Annons

lördag 20 december 2014vecka 51
twitterfblinkedin
STARTSIDA Internet of Things Embedded Power Energi Distribution Fordon Kommunikation Medicin Komponenter Produktion Test & mät

Visa endast artikeln (fr utskrift)
Av Anna Wennberg (anna@etn.se)

2012-06-08 Ericssonintervju: Hans idéer pressar mer ur fibern

Hur kan man med olika tricks klämma in så mycket trafik som möjligt genom dagens fiber? Det är en av utmaningarna som Ericssons forskargrupp inom bredbandsteknik står inför. Hans Mickelsson basar över forskningen, som ska bana väg för terabitfart i stamnätet och gigabitfart till alla slutanvändare.


När LTE nu rullas ut kommer trafiken i näten snudd på att explodera. Det talas om att anslutningshastigheten till nätet kommer att tiofaldigas fram till år 2015 och att den mobila datatrafiken då överstiger 6 miljoner terabyte per månad.

Den intensiva trafiken i LTE-näten ställer betydligt högre krav på allt från själva transporten till switching och noder än dagens GSM- och 3G-nät. Samtidigt börjar de optofiber som installerades i början av 2000-talet nu att fyllas upp.

– Det har gjort att opto kommit mer i -fokus både för oss och andra när vi nu till exempel ska bygga backhaulnät för LTE samt konvergerade metro- och aggrege-ringsnät, eftersom fiber är det medium som bäst klarar den trafiktillväxt som vi ser framför oss, förklarar Hans Mickelsson som är ansvarig för bredbandsforskningen på Ericsson Research.

Hans Mickelsson

Karriär: Kom till Ericsson Research år 2000, där han är chef sedan 2006. Innan dess var han på Telia Research i två år, och dessförinnan utvecklade han optiska fiber och FTTH-system på Ericsson under fem år.
Född: 1968
Bor: Sollentuna
Familj: Gift med Gunilla, två barn Alva och Axel
Intresse: Golf, Vin, Matlagning och Resor

Hans Mickelssons forskargrupp består av 45 personer, vars uppgift framförallt är att bana väg för mycket höga transmissionshastigheter inom de tre områdena opto, mikrovåg och koppar.

En tredjedel av forskargänget koncentrerar sig på opto och samarbetar tajt i gemensamma projekt. Av dessa sitter fem i Kista, några i Silicon Valley, medan Ericssons tunga forskning och utveckling inom opto har sitt fäste i italienska Pisa. Där sitter företagets forskargrupp vägg i vägg med det välkända elituniversitetet Scuola Superiore Sant’Anna, som Ericsson också har ett intensivt samarbete med.

– I vår forskning tittar vi på hur långt vi kan driva kapaciteten i de existerande näten. Hur mycket vi kan tweaka ut ur fibern. Givetvis kommer man inte att behöva terabit idag eller nästa år men för oss på forskningssidan är det jätteintressant att identifiera vilka tekniker vi kommer att behöva jobba med framåt.

I racet mot terabit har Ericssons forskargrupp tagit några rejäla kliv på senare tid.

För lite drygt ett år sedan visade företaget i ett fältprov med forskningsinstitutet Acreo att det går att köra 112 Gbit/s på en enda våglängd i en fiber hela 824 km. Nyligen skruvades hastigheten upp ytterligare. Då visade Ericsson att det går att överföra 400 Gbit/s på två våglängder i ett optonät samtidigt som annan trafik trafikerade nätet. Testet utfördes i operatören Telefonicas existerande nät i Spanien.

– Testet i Spanien gjorde vi för att se hur teknikerna fungerar i ett riktigt nät. Sen har vi också rent konceptuellt demonstrerat hur man ska göra terabittransmission, men det har vi ännu inte testat i något nät, säger Hans Mickelsson.

För forskarna på Ericsson Research är tidshorisonten inställd på tre till fem år. Den ska ligga precis framför vad företaget definierar som sin roadmapp-kant, som vanligtvis ligger två år framåt i tiden.

– Vi har mandat att arbeta med det vi tror är rätt för Ericsson. Vår uppgift är framför-allt att komma med bra idéer. Vi har också utrymme att göra lite fel ibland så att det inte behöver ske när vi väl är i produktion och det kostar 100-tals miljoner kronor.

Terabittransmission är ett typiskt sådant forskningsområde.

Det är fortfarande lite oklart vad som kommer att ske nu när 100 Gbit/s tagit klivet ut från forskarvärlden. Frågan är om nästa nod blir dennatext400 Gbit/s eller om standarden kommer att trappas upp i steg likt Ethernet, först 10 Gbit/s sedan 100 Gbit/s och därefter 1 000 Gbit/s.

Oberoende av utfallet är terabit en intressant utmaning med många problemställningar som Ericsson just nu försöker identifiera.

