering van de eerste post klopt niet. De eerste post spreekt van een snelheidswinst van 2700%, echter, de snelheidswinst is maar 270-10=260 GB/s. De snelheidswinst is dus maar 2600% ten opzichte van het originele signaal.

Uiteindelijk heeft iedereen best in de gaten wat de eerste poster bedoelde, en is het eigenlijk een beetje muggenzifterij dat er op deze manier op wordt gereageerd, maar aangezien jouw post helemaal nergens op slaat wilde ik het toch even uitleggen.


Maar nu verder on-topic; Dit is natuurlijk een enorme snelheidswinst. Zeker gezien het feit dat de gebruikte technieken en materialen al in massapproductie worden gebruikt, en het feit dat de oplossing goedkoop en energiezuinig is, zal het niet zo lang hoeven duren voordat men dit ook daadwerkelijk in gebruik gaat kunnen nemen. Als dit truukje nou ook gaat werken over de huidige glasvezelverbindingen die overal ter wereld al liggen, dan gaat deze techniek zeer positief effect hebben op bijvoorbeeld hoge datasnelheden over internet.

[Verwijderd]

jij begrijpt het ook weer niet...

zo een uitleg voor een taalkundige reactie op een pietluttige wiskundige fout.

het is 1 keer sneller, maar 2600% sneller.

dit is een hele opgave daar het meestal 5 keer 2x sneller moet gaan tegen we de 2600% snelheidswinst bereikt hebben.

nu iedereen tevreden?

[Verwijderd]

Is dit een grapje of ben je echt zo dom?

[watercoolertje]

Ik denk dat diegene die je naar beneden modden je simpelweg niet snappen want je hebt inderdaad gelijk

[matthijsberg]

Kan ik dit vergelijken met DWDM?

Als ik het zo lees wordt de laser opgedeeld in meerdere frequenties (kleuren) door deze door een kristal welke met een andere laser beschenen wordt te jagen? Dat lijkt wel op wat DWDM doet, maar dan geavanceerder?

[Keneo]

Als ik het goed lees wordt het licht eerst gecomprimeerd in het tijd domein waarna Time division multiplexing toegepast wordt...

Dus er komen 27 10gbps signalen aan, deze worden elk tot 1/27e 'gecomprimeerd' door 2x door die laser te sturen en dan met TDM over de 10gbps verbinding gestuurd...

vandaar ook de 'Time lens' ?

Of denk ik nu te ver en is dit gewoon 1 van de mogelijke toepassingen?

[Verwijderd]

een 27-times lens dus :-p

[Delgul]

Grappig. Al helemaal omdat er volgens mij geen reden zou zijn waarom je dit ook niet met een 100 Gbit/s netwerk signaal zou kunnen doen, wat al met standaardtechnieken bijna haalbaar is. Dan wordt het nog een factor 10 meer...

[YopY]

Nouja, je loopt natuurlijk tegen de fysieke limieten van licht aan - hoeveel informatie kun je in de golven stoppen en er nog weer uithalen verderop.

[avdg-BE]

En dan hebben we nog niet eens gehad over opslag, de huidige 2TB schijfjes lijken ineens weer klein (datatransfer even niet mee gerekend)

[antiekeradio]

denk het ook, matthijs

lijkt erop dat de nieuwe techniek hetzelfde resultaat mogelijk maakt als waarvoor je bij DWDM een hele batterij lasers van een net iets andere golflengte nodig hebt.

maar dan maar met 1 extra laser voor het totaal, in plaats van eentje per gemultiplext kanaal.

dit scheelt dus enorm in kosten en energieverbruik, en waarschijnlijk is de multiplexing van 27x een (veel) hogere waarde dan wat praktisch bruikbaar is via DWDM

[cHoc]

Bij DWDM is het met sommige apparatuur al mogelijk om 160 kanalen te multiplexen, dat is dus minder dan de 27x bij deze techniek, maar het is mogelijk dat het er later meer kunnen worden als het verder uitgewerkt word lijkt mij.

[Arjan A]

Ik kan nergens in dit artikel (en ook niet in het origineel) vinden hoe de data weer ontvangen en gedemultiplexed wordt. Wordt daar ook weer een time lens gebruikt? Sowieso fascinerende technologie die mijn pet te boven gaat.

[Niosus]

met dezelfde lens, maar dan laat je het licht door de uitgang naar binnen gaan.

Omkeerbaarheid van licht

[Verwijderd]

Klinkt prachtig... het enige dat ik niet begrijp is het woord 'tijd' in tijd-lens. Bij deze kreet zit ik namelijk te denken aan een lens die door de tijd kan kijken ofzo (was dus ook verbaasd toen ik de titel las), en niet aan een lens die voor multiplexing zorgt.

[Manatwork]

Ik denk dat ze doelen op een faseverschuiving van de verschillende signalen.

[Verwijderd]

Denk ik ook... maar dat vindt ik wel een uiterst dubieuze manier van verwoorden.

Fase verschuivingen zijn immers verschuivingen in de tijd, maar geen comprimering. tijd-lens suggereert allerhande zaken, die nergens op slaan.

Bij telecommunicatie wordt dit al electronisch toegepast op de radio golven. En daar wordt het echt niet een tijd-lens of tijd-chip genoemd...