Världens snabbaste data

13 minuter sedanAv Chris Baraniuk, Technology ReportersurfMission accomplished för Edwin Verheul (vänster) och Joachim Opdenakker När IT-uppdateringar går, var detta ungefär så nervkittlande som saker kan bli. I februari, djupt inne i ett lager i Cern, det schweiziska hemmet för Large Hadron Collider (LHC) – världens största vetenskapsexperiment – ​​två nätverksingenjörer höll andan. Och tryckte på en knapp. Plötsligt blinkade text på en svart bakgrund upp på en skärm framför dem. Det hade fungerat. ”Det var high-fiving inblandat”, minns Joachim Opdenakker på SURF, en holländsk IT-förening som arbetar för utbildnings- och forskningsinstitutioner. ”Det var supercoolt att se.” Han och hans kollega Edwin Verheul hade precis skapat en ny datalänk mellan LHC i Schweiz och datalagringsplatser i Nederländerna. En datalänk som kunde nå hastigheter på 800 gigabit per sekund ( Gbps) – eller mer än 11 ​​000 gånger den genomsnittliga bredbandshastigheten för hemmet i Storbritannien. Tanken är att förbättra forskarnas tillgång till resultaten av LHC-experiment. Ett efterföljande test i mars med specialutrustning utlånad från Nokia visade att de önskade hastigheterna var möjliga. ”Denna transponder som Nokia använder, den är som en kändis”, säger Verheul. , förklarar hur kitet är bokat för användning på olika platser i förväg. ”Vi hade begränsad tid att göra tester. Om du måste skjuta upp en vecka är transpondern borta.” Den här mängden bandbredd, som närmar sig en terabit per sekund, är extremt snabb men vissa undervattenskablar är några hundra gånger snabbare än – de använder flera fibertrådar för att uppnå sådana hastigheter .Nokia & Surf Efter uppgraderingen kommer Large Hadron Collider att producera fem gånger så mycket data. I laboratorier runt om i världen kommer nätverksexperter på fiberoptiska system som kan skjuta runt data ännu snabbare än så här. De når extraordinära hastigheter på många petabits per sekund (Pbps), eller 300 miljoner gånger den genomsnittliga bredbandsanslutningen för hem i Storbritannien. Det här är så snabbt att man knappt kan föreställa sig hur människor kommer att använda sådan bandbredd i framtiden. Men ingenjörer slösar ingen tid på att bevisa att det är möjligt. Och de vill bara gå snabbare. Duplexkabeln (med kärnor som antingen skickar eller tar emot) från Cern till datacenter i Nederländerna är bara 1 650 km lång och slingrar sig från Genève till Paris, sedan Bryssel , och slutligen Amsterdam. En del av utmaningen med att nå 800 Gbps var att stråla ljuspulser så långt. ”På grund av avståndet minskar ljusets effektnivåer, så du måste förstärka det på olika ställen”, förklarar Opdenakker. Varje gång en liten subatomär partikel slår in i en annan under experiment vid LHC, genererar nedslaget häpnadsväckande volymer av data – ungefär en petabyte per sekund. Det räcker för att fylla 220 000 DVD-skivor. Detta är bantat för lagring och studier, men kräver fortfarande rejäla mängder bandbredd. Dessutom, med en uppgradering som är beräknad till 2029, förväntar sig LHC att producera ännu mer vetenskaplig data än den gör idag. ”Uppgraderingen ökar antalet kollisioner med minst en faktor fem”, säger James Watt, senior vice president och general manager av optiska nätverk hos Nokia. En tid då 800 Gbps verkar långsam kanske inte är långt borta. I november slog ett team av forskare i Japan världshastighetsrekordet för dataöverföring när de nådde häpnadsväckande 22,9 Pbps. Det är tillräckligt med bandbredd för att förse varje enskild person på planeten, och sedan ett par miljarder till, med en Netflix-ström, säger Chigo Okonkwo vid Eindhoven University of Technology, som var involverad i arbetet. I det