– Det finns något som heter ”faster than Nyqvist”. Det går ut på att man genom små trick i signalbehandlingen och olika filter kan trycka in mer information än Nyqvist-teoremet egentligen tillåter.

Ericsson använder en variant som man kallar frequency-packing. Med den i ryggen har företaget i samarbete med universitetet Scuola Superiore Sant’Anna och det italienska telekomkonsortiet CNIT kunnat visa att det går att skicka 1 Tbit på en våglängd över ett avstånd på 3 200 km.

– I testet jobbade vi med 200 GHz-slottar. Här skulle vi kunna få in 50 sådana slottar  i en fiber, vilket skulle motsvara 50 Tbit per fiber, säger Hans Mickelsson.

Samtidigt poängterar han att terabittrafik är något som bara är aktuellt långt ute i nätet (backbone) där den tunga trafiken transporteras. Det kan röra sig om trafik mellan olika länder, eller kanske stora städer som Stockholm och Göteborg.
I mobile backhaul, som ligger nära användarna, är det istället gigabitfart som står på agendan.

– I gamla nät som GSM och 3G har man inte behövt så mycket kapacitet i backhaul. Det har räckt med några Mbit. Men med LTE talar vi om gigabitkapacitet i radiogrässnittet. Här på Ericsson Research arbetar vi utifrån antagandet att varje slutanvändare behöver en gigabit framöver.

Ett sådant antagande innebär att en framtida basstation med tre antenner ska kunna leverera 3 Gbit. Hur detta sker bäst är inte skrivet i sten, utan måste avgöras från fall till fall och beror till stor del av den befintliga miljön och infrastrukturen. Bästa lösningen kan mycket väl vara baserad på mikrovågsteknik, men också fiber.

För framtida fiberlösningar i backhaul tittar Ericsson företrädesvis på olika PON-lösningar (Passiv Optical Network), där grundtesen är att man skickar information från en punkt till många punkter i nätet och uppdelningen av själva signalen sköts av en splitter.

Ericsson har under flera år satsat stort på GPON – Gigabit Passive Optical Network – för fiberaccess den sista kilometern till fastigheter eller enskilda hushåll. Men GPON-tekniken är inte optimal i alla tänkbara framtidsscenarier eftersom lösningen medför att all trafik delar på den gemensamma länken.

– Det är ett TDMA-protokoll så de olika delarna måste vänta på sin tidslucka innan de kan sända. Det skapar problem med delayer och asymmetrier. Därför jobbar vi just nu väldigt mycket med våglängdsmultiplexad PON (WDM PON).

Hans Mickelsson berättar att ett tänkbart framtidsscenario som hans forskargrupp studerar är en lösning där man centraliserar all basbandsprocessing till en plats i nätet, exempelvis till ett så kallat central office (CO). Därifrån drar man sedan fiber till flera olika radioenheter – Remote Radio Unit (RRU) – som sitter i nätet tillsammans med antennen.

– Men om man centraliserar all basbandsprocessing genom att använda CPRI, så kallat Cloud RAN, blir kraven på delay och gitter extremt höga. Så istället för att använda en powersplitter i nätet tittar vi på att dela upp signalen med ett våglängdsfilter som gör att varje basstation adresseras med en enda våglängd.

För att förtydliga idén tar han upp en penna och ritar några utspridda basstationer som via en närbelägen knutpunkt binds ihop med ett CO betydligt längre bort i nätet. I knutpunkten sitter ett våglängdsfilter som delar upp signalen i våglängdssegment och därmed skapar en logisk punkt-till-punkt-förbindelse mellan respektive basstation och CO. Metoden ger väldigt hög kapacitet samt extremt liten fördröjning och lågt gitter i länken.

Den stora utmaningen med våglängds-multiplexad PON är emellertid att skapa den lilla flexibla transceivern som ska sitta i själva termineringspunkten i basstationen.

– Vi jobbar väldigt mycket med är att hitta lösningar där transceivern är helt våglängdsoberoende. Man vill ha en produkt som man kan plugga in i vilken radiobasstation som helt och som sedan automatiskt ställer in våglängden som den ska jobba på.

Rent funktionsmässigt går det naturligtvis att göra allt detta med avstämbara laserar‚ men de är gjorda för transportnäten och fortfarande för dyra för att användas i backhaul. Istället söker Ericsson helt andra lösningar för att minska kostnaderna kraftigt.

Ett sådant koncept kallar företaget våglängdsåteranvändning, vilket innebär att trafiken skickas på samma våglängd i båda riktningar. Metoden ger i ett slag fördubblad kapaciteten mot normalläget, då man ju användar olika våglängder upp och ner i nätet.

