Sluitstuk | Kilometers kabel voor het internet van de toekomst

Steeds meer apparaten zijn verbonden met internet. En al deze apparaten gebruiken ook steeds meer data. Volgens de huidige verwachtingen lopen de standaard gebruikte optische kabels al binnen tien jaar tegen hun capaciteitslimieten aan. EE-masterstudent John van Weerdenburg studeert volgende week af op onderzoek naar het verhogen van optische kabel-capaciteit.

Wanneer we het lab van John van Weerdenburg, masterstudent binnen de vakgroep Electro-Optical Communications aan de faculteit Electrical Engineering, binnenstappen, vallen twee zaken meteen op. De ellenlange meters gekleurde kabels - waarvan je je afvraagt hoe die niet door elkaar raken - en de zweetdruppeltjes op Johns voorhoofd. Hij heeft net een lange rondleiding gegeven voor het Europese studentencongres van IEEE waar hij medeorganisator van is. Alsof hij niet anders gewend is, steekt hij vol enthousiasme meteen van wal tijdens een tweede rondje langs alle apparatuur. “Door slim gebruik te maken van modes - verschillende lichtpaden door een kabel - is het me gelukt om de capaciteit van een enkele kabel te vertienvoudigen. Er kunnen daardoor veel verschillende datakanalen door een kabel; hoewel die gaan mixen kunnen we de verzonden informatie toch weer afzonderlijk terugvinden.”

Volgens John zit het grote geheim voornamelijk in het gebruik van de speciaal ontworpen photonic lanterns. Door een sterke loep zien we een flinterdun kabeltje dat taps toe loopt - op dat punt versmelten tien kabels tot één - en nog dunner zijn weg vervolgt. Eerst met een lengte van in totaal vier kilometer, maar na enkele succesvolle metingen wordt er nu al met veertig kilometer kabel getest. In deze ene kabel zitten de gemixte datasets, die verderop in de opstelling uitgelezen worden. “We zijn wel aan het knutselen geslagen. Het apparaat om een kanaal uit te lezen kost al zo’n driehonderdduizend euro. Dat maal tien en je begrijpt waarom we een andere oplossing moesten bedenken. We laten de datasets achter elkaar binnenkomen en kunnen nu op een creatieve manier toch af met één uitleeskastje. Na het opvangen van de data begint het echte rekenwerk. We hebben hier zes speciale computers om de signalen te bewerken en er de afzonderlijke informatie uit te krijgen.”

Hoewel het nieuwe systeem succesvol en stabiel is en het aantal fouten onder de limiet ligt, denkt John niet dat het op korte termijn toegepast gaat worden. “Het gaat hier meer om een proof of concept. Een bijzondere techniek, wereldwijd zijn er maar enkele labs die deze expertise in huis hebben. We werken met een internationaal team van zowel wetenschappers als partners uit het bedrijfsleven. Zo worden de fibers ontwikkeld in samenwerking met Prysmian en de photonic lanterns met de University of Central Florida. Maar voor een algemene toepassing is er nog te veel rekenkracht nodig. Bovendien zouden alle huidige kabels vervangen moeten worden, een erg dure operatie. We werken nu hard aan het minimaliseren van de rekenkracht samen met bedrijven als ADVA, Coriant en Alcatel Lucent.”

Ondertussen is John al zo lang met deze optische kabels bezig - tijdens een eerdere buitenlandstage schreef hij de algoritmes die nu voor de signaalbewerking gebruikt worden - dat hij het als een eigen onderzoekskindje beschouwt. Voor na zijn afstuderen heeft hij nog enkele experimenten gepland staan “om nog even wat te proberen”, en hoewel hij nog geen definitief besluit heeft genomen, is de kans zeer reëel dat hij de komende jaren ook tussen de wirwar van kabels en photonic lanterns te vinden is. “Heel fascinerend om te zien hoe we zo veel mogelijk data door zo’n kabeltje kunnen krijgen; het zou toch zonde zijn als het onderzoek hieraan een tijd stil zou liggen omdat iemand anders zich moet inwerken op dit systeem...”

Deel dit artikel via je socials