Algeheel commercieel gebruik ligt geen tien jaar in de toekomst. “We kunnen dit over drie tot vijf jaar al vercommercialiseren”, zegt dr. Mario Paniccia van Intels onderzoeksafdeling voor optische elektronica (silicon photonics). Die technologie dient dan niet alleen voor telecomnetwerken of datacenters, maar ook voor gewone netwerken en verbindingen tussen bijvoorbeeld moederborden en processors.

Zender en ontvanger

Intel heeft de benodigde elektronica voor optische communicatie nu in één chip kunnen vatten. Dat is dan één chip, met een silicon laser, die dient als zender en één chip die dient als ontvanger. Tussen die twee zit een glasvezelkabel die vier kanalen (licht-golflengtes) aan informatie doorgeeft die elk 12,5 Gbps halen. Een ‘echte’ netwerkverbinding, met tweeweg-communicatie, heeft dus wel twee van deze sets nodig.

Paniccia vertelt Webwereld dat de nu onthulde geïntegreerde optische netwerkchips op eenvoudige wijze nog veel hogere snelheden kan halen dan 50 Gigabit per seconde (Gbps). “Het kan makkelijk schalen; we kunnen 4, 8, 16 of 32 kanalen doorgeven, maar ook hogere snelheden per kanaal doen; van 12,5 naar 25 en 40 Gbps”, legt Paniccia uit. Daarmee zijn dan snelheden per glasvezelverbinding te halen van 50, 100 en 400 Gbps of zelfs van 1 Terabit per seconde (Tbps).

Versus koper

Intel werkt in zijn labs al jaren aan chips (silicon) die direct optische signalen (lasers) kunnen verwerken. Tot op heden moet dataverkeer via optische verbindingen nog worden omgezet in elektrische signalen, wat een flinke vertraging betekent.

Daarnaast lopen reguliere koperdraden op tegen beperkingen. “10 Gbps wordt al moeilijk. Het is mogelijk om met koper boven de 10 Gbps te gaan, maar dan krijg je de ‘trade-off’ dat je minder lange afstanden haalt. Of je moet er weer veel meer energie doorheen jagen.” Paniccia vertelt dat licht geen afstandsbeperking heeft en dat het als bijkomend voordeel heeft dat er meerdere signalen (golflengtes) per kabel zijn te verzenden.

Voor de massamarkt

Paniccia stelt dat de combinatie van chips (silicon) en lasers (optical) niet eerst uitkomt voor dure telecomsystemen voor de lange afstand. Daar doen lasers allang dienst, maar alleen daar vanwege de hoge kosten van die laser-apparatuur. “Dit is een goedkope oplossing, die overal toepasbaar is.”

De onderzoekers van de chipproducent hanteren bewust een aanpak die geschikt is voor massaproductie, op relatief eenvoudige wijze in Intels chipfabrieken. Paniccia spiegelt dan ook alomtegenwoordigheid voor van de optische technologie. Die kan ook dienst doen in datacenters en binnen zware servers, maar ook de basis zijn voor thuisnetwerken, en voor verbindingen met HD- en 3D-schermen.

HD en 3D

De Intel-wetenschapper haalt de explosieve groei van data en ook van communicatie aan. Hij noemt High Definition video, omvangrijke e-commerce database, medische scans op steeds hogere resolutie, en natuurkundige metingen zoals de datastroom van deeltjesversneller LHC in Genève.

HD-tv en –films zijn met huidige technieken nog wel doenbaar, maar daar komt 3D en bijvoorbeeld quad HD nog eens bovenop, stelt hij. Daarvoor zijn verbindingen van zo’n 6 tot bijna 50 Gbps nodig. Het nu getoonde prototype haalt 50 Gbps. Daarmee is een reguliere HD-film in minder dan een seconde te verzenden.

Volgende fase

De optische netwerktechnologie gaat nu uit het lab en naar de afdeling voor technische ontwikkeling. Die gaat het aan stress-tests onderwerpen en de productie beproeven. “Het prototype is in het lab al ruim een dag getest. Daarbij is meer dan 1 Petabit verzonden, geheel zónder transmissiefouten en zonder uitval.” Dat is echter nog geen serieuze test, geeft Paniccia aan. “Sommige telecomtests duren wel 5.000 uur, dat is zes maanden.”

In de tussentijd komt Intel, begin 2011, met zijn optische verbinding Light Peak. Die gebruikt geen laser, maar gewoon licht en haalt 10 Gbps met een maximum afstand van 100 meter. Light Peak ondersteunt bestaande communicatieprotocollen en is bedoeld als vervanger voor verbindingen als scsi, sata, Firewire, PCI Express, HDMI en zelfs usb.