Fiber for tungtransport

Fiberoptisk datakommunikasjon er den eneste teknikken for transport av svært store datamengder med høy ytelse over alle distanser som ennå ikke har nådd sin teoretiske kapasitetsbegrensning. Vi får med jevne mellomrom rapporter fra forskjellige forskningsmiljøer omkring i verden, der nye rekorder har blitt satt.

I september i 2012 kom for eksempel beskjeden om at en ny milepæl var nådd: Et konsortium anført av den japanske teleoperatøren NTT kunngjorde at de hadde oppnådd en ytelse på like over 1 petabit per sekund, over en spesialbygd fiber på 52,4 kilometer. Dette tallet tilsvarer å overføre 5000 HD-filmer, hver på 25 gigabyte, på ett eneste sekund.

Grunnlaget for all moderne fiberkommunikasjon er DWDM - «Dense Wave Division Multiplexing». Kort fortalt går denne teknikken ut på å sende mange signaler med forskjellig frekvens samtidig gjennom en og samme fiberkabel. Tenk på det som å sende flere laserstråler med forskjellige farger samtidig gjennom fiberen, også splittes de enkelte fargene ut igjen i mottakerenden av kabelen.

Dette øker naturligvis den totale kapasiteten til den fysiske fiberkabelen. I stamnettene til tele- og internettoperatørene brukes DWDM med typisk opptil 96 forskjellige frekvenser – en nær 100-dobling av gammeldagse fiberforbindelser med kun én kanal.

Da rekorden over ble satt, var utgangspunktet et spesialmodulert signal som gav en ytelse på 380 Gbit/s på én lysfrekvens. Deretter ble 222 forskjellige frekvenser med slike signaler satt sammen ved hjelp av DWDM. Dermed ble kapasiteten økt til 84,5 terabit per sekund. Så brukte NTT en spesiallagd fiberkabel med tolv fiberkjerner i samme ledning, og da oppnådde forsøket en samlet kapasitet på 1,01 petabit per sekund.

Det er ikke bare i forskningslaboratoriene at bruken av, og ytelsen på, fiberforbindelsene utnytter DWDM. Det finnes flere eksempler på bruk av DWDM som grunnlag for kommersielt tilgjengelige tjenester.

Ett slikt eksempel er den norske datasentertjenesten Hydracloud, som vakte oppsikt da de kom på markedet for halvannet år siden. De tilbyr datasentertjenester og internettforbindelser i Oslo-området basert på sin egen DWDM-teknologi. Selskapet har utviklet sine egne DWDM-enheter, som tar i bruk opptil 160 samtidige kanaler på ett fiberpar. Disse kanalene kjører med 1 Gbit/s hver.

Dermed kom de på banen med et tilbud om 1 Gbit/s symmetrisk bredbånd for bedrifter for kun 2500 kroner i måneden, noe som på lanseringstidspunktet var en tidel av prisen for en slik båndbredde ellers i markedet. Dette er altså et resultat av en dramatisk høyere utnyttelsesgrad av den eksisterende fiberinfrastrukturen.

Her er det verd å merke seg at fiber ikke alltid betyr det samme som potensiale for nær ubegrenset ytelse. Dette er spesielt sant i konsumentmarkedet, bredbånd til private hjem. Mange internettleverandører bruker nemlig DWDM på en litt annen måte enn i eksemplene over. De bygger fibernettverk basert på en teknikk som kalles PON - «Passive Optical Networks».

PON bruker passive optiske komponenter – derav navnet på teknikken – som splitter og samler optiske lyssignaler. En prisme kan dele opp lys i flere retninger, og det er mulig å spleise sammen fibre slik at lys fra flere kilder samles i én fiber. I tillegg brukes WDM for å skille oppstrøms og nedstrøms trafikk på en enkeltfiber, ikke et fiberpar. Disse teknikkene brukes for å senke kostnadene for operatøren av fiberen.

PON gjør at det holder med én laser med ett fiberpar fra leverandøren til bygningen som skal ha bredbånd. I kjelleren splittes dette signalet optisk opp i mange komponenter – opptil 64 er mulig i den mest utbredte varianten av PON, GPON. Deretter leveres hver av disse komponentsignalene til de enkelte abonnentene av tjenesten.

Maksimal hastighet på en GPON-leveranse er i dag 2,5 Gbit/s. Denne kapasiteten deles imidlertid mellom det antallet abonnenter som befinner seg bak splitteren, opptil 64 i tallet. Det betyr at brukerne i verste fall kan i gjennomsnitt få snaue 40 Mbit/s hver. I tillegg er det tilfeldig hvordan signalene settes inn i spleisingen i kjelleren, slik at en garantert høy tjenestekvalitet kan være vanskelig å få i et slikt nettverk.

Bedrifter som for eksempel ønsker å ta i bruk videokommunikasjon av høyeste kvalitet, må dermed forvisse seg om at det fiberbaserte bredbåndet kan levere det som kreves. Selv om det kommer på fiber, betyr ikke det nødvendigvis at nettet klarer å yte det som trenges. Fiber er verdens viktigste kommunikasjonsmedium, men det er ikke alltid gull, det som glimrer.