2016.04.07理大打破數據中心光纖通訊速度世界紀錄

理大副校長(科研發展)、光通訊學講座教授衞炳江教授(中) 、電子與資訊工程學系呂超教授(右)和電機工程學系副教授劉伯濤博士(左)。理大副校長(科研發展)、光通訊學講座教授衞炳江教授(中)電子與資訊工程學系呂超教授(右)、電機工程學系副教授劉伯濤博士(左二)和電子與資訊工程學系博士後研究員鐘康平博士(左一)。理大打破全球最快數據中心光傳輸速度 ─ 2公里傳輸速率為240Gbit/s,是市場上現有系統速率的24倍,數據傳輸成本亦只為四分之一。圖中為光纖線。

香港理工大學 (理大) 成功打破全球最快數據中心光傳輸速度 ─ 2公里傳輸速率達240Gbit/s,是市場上現有系統速率的24倍,數據傳輸成本每單位僅為四分之一,適合商業用途。實現數據中心的低成本高速數據傳輸,用戶可廣泛使用新型通訊模式,例如全景影片、擴增實境和虛擬實境。對社會而言,高數據傳輸速率將開拓大數據及物聯網發展新紀元,推動創新及科技發展。

理大研發的光傳輸技術,能夠滿足10,000人同時觀看4K視頻的帶寬需求,相反現有速率只能容納400人同時觀看,而且成本更低。是次研究由理大副校長(科研發展)、光通訊講座教授衞炳江教授、電子與資訊工程學系呂超教授、電機工程學系副教授劉伯濤博士及電子與資訊工程學系博士後研究員鐘康平博士,聯同全球資訊與通訊技術解決方案供應商─華為技術有限公司合力研發。

數據中心由眾多相互連接的伺服器及相關組件組成,用於處理互聯網的海量訊息流量和運算。谷歌、Facebook、YouTube等都是眾所周知的全球數據中心。無論是進行網上搜尋、瀏覽社交媒體平台、網上觀看影片,或者上傳文件至雲端,所有的互聯網流量均經過數據中心處理。由於用戶對數據傳輸需求不斷增加,數據中心是現今全球通訊網絡中增長最快和最重要的一環,是大數據和物聯網應用的重要支柱,但同時亦是現時提升傳輸速度的最大障礙所在。數據中心需要低成本、高數據傳輸速率的升級方案。然而,市場中一直缺乏實際的解決方案,成為數據中心面對的主要技術難關。

在光通訊系統中,所有文字、聲音、音樂、圖像和影片均會數位化,然後以光訊號的形式在光纖中傳輸。傳輸的時候,由於光會與光纖內的物質分子進行反射和折射相互作用,使得光訊號在抵達接收端時有所改變,成為失真訊號。傳輸速率越高、傳輸距離越遠,訊號失真的情況越嚴重,導致接收端無法正確識別傳送的訊息,限制了最高傳輸速率。克服訊號失真,傳輸速率將得以提升。

現時消除訊號失真的可行方法是採用特製的硬件,例如採用高成本的特殊光纖,能夠降低訊號失真。但因為其成本高昂,而且體積大,並不適合數據中心使用。取而代之,理大團隊研發軟件技術,消除訊號失真。光與單個光纖分子如何發生相互作用是已知的光學理論,但是光纖內有數以十億隨機分佈的分子,光纖與光的整體相互作用是不能預測的,因此訊號失真也是隨機。然而亂中有序,理大以大數據對比分析的方法分析大量所發出及接收的傳輸訊號,識別出訊號失真的秩序,從而還原失真的訊號。這個技術採用了廉價和發展成熟的元件,便大幅提升傳輸速率。結合光學和統計學理論,理大研發的光傳輸技術打破了世界紀錄,為數據中心提供簡單、廉價及可商業化的解決應用方案。

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香港理工大學打破全球最快數據中心光纖通訊速度世界紀錄

進入數碼時代,數據中心每天都處理著海量的訊息及數據流量,因此光纖通訊的發展近年亦顯得相對重要。由於用戶對數據傳輸需求不斷增加,數據中心對低成本及高數據傳輸速率的方案需求殷切,惜市場上一直缺乏相應的解決方案,令數據中心面對技術難關。

香港理工大學聯同華為技術有限公司最近合力研發出嶄新的光傳輸技術,除了將光纖通訊的速度提升外,更將成本大幅縮減,成功打破全球最快數據中心光傳輸速度的世界紀錄。新研發的光纖通訊速度為 2公里傳輸速率達240Gbit/s,是市場上供應商現有速率的24倍,但成本僅為其四份之一。

在光纖通訊時,訊號失真是隨機的,現時的數據中心均採用特製硬件來改善失真的情況,如高成本的特殊光纖來減低訊號失真的機率。然而研發團隊卻成功識別出訊號失真的規律並研製出獨特的軟件技術,能夠還原失真的訊號及解決傳輸速率限制的情況。此項研發成果結合光學和統計學理論,為數據中心提供簡單、廉價及可商業化的解決應用方案,為社會開拓互聯網的新紀元。

詳情查詢

劉伯濤博士

電機工程學系副教授

Email(852) 3400 3346
Emaileeaptlau@polyu.edu.hk
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