– Fotoner har egenskapen att om de träffas på samma våglängd så kör de bara förbi varandra. Så tekniken fungerar väldigt bra, konstaterar Hans Mickelsson.

En viktig utgångspunkt när Ericssons forskargrupp blickar framåt är att hela tiden sträva efter att utnyttja den infrastruktur som redan finns. Idag finns mängder av fiber utlagd som bara utnyttjas till en bråkdel, så inga nya fiber ska behöva grävas ner där det redan finns.

– Vi vill ju hjälpa våra kunder att utnyttja sina nät bättre, så att de kan ta hand om trafikexplosionen som kommer. Det gör vi exempelvis med olika modulationsmetoder och våra olika idéer på hur man kan återanvända våglängder, förklarar Hans Mickelsson.

Men Ericsson deltar också i forskningssammanhang med mer akademisk och långsiktig karaktär. I sådana projekt är syftet med närvaron främst att förstå vart utvecklingen inom industrin är på väg, men också att få vara med och ställa krav i ett tidigt skede.

EU-projektet Apache – som fokuserat på kiselfotonik – är ett paradexempel på detta. Ericsson deltog i projektet, vars mål vara att ta fram en demonstrator i form av en 10 5 100 Gbit transceiver i indiumfosfid. Projektet startade år 2008 och avslutades strax före årsskiftet.

– Kiselfotonik är ur ett forskningsperspektiv väldigt intressant och viktigt för oss. Man har ju talat om att integrera optik på kisel i 20 år. Utmaningen har varit att integrera lasern på kislet, men det finns fysikaliska mekanismer som gör att det nästan är omöjligt.

På senare tid har dock industrin kommit till ett läge där man börjar ana att integrerad fotonik är möjligt. Och på sikt kommer det sannolikt gå att göra CMOS-skivor som både rymmer optik och elektronik.

Ett tydligt tecken på telekomindustrins intresset för kiselfotonik är också den gemensamma investering som gjordes i höstas av ett flertal kommunikationsföretag, där-ibland Ericsson och Nokia Siemens. Tillsammans investerade de 19 miljoner dollar i det amerikanska uppstartsföretaget Skorpios Technologies, som utvecklar just kiselfotonikkretsar.

– Kiselfotonik kan mycket väl bli ett paradigmskifte i industrin när det gäller hur man bygger noder framöver. Kan man exempelvis göra switchningen i näten med kiselfotonik kan det bli en väldigt liten och effektiv lösning som kan komma att minska energiförbrukningen i nätet radikalt, säger Hans Mickelsson.
Annons

 

Eventuella läsarkommentarer finns längre ner (länk)

 

