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今期excel@PolyU邀请到理大副校长(科研发展)兼光通讯讲座教授卫炳江教授,介绍理大最新研发的光纤通讯技术,该技术更打破数据中心光纤通讯速度的世界纪录。

数据中心在现今全球通讯网络中面对什么挑战?

谷歌、Facebook、YouTube等都是众所周知的全球数据中心。无论是进行网上搜寻、浏览社交媒体平台、观看网上影片,或者上传文件至云端,所有的互联网流量都经过数据中心处理。数据中心是大数据和物联网应用的重要支柱,但同时亦是提升传输速度的最大障碍。因此,数据中心需要低成本、高数据传输速率的升级方案。然而,市场中一直没有实际的解决方案,这成为数据中心面对在技术上的主要挑战。

现时光纤通讯的发展如何?

在光通讯中,所有文字、声音、音乐、图像和影片等资讯都会被数位化,并以光讯号形式在光纤中传输。传输过程中,光会与光纤内的物质分子产生反射和折射的相互作用,导致光讯号在抵达接收端时有所改变,而成为失真讯号。传输速率越高和传输距离越远,讯号失真的情况就越严重,可导致接收端无法正确识别传送的讯息,因而限制了最高传输速率。现时,消除失真讯号的可行方案是采用特制的硬件,例如特殊光纤,但其成本高昂且体积大,并不适合在数据中心使用。

理大在光纤通讯方面的创新发明带来什么突破?

有见及此,我和电子与资讯工程学系吕超教授及钟康平博士,以及电机工程学系刘伯涛博士,联同全球领先的资讯与通讯技术解决方案供应商 ─ 华为技术有限公司,合力研发软件方案,消除讯号失真的情况。

光与单个光纤分子的相互作用是已知的光学理论,但是光纤内有数以十亿随机分布的分子,而光讯号与光纤的整体相互作用是不能预测的,形成随机的讯号失真。我们研发的光传输技术可以更低成本满足一万人同时观看4K视频的带宽需求,反观现时市场的技术只能容纳四百人同时观看。

我们更打破全球最快数据中心的光传输速度,两公里传输速率达240Gbit/s,比现时市场上的传输速率快二十四倍,且每单位的数据传输成本减低至现时的四分之一,适合商业用途。这实现了数据中心以低成本高速传输数据的技术,有助用户更广泛使用新型通讯模式,如全景影片、扩增实境和虚拟实境。我们相信更快的数据传输速率将开拓大数据及物联网发展的新纪元。