här fallet, en meningslös men enorm ström av pseudoslumpdata strålades över 13 km lindad fiberoptisk kabel i en labbmiljö. Dr Okonkwo förklarar att integriteten hos data analyseras efter överföringen för att bekräfta att den skickades så snabbt som rapporterats utan att det samlades för många fel. Han tillägger också att systemet som han och kollegor använde förlitade sig på flera kärnor – totalt 19 kärnor inuti en fiberkabel. Detta är en ny typ av kabel till skillnad från de vanliga som ansluter många människors hem till internet. Mer teknik för företag Men äldre fiber är dyrt att gräva upp och byta ut. Att förlänga dess livslängd är användbart, hävdar Wladek Forysiak vid Aston University i Storbritannien. Han och kollegor har nyligen uppnått hastigheter på cirka 402 terabit per sekund (Tbps) längs en 50 km lång optisk fiber med bara en kärna. Det är cirka 5,7 miljoner gånger snabbare än den genomsnittliga bredbandsanslutningen i Storbritannien i hemmet. ”Jag tycker att det är världens bästa, vi känner inte till några resultat som är bättre än så”, säger Prof Forysiak. Deras teknik bygger på att använda fler våglängder av ljus än vanligt när data blinkar längs en optisk linje. För detta använder de alternativa former av elektronisk utrustning som skickar och tar emot signaler över fiberoptiska kablar, men en sådan installation kan vara lättare att installera än att ersätta tusentals av kilometer av själva kabeln. Aktiviteter i den så kallade metaversen kan en dag kräva extrem bandbredd, föreslår Martin Creaner, generaldirektör för World Broadband Association. Hans organisation förväntar sig att bredbandsanslutningar i hemmet ska nå upp till 50 Gbps år 2030. Men tillförlitlighet kan vara ännu viktigare än hastighet för vissa applikationer. ”För fjärrstyrd robotkirurgi över 3 000 miles… vill du absolut inte ha något scenario där nätverket går ner”, säger Mr Creaner. Dr Okonkwo tillägger att träning av AI i allt högre grad kommer att kräva att stora datamängder flyttas runt. Ju snabbare detta kan göras, desto bättre, hävdar han. Och Ian Phillips, som arbetar tillsammans med Prof Forysiak, säger att bandbredd tenderar att hitta applikationer när den väl är tillgänglig: ”Mänskligheten hittar ett sätt att konsumera den.” TeleGeografiEfterfrågan på bandbredd växer överraskande fast säger Lane Burdette Även om flera petabitar per sekund är långt bortom vad dagens webbanvändare behöver, säger Lane Burdette, forskningsanalytiker på TeleGeography, ett marknadsundersökningsföretag för telekom, att det är slående hur snabbt efterfrågan på bandbredd växer – för närvarande runt 30 % per år – på år på transatlantiska fiberoptiska kablar. Innehållsförsörjning – sociala medier, molntjänster, videostreaming – äter upp mycket mer bandbredd än tidigare, konstaterar hon: ”Det brukade vara ungefär 15 % av den internationella bandbredden i början av 2010-talet. Nu är det uppe i tre fjärdedelar, 75%. Det är helt enormt.” I Storbritannien är det fortfarande en lång väg kvar att gå för att förbättra internethastigheterna. Många människor kan inte få tillgång till tillräckligt snabbt bredband hemma. Andrew Kernahan, chef för public affairs på Internet Service Providers Association säger att de flesta hemanvändare nu kan få åtkomst till gigabit per sekund-hastigheter. Däremot är det bara ungefär en tredjedel av bredbandskunder som registrerar sig för sådan teknik . Det finns ingen ”killer app” för tillfället som verkligen kräver det, säger herr Kernahan. Detta kan förändras när mer och mer TV konsumeras via internet, till exempel. ”Det finns definitivt en utmaning att få ut budskapet och göra människor mer medvetna om vad de kan göra med infrastrukturen”, säger han.