Framtidens optiska nätverks­arkitektur

Våra liv blir alltmer uppkopplade och samhället mer och mer digitaliserat. Det kräver nya lösningar för kapacitet, säkerhet, snabbhet och energieffektivitet. Jiajia Chen forskar om framtidens optiska nätverksarkitektur för datacenter och telekommunikation.

Samhället digitaliseras med hisnande fart, inte minst tack vare femte generationens mobilsystem, som möjliggör helt nya mobila applikationer, automatisering och digitalisering. Interkonnektivitet, där olika enheter kommunicerar med varandra, kommer också på bred front. Utvecklingen ställer stora krav på den digitala infrastrukturen, som ska klara av att bearbeta, lagra och överföra allt större datamängder, samtidigt som elförbrukningen måste reduceras från dagens höga nivå.
– Infrastrukturen måste tillgodose växande krav på kapacitet, snabbhet, tillförlitlighet och energieffektivitet. Vårt mål är att utveckla lösningar som adresserar alla dessa aspekter, säger, Jiajia Chen, biträdande professor i forskargruppen Optiska nätverk vid Chalmers tekniska högskola.

Utmaningar
Det är komplexa utmaningar och det finns inga enkla lösningar. Idag finns huvudsakligen två lösningar för att distribuera datacentra, som är viktiga i det digitala samhället. Den ena är centraliserad och storskalig arkitektur för datormoln, den andra är distribuerade minidatacenter nära användarna. Jiajia menar att båda typerna behövs och att det gäller att hitta optimala lösningar som passar för olika förutsättningar.
Sverige har varit något av en pionjär när det gäller att byta ut kopparkablar mot fibernät, som är en förutsättning för snabb och effektiv datakommunikation. Ett viktigt fokus för Jiajias forskning är nu att fullt ut utforska nya optiska nätverksarkitekturer för att sammankoppla olika anläggningar och enheter, exempelvis basstationer för trådlös kommunikation samt servrar och dataskåp i datacentrumen. Det möjliggör mycket större kapacitet samtidigt som energiförbrukningen kan minskas kraftigt. Det är grundforskning, men hon samarbetar nära industrin.

Sker osynligt
– Den optiska fiberinfrastrukturen är osynlig för användarna, som bara ser gränssnitten i sina digitala enheter. Därför vet man oftast inte hur optiska nätverk fungerar. Men utan ordentliga nätverksarkitekturer som svarar upp mot dagens och framtidens krav kan vi inte fullt ut utnyttja digitaliseringens möjligheter, säger Jiajia.
Forskningen stöds med långsiktiga bidrag från bland annat Stiftelsen för strategisk forskning, som har gjort det möjligt för Jiajia att utöka sin forskargrupp och ta nya steg i sin forskning.