lördag 6 februari 2016vecka 5
Annons
fb
STARTSIDA Internet of Things Embedded Power Energi Distribution Fordon Kommunikation Medicin Komponenter Produktion Test & mät Technical Papers

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

UR ARKIVET: 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
Annons
Har batteri och kaross i svensk trä
article thumbnailigår Bilar tillverkade av träd från svenska skogar. Låter det orimligt? Inte då –  nu har svenska forskare visat upp en första modellbil där taket är tillverkat av en kolfiber baserad på barrvedslignin och ett batteri där lignin används som elektrodmaterial.
Sökes: Eldsjäl inom energiteknik
article thumbnailigår Är du en svensk innovatör inom energiteknik? Vill du vinna 100 000 kronor för fortsatt utveckling? Då är det dags att anmäla dig till Energimyndighetens innovationsrace, som går av stapeln den 15 mars.
En signalanalysator för 5G
article thumbnailigår Med en integrerad bandbredd på 1 GHz, en realtidsbandbredd på 255 MHz och en maximal frekvens på 50 GHz är Keysights nya generation av signalanalysatorer i X-serien kapabla att analysera signaler från 5G- och radarsystem. Dessutom har instrumenten fått ett nytt och snabbare användargränssnitt med multipek.
IBM:s automatiska radiolog nära kommersialisering
article thumbnailigår Tanka upp röntgenbilder och patientdata och få tillbaka en diagnos. Det här kan bli verklighet om några år när IBM är klar med kommersialiseringen av sin tjänst Avicenna.
Svenskt reaktorföretag får japansk kompis
article thumbnailigår Lundaföretaget Epiluvac ska sälja japanska Samcos MOCVD-maskiner i Norden samtidigt som det svenska företaget får en försäljningskanal i Japan.
Cisco köper IoT-företag för 12 miljarder
article thumbnailigår Jasper Technologies i Santa Clara kommer att få Cisco som ägare. Jasper driver en molnplattform för IoT-tjänster och beskrivs det kommersiellt ledande företaget i den nischen.
Ericsson leder EU-projekt om IoT
article thumbnailtor 2,7 miljoner euro satsas under tre år på ett EU-projekt som ska utveckla en standardplattform för Internet of Things. Nästa vecka har projektet kickoff i Kista.
SEK förklarar RoHS öga mot öga
article thumbnailtor För en dryg vecka sedan släppte SEK Svensk Elstandard en ny handbok om RoHS-direktivet. Nu bjuder SEK in till frukostseminarie med syfte att hjälpa till och guida dig genom EU:s RoHs-direktiv.
Rekordstor patentdom mot Apple
article thumbnailtor 5,2 miljarder kronor måste Apple betala i skadestånd till patentlicensföretaget Virnetx för att ha inkräktat på patent kring krypterad kommunikation. Fallet får extra uppmärksamhet eftersom det efter ändrad praxis kring patentmål kan vara ett av de sista där ett så kallat patentroll lyckas pressa ett stort företag på pengar.
Ericsson vill se patentpool för IoT
article thumbnailtor Telekomjätten Ericsson startar ett nytt forum för att licensiera patent inom IoT-området. Förhoppningen är att få med fler företag och på så sätt underlätta licensieringsförfarandet och därmed snabba på utvecklingen av IoT-marknaden.
Nominera till SER-priset
article thumbnailtor För fjärde året i rad är det dags för SER Prize, ett pris som slår ett slag för smart och hållbar samhällsutveckling. Deadline för årets nomineringar är den 12 mars. Har du en favorit – någon annan eller dig själv – nominera direkt.
Fortsatt starkt av Note
article thumbnailtor Kontraktstillverkaren Note hade ett starkt 2015. Alla pilar pekar uppåt och utdelningen höjs från 50 öre till 70 öre per aktie.
Starkt 2015 av Mycronic
article thumbnailtor Maskritar- och ytmonteringsföretaget Mycronic hade ett bra 2015. Alla siffror lyfte med hjälp av nya produkter och en starkare dollar.
Vad gör alla elektroner?
article thumbnailons På Lunds universitet skapar forskare filmer med hjälp av avancerad laserteknik som visar hur elektroner rör sig. Här kan du se hur det ser ut när man studerar transport av laddning i labbet – en forskning som exempelvis är nödvändig för att kunna dra mer nytt av solenergi.
Träffa YuMi på SEE!
article thumbnailons I julas hjälpte Yumi Mediamarkt med att slå in julklappar och hos Myfc monterar den tvåarmade roboten bränsleceller. Exakt vad den ska göra på SEE är inte klart men den kommer att stå i utställningen Showcase Sweden.
HMS köper IoT-kompetens
article thumbnailons Halmstadsföretaget HMS Industrial Networks köper belgisk eWON, som är specialiserat på vad man numera kallar  industriellt IoT. Köpeskillingen är på 30 miljoner euro.
Xilinx skickar 25 Gbit/s över koppar
article thumbnailons Kopparkablar är billigare än fiberoptiska kablar men klarar inte lika höga datatakter. Xilinx har pressat gränsen till 25 Gbit/s över fem meter. Koppar blir därmed ett intressant alternativ när man ska ansluta exempelvis serverkort i ett datarack till switchen och har en FPGA av typen Virtex Ultrascale på kortet.
200 miljoner till big data och beräkningsvetenskap
article thumbnailons Stiftelsen för Strategisk forskning lägger 200 miljoner på en utlysning för big data och beräkningsvetenskap. Utvalda projekt får 4 till 7 miljoner per år under fem år.
GE slutar med lysrörslampor i USA
article thumbnailons I år kommer General Electric (GE) att tillverka och sälja sin allra sista lysrörslampa på den amerikanska marknaden, för att istället fokusera helt på LED-lampor.
Google mer värt än Apple
article thumbnailtis När Googles moderbolag Alphabet igår presenterade sin första årsrapport steg företagets börsvärde med tio procent till 4,8 biljoner kronor. Därmed blev Google för första gången mer värd än Apple. För första gången avslöjade företaget också hur mycket pengar som går till dess vilda framtidsprojekt.

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

 

 
S.E.E
KOMMENTERAT
Kommentarer via Disqus

Annons
Annons
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