fredag 6 maj 2016vecka 18
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
Allegro och OrCad blir bättre på flexkort
article thumbnailons Det blir allt vanligare att använda flexkort för att få in elektroniken i trånga kapslingar, något som Cadence uppmärksammat genom att kraftigt förbättra stödet i kretskortsverktygen Allegro och OrCad.
SER Prize: Vinnaren gör el av spillvärme
article thumbnailons Hälften av all världens energi går förlorad i form av spillvärme. Det hävdar svenska Climeon som utvecklat en sätt att skapa el ur spillvärme. Nu får Thomas Öström och Joachim Karthäuser, männen bakom Climeon, ta emot SER Prize för sitt bidrag till en smart och hållbar samhällsutveckling.
Nu kan du provköra IBM:s kvantdator
article thumbnailons IBM bjuder på världens dyraste nörd-leksak och låter sin kvantdator i Yorktown Heights, New York, vara åtkomlig som en gratis molntjänst. Du behöver bara ta en köbricka till tjänsten, som kallas IBM Quantum Experience.
Kompetens på turné
article thumbnailons Bor du i eller i närheten av Västerås och behöver finansiering till ditt utvecklingsprojekt eller kanske ny teknik? Då ska du boka in 24 maj för en heldag tillsammans med innovationssatsningen Smartare Elektroniksystem.
Cortex M4 med kryptering i hårdvara
article thumbnailons Kryptostöd i hårdvara gör enligt Microchip styrkretsen CEC1302 cirka 100 gånger snabbare på hashberäkningar och 20–50 gånger snabbare på kryptering än kretsar som gör jobbet i mjukvara.
Chrysler bygger 100 googlebilar
article thumbnailons Självkörande varianter av minibussen Chrysler Pacifica hybrid, årsmodell 2017, kommer att börja rulla på vägarna innan årets slut.  Chrysler lånar tekniken från Googles moderbolag Alphabet.
Elektronikinspiration i Kista
article thumbnailtis Är du intresserad av vad som händer inom elektronik, optoelektronik och sensorer i Sverige? Vill du vara med och agera? Boka i så fall den 14 juni. Under en heldag i Kista ligger fokus på lyckade utvecklingsprojekt, liksom pågående utmaningar.  Agendan är spikad och anmälan öppnad. 
Stadium Group öppnar designcenter i Kista
article thumbnailtis Brittiska Stadium Group etablerar ett konstruktionscenter i Kista som ska stödja företagets verksamhet inom trådlös uppkoppling. Här ska fokus ligga på teknikområden som mobil uppkoppling, M2M- och IoT-lösningar.
Patentfred mellan Nvidia och Samsung
article thumbnailtis Efter 1,5 års bråk lägger Nvidia och Samsung ner sina patentstämningar av varandra.
Snapdragon får AI-verktyg
article thumbnailtis Amerikanska mobilprocessortillverkaren Qualcomm tar fram mjukvaruverktyg för att implementera deep learning-algoritmer på sina mobilprocessorer. Under andra halvåret ska stöd vara klart för Snapdragon 820.
Bosch redo för utveckling i Lund
article thumbnailtis I höstas blev det känt att den tyska industrikoncernen etablerar sig i Lund. Här ska Bosch koncentrera sig på utveckling av uppkopplade tillämpningar. Nu har 50 experter inom mjuk- och hårdvara anställts. Planen är att expandera ytterligare.
Powerbox köper igen – nu tysk expertis
article thumbnailtis Gnestaföretaget Powerbox öppnar plånboken för andra gången på kort tid. Nu är det den privatägda tyska strömförsörjningsexperten Eplax som förvärvet gäller. Därmed förstärker det svenska kraftföretaget sin kompetens inom kundanpassat för krävande tillämpningar.
Kameraplattform på Intel Skylake-H
article thumbnailmån 10 eller 18 stycken Gbit/s-Ethernetportar hittar du på Vecow IVH-9000 som är en fläktlös dator för tunga säkerhets- och videoövervakningssystem, beräkningsintensiva tillämpningar, industriautomation och mobila system som Fleet Management, ITS och IVI.
EU garanterar Almilån
article thumbnailmån Mer pengar till svenska tillväxt- och uppstartsföretag är vad företagsutvecklaren Almi hävdar att det nytecknade garantiavtalet med Europeiska Investeringsfonden innebär. Åtminstone ger avtalet utrymme att låna ut ytterligare cirka 1,8 miljarder kronor till svenska företag.
Cybaero säkrar närmaste året
article thumbnailmån Det svenska drönarföretaget Cybaero har talat med finansiella aktörer en tid. Nu har företaget fått ett kortfristigt lån på 34 miljoner kronor, pengar som ska täcka behovet under det närmaste året. Samtidigt spår BI Intelligence en drönarboom de närmaste åren. 
Intel överger Atom för telefon och plattor
article thumbnailmån Intels aktuella mobilprocessorfamiljer Broxton och Sofia ställs in. Tidigare har företaget meddelat att den nuvarande Atom-baserade Cherry Trail-processorfamiljen för surfplattor kommer att efterföljas av Apollo Lake baserad på Skylake.
Ett steg närmare grafenkylning
article thumbnailmån En grafenbaserad film kan kyla elektronik effektivare än koppar. Det kommersiella genombrottet har hittills hindrats av att grafenfilmen bara varit några atomlager tunt och därmed inte kunnat leda bort några större mängder värme. Forskare på Chalmers ser ut att ha hittat en lösning på problemet.
Ladda mobilen från blomkrukan?
article thumbnail29/4 Ett projekt på gräsrotsfinansieringssajten Indiegogo som visar alla tecken på att vara en ren bluff, har hittills samlat in en halv miljon kronor i beställningar.
Artificiellt intelligent USB-pinne
article thumbnail29/4 Allt som har en USB-ingång kan addera AI-tekniken deep learning som turbo med hjälp av en USB-nyckel från irländska Movidius.
Allt-i-ett-instrument att hålla i handen
article thumbnail29/4 Britiska Picoscope är synonymt med skärmlösa kompakta och USB-drivna oscilloskop. Nu adderar företaget spektrumanalysator, funktionsgenerator, vågformsgenerator och en analysator för seriella bussar till oscilloskopen i den enklaste 2000-familjen.

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

Annons
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