Ljusstrålar ersätter elektriska ledare i framtidens kommunikationsnätverk
I en doktorsavhandling på Chalmers presenterar Håkan Forsberg nya kommunikationsnätverk som utnyttjar optisk kommunikation och då inte bara som ersättning för dagens elektriska ledare. Idén är att optiken kan tillföra så mycket mer än bara höga datahastigheter. Ett exempel är att elektriska ledare inte får kortslutas, medan det är fullt möjligt att låta ljusstrålar korsa varandra. På så vis öppnar sig en ny dimension av kommunikationsnätverk.
– Redan idag används optisk kommunikation för överföring av data över långa avstånd. Ett exempel är kommunikationen mellan Stockholm och Göteborg. Den stora utmaningen ligger emellertid i att kunna utnyttja optikens fördelar även på korta avstånd, säger Håkan Forsberg.
Den snabba utvecklingen inom elektronikområdet har medfört att nya generationer av integrerade kretsar tas fram i allt snabbare takt och med allt snabbare bearbetning av data. För att öka ett helt systems prestanda krävs det emellertid att även kommunikationsbussarna som bär information från en del av systemet till en annan kan öka sin kapacitet. Dessvärre har utvecklingen av dessa bussar inte skett i samma höga takt, de arbetar till exempel betydligt långsammare än vad de integrerade kretsarna gör. Detta beror i huvudsak på de många störningar som uppstår i konventionella elektriska ledare. Exempel på sådana problem är kraftiga vågforms- deformationer på grund av dämpning och reflektion och elektromagnetisk interferens. Genom att använda speciella och avancerade elektriska ledare eller optisk kommunikation undviker man detta.
Håkan Forsberg har studerat kopplingar mellan algoritmer, kommunikationsnätverk och tillämpningar samtidigt. På så sätt har system som möter framtidens krav på hög prestanda tagits fram. Han visar till exempel hur optisk frirymdskommunikation gör det möjligt att implementera kraftigt korskopplade och komplicerade nätverk (radar, sonar och kraftfulla switchar för Internet) lämpliga för inbyggda signalbehandlingssystem och skalbara nätverksväxlar, de två tillämpningar som han redovisar i avhandlingen.
Resultaten visar att de förväntade kraven på framtida högpresterande datorsystem och nätverksväxlar kan mötas med optisk kommunikation över korta avstånd, det vill säga mellan integrerade kretsar och mellan kretskort.
Avhandlingen ”Optical Interconnection Architectures for High-Performance Computers and Switches” försvarades vid en offentlig disputation på Chalmers den 5 september 2003.
Frirymdskommunikation: Med frirymdskommunikation menas att man kan nå vart man vill i rymden. Jämför t.ex. med en TV och dess fjärrkontroll. Man kan ju manövrera TVn från var som helst i rummet.
Kontaktinformation
Mer Information:
Håkan Forsberg, Institutionen för datorteknik Chalmers
Tel: 070-344 98 18
E-post: rapid@ce.chalmers.se
