VTT ja Aalto-yliopisto kehittävät optista tiedonsiirtoteknologiaa tukemaan informaatioyhteiskunnan kasvavia tarpeita

29.2.2016

VTT ja Aalto-yliopisto ovat aloittaneet yhdessä kotimaisten yritysten kanssa Tekes-hankkeen, jossa kehitetään skaalautuvia ja energiatehokkaita optisia kytkentä- ja tiedonsiirtoratkaisuja datakeskuksiin. Optista teknologiaa tarvitaan tukemaan mm. pilvipalveluiden ja mobiilin suoratoiston yleistymisen aiheuttamaa räjähdysmäistä datamäärien kasvua.

Tapamme käyttää ja jakaa tietoa ja viihdettä muuttuvat nopeasti. Suoratoisto on jo korvannut musiikin ja elokuvien osalta CD:n ja DVD:n, datatallennus ja kirjanpito ovat siirtymässä pilveen ja esineiden internet yhdistää pian laitteet paikalliseen tai maailmanlaajuiseen tietoverkkoon.

Datamäärät ovat jo pitkään kasvaneet räjähdysmäisesti ja datakeskusten kapasiteetti on kaksinkertaistunut puolentoista vuoden välein. Vuonna 2014 yksistään EU-maiden datakeskukset kuluttivat noin 120 terawattituntia (TWh) energiaa. Energiamäärä vastaa neljäntoista yhden gigawatin (GW) ydinreaktorin vuotuista maksimituotantoa, tai kaksinkertaisesti Suomen tämänhetkistä sähköenergiatuotantoa.

Nykyisessä teknologiassa muunnokset optisten ja elektronisten signaalien välillä sekä elektroniikan vaatima jäähdytys ovat suurimmat energiahäviöiden lähteet.

Langattoman tiedonsiirron osalta antennien lisääntyminen linkkiasemissa johtaa kaistanleveyden loppumiseen ja vaatii yhä enenevässä määrin optista tiedonsiirtoa sekä langattomaan verkkoon kytkeytyvien datakeskusten sisällä että niiden ja linkkiasemien välillä.

VTT:n koordinoiman Optical Information Processing for Energy-Efficient Data Centres -hankkeen tavoitteena on kehittää uusia komponenttitason ratkaisuja optiseen tiedonsiirtoon kiinteän verkon megadatakeskuksissa sekä langattoman tiedonsiirron linkkiasemissa ja datakeskuksissa.

Projektissa kehitetään erityisesti lähettimissä ja vastaanottimissa tarvittavia komponentteja sekä tuotantoa tukevaa teknologiaa liittyen kiekkojen valmistukseen ja aktiivisten sirujen automatisoituun tarkkuuskokoonpanoon. Pääpaino on kehittää teknologiaa vastaamaan teollisuuden vaatimuksia.

Tulevaisuuden haasteisiin pureudutaan kehittämällä seuraavien sukupolvien teknologioita. Erityisesti uusiin 2-ulotteisiin materiaaleihin (mm. grafeeni) perustuvien aktiivikomponenttien uskotaan ylittävän perinteisten puolijohdekomponenttien suorituskyvyn moninkertaisesti.

Integroitu fotoniikka tuo myös uusia mahdollisuuksia analogisten signaalien siirtoon ja muokkaamiseen, esimerkkeinä radiosignaalin kuljetus optisessa kuidussa ja mikroaaltojen keilaus mobiileissa linkkiasemissa.

OPEC-hanke kuuluu Tekesin 5thGear-ohjelmaan. Hankkeessa ovat mukana VTT, Aalto-yliopisto, Nokia, Rockley Photonics, Okmetic, nLight, Ginolis ja Picosun.

Lisätietoja:

Harri Lipsanen, professori, Aalto-yliopisto, puh. 050 433 9740, harri.lipsanen@aalto.fi