Nieuwe netwerkervaring met volledig fotonisch netwerk

De telecommunicatiesector voert een constante strijd om te voldoen aan de steeds hogere eisen voor energie-efficiëntie, verbeterde datadoorvoer en snellere responstijden. De toenemende afhankelijkheid van digitale connectiviteit vraagt een visionair antwoord van veel Standard Development Organizations (SDO’s). Van alle nieuwe ontwikkelingen haalt één concept extra de schijnwerpers: volledig fotonische netwerken.

Wat zijn volledig fotonische netwerken?

In de frontlinie van deze revolutie staat het IOWN (Innovative Optical and Wireless Network) Global Forum, een SDO die een totaalbenadering van telecommunicatie voor ogen heeft. Het IOWN Global Forum wil hardware-, software- en serviceoplossingen ontwikkelen die het potentieel van doorbraken in zowel draadloze als optische technologieën benutten. Centraal in deze visie staat het fotonische netwerk, een concept dat fotonische technologie gebruikt om drie belangrijke prestatiedoelstellingen te bereiken: aanzienlijk lager stroomverbruik, verbeterde capaciteit en kortere end-to-end latentie.

Volledig fotonische netwerken hebben ondermeer de volgende use cases:

• Ultra-realistische communicatie: Bijna-realtime overdracht van grote datavolumes, wat een draagvlak creëert voor immersieve ervaringen via ultra-high-definition videostreaming en virtual reality- en augmented reality-applicaties.
• Samenwerking op afstand: Naadloze communicatie en samenwerking tussen wereldwijde teams met minimale latentie.
• Slimme steden: Het aandrijven van geavanceerde sensornetwerken aandrijven voor real-time dataverzameling en -analyse om de stedelijke infrastructuur te verbeteren.
• Precisiegeneeskunde: Ondersteuning van toepassingen voor medische beeldvorming met hoge resolutie en chirurgie op afstand voor precisiegezondheidszorg.
• Gedecentraliseerde datacenters: De gegeerde beschikbaarheid van grote datacenters, die gecentraliseerd zijn op één locatie en hernieuwbare energie inzetten als energiebron.

Het belang van convergentietechnologie van fotonica-elektronica

Er wordt momenteel ingezet op intensief R&D naar de convergentietechnologie van fotonica en elektronica. Dat is cruciaal voor de realisatie van een volledig fotonisch netwerk. Enkele relevante innovaties zijn de introductie van nieuwe chips die fotonische en elektronische technologieën naadloos combineren en vooruitgang in fotonische kristalstructuren waarin de brekingsindex periodiek verandert. Hierdoor zal waarschijnlijk een nieuwe convergentie van fotonica en elektronica ontstaan, gecombineerd met apparaten met een ultralaag vermogen zoals optische schakelaars, lasers, geheugen en willekeurig toegankelijk geheugen.

Bovendien kunnen optische transmissiesystemen met hoge bandbreedte worden aangedreven door revolutionaire multi-core fiberstructuren. Er wordt verwacht dat deze vezels een nieuw record van 1 Pbit/s per fiber zullen optekenen, wat volledig nieuwe mogelijkheden creëert voor producten en diensten die afhankelijk zijn van een lage latentie en het verzenden van grote hoeveelheden data. Het onderzoek naar optische lattice clock-netwerken zou het begrip van precisie bij een tijdmeting binnen de telecom-infrastructuur kunnen herdefiniëren.

Gezamenlijke inspanningen om tegemoet te komen aan telecombehoeften

Terwijl de sector ernaar streeft om de IOWN-visie te verwezenlijken, wordt er verwacht dat experts op verschillende onderzoeks- en technologiegebieden de handen in elkaar slaan. Gezamenlijke inspanningen van bedrijven en universiteiten zal de realisatie van volledig fotonische netwerken vergemakkelijken, en kan een drijvende kracht worden in de evolutie van telecommunicatie. Zo kan het tegemoet komen aan de steeds groeiende vraag naar snelle en betrouwbare verbindingen.