God Jul!
article thumbnailigår
Artificiella neuronnät lika effektiva som riktiga
article thumbnailigår Datorer som analyserar bilder med hjälp av så kallade DNN-nät (Deep Neural Networks) bygger upp liknande strukturer som primathjärnor som tittar på samma bilder, och på ett lika effektivt sätt. Det hävdar en grupp forskare på MIT. Det är första gången man konstaterar en så stor överensstämmelse mellan datalogernas artificiella hjärnor och deras biologiska motsvarigheter.
”Vi ser fram emot 5G”
article thumbnailigår Under de senaste fem åren har Analog Devices skruvat på sin strategi en del, vilket bland annat inneburit ökade investeringar inom fordonssektorn. Samtidigt har köpet av Hittite Microwave adderat en vital pusselbit. ”Hittite är en stor förändring för oss”, säger Mike Britchfield, under en pratstund med Elektroniktidningen på Electronica.
Sju grafenprojekt på G
article thumbnailigår I september gick startskottet för den allra första nationella strategiska workshop genomförd av SIO grafen, Strategisk Innovationsområde grafen. Nu har sju projekt inom SIO Grafen fått klartecken av Vinnova. Ett leds av Linköpingsföretaget Graphensic vars affärsidé är helt baserad på just grafen.
Nvidia letar svenska startupbolag
article thumbnailigår Är du nystartad och nyttjar en grafikprocessor, då har du chansen att komma med i amerikanska Nvidias endagskonferens den 18 mars nästa år och träffa andra entreprenörer, riskkapitalister och entreprenörer och dessutom gå hem med en prischeck på 100 000 dollar.
Lyssnar och lyder
article thumbnailigår Den är inte större än 2,1x2,1 mm men lyssnar uppmärksamt utan att tömma batteriet. Dessutom kan den tolka dina kommandon och väcka processorn när det är dags för lite action. Det handlar om Ice40, en liten FPGA som fått dedicerad IP för rösttolkning.
Skanska letar miljöinnovationer
article thumbnailigår Nu har tio finalister vaskats fram i Skanskas miljötävling Deep Green Challenge. Järfällaföretaget Midsummer, som tillverkar produktionslinor för tunnfilmssolceller, är ett företag som gått vidare och har chans att ta hem segern, som bland annat innebär en fot in i byggprojekt stöttade av Skanska.
Första dagen på jobbet
article thumbnailigår Volvos nya laddhybrid började igår rulla i kommersiell trafik i Hamburg. Därmed tar bussen steget från pilottester till att transportera betalande passagerare.
Mips klår Mips i Coremark
article thumbnailigår Inbyggnads-CPU:n MIPS P5600 levererar 5,6 Coremark/MHz och petar därmed ner den nuvarande ledaren – den egna MIPS Proaptiv – till andraplatsen. P5600 är till och med tio procent bättre än en Intel Core i7-2640M, påpekar Imagination.
Så väljer du din elmotor
article thumbnailtor Ett första svenskt test av elmotorer och frekvensomriktare är vad Energimyndighetens Testlab just slutfört. Det visar på stora besparingspotentialer inom området. Skulle exempelvis alla elmotorer i EU bli effektivare går det att spara 135 terawattimmar – alltså lika mycket som hela Sveriges årliga elanvändning, hävdar myndigheten.
Nio av tio växelriktare stör
article thumbnailtor Redan i augusti kunde Elektroniktidningen rapportera att tre av de fyra växelriktare till solcellsanläggningar som Elsäkerthetsverket testat avgav för mycket störningar. När alla de 14 EU-länder som deltog i testet sammanställt sina resultat visar det sig att hela nio av tio växelriktare skickar ut för höga störningar.
Google bygger bilen, Nokia vägkartan
article thumbnailtor Google är kanske ledande i att bygga självkörande bilar. Men Nokia kan bli den som levererar de centimeterdetaljerade sekunduppdaterade kartor utan vilka de självkörande bilarna inte kan röra sig ur fläcken.
Zigbee blir kompatibel med sig själv
article thumbnailtor Zigbee Alliance unifierar sina viktigaste profiler till ett gemensamt protokoll. Zigbee 3.0 testas nu, kommer att demonstreras på konsumentelektronikmässan CES-mässan i januari och väntas ratificeras under fjärde kvartalet nästa år.
Linear: Vi växer i bilen
article thumbnailtor Kraft är Linear Technologys största teknikområde. Och fordonsindustrin har seglat upp som en av de viktigaste marknaderna. ”Vi är ledande inom kraftförsörjning i fordon”, säger Steve Pietkiewicz när han träffar Elektroniktidningen på Electronica.
Bloggar om svenska superprocessorn
article thumbnailtor Hur känns det egentligen att packa upp ett superdatorkort och hur kommer man igång? Den frågan ska Adam Taylor ge svar på i en blogg på Adaptevas hemsida.
Scania testar trådlös laddning av elbuss
article thumbnailtor I juni nästa år drar Scania och KTH igång ett pilotprojekt med induktiv laddning av en elhybridbuss i Södertälje. Projektet får 9,8 miljoner kronor i stöd av Energimyndigheten.
Mouser satsar på motorstyrningssajt
article thumbnailons Komponentdistributören Mouser har sjösatt en undersajt för den som vill lära mer om motorstyrning. Fokus ligger på styrning av fem olika typer av elmotorer.
Verizon och Google korslicenserar
article thumbnailons Google och teleoperatören Verizon bestämmer att de fritt får använda varandras patenterade teknik. Syftet med pakten är att hjälpa varandra att försvara sig mot patentstämningar.
Franska IOT-mobilnätet sprider sig
article thumbnailons Storbritannien har fått sina första basstationer för den strömsnåla mobilnätstekniken Sigfox. Hela Europa skulle kunna vara täckt i mitten av nästa år, enligt Sigfox, om operatörsintresse finns.
Thinfilm håller koll på tjuven
article thumbnailons Norska Thinfilm Electronics – som utvecklar och volymtillverkar tryckt elektronik i Linköping – har fått en uppföljningsorder på 13 miljoner elektroniska varularm med inbyggd rf-teknik. Leveransen ska ske under nästa år till kunden, som påstås vara en världsledare inom sitt gebit.

För mer nyheter, testa en sektion nedan, eller gå till startsidan!

 

Internet of Things Embedded Power Energi Distribution Fordon Kommunikation Medicin Komponenter Produktion Test & mät

 

 
KOMMENTERAT
Kommentarer via Disqus


Sök komponent
(demoversion)






Annons
Anna, A-C, Jan, Per
Administration Jan Tångring
Annonser Anne-Charlotte Sparrvik
Redaktion red@etn.se
Ansvarig utgivare Anna Wennberg på uppdrag av Elektroniktidningen Sverige AB
© Elektroniktidningen Sverige AB
Publiceringssystem Joomla, webbhotell Glesys
Smal annons