Supersnel internet dankzij nieuwe technologie

We gebruiken ontzettend veel data door het bekijken, delen en downloaden van websites, films en muziek. Zelfs zoveel dat de limiet van de kabels die de data vervoeren in zicht komt. Vincent Sleiffer (TU Eindhoven) promoveerde op een nieuwe technologie om de capaciteit van internet flink te verruimen en het supersnel te maken.

26 juni 2014

Het afgelopen decennium groeide het dataverkeer explosief, met zo’n veertig procent per jaar. Met name doordat steeds meer mensen gebruik maken van het internet. Niet alleen via klassieke computers, maar ook met laptops, tablets en smartphones. Het totale wereldwijde internetverkeer bestaat momenteel uit een duizelingwekkende 25 terabyte per seconde (een terabyte is duizend gigabyte, en een speelfilm op dvd beslaat ongeveer 1 tot 2 gigabyte). Dat grote getal is nauwelijks nog voorstelbaar en zal uiteraard alleen nog maar verder gaat groeien.

“Door de enorme groei zijn de limieten van datatransport in zicht. Vermoedelijk worden die rond 2020 bereikt”, zegt Vincent Sleiffer, die onlangs cum laude promoveerde aan de TU Eindhoven op nieuwe technologie om de capaciteit van internet te vergroten. Zijn onderzoek maakte deel uit van een groot samenwerkingsproject genaamd ModeGap. De mogelijke snelheid voor eindgebruikers wordt met de nieuwe technologie waar Sleiffer aan werkte vergroot, omdat er meer data over een vezel kan worden verzonden.

Snelweg

“Om de capaciteit te vergroten is het al mogelijk om nog meer van de huidige glasvezelkabels aan te leggen. Maar dat kost vrij veel geld. Bovendien is het verstandig om nieuwe vezels neer te leggen, waar nog meer data over getransporteerd wordt. Daar werken wij aan”, aldus Sleiffer.

Vincent Sleiffer bij zijn opstelling om de capaciteit van datatransport te vergroten.
Vincent Sleiffer

Het fysieke internet is nu grofweg verdeeld in glasvezelkabels voor korte, middellange en lange afstanden. Dit is te vergelijken met het wegennet. De verbindingen tussen een kantoor of woonhuis en een lokaal verdeelstation lijkt op een weg in de bebouwde kom. Daarnaast zijn er nog provinciale wegen. De lange afstandsverbindingen tussen landen en continenten zijn een soort snelwegen.

Sleiffer richtte zich op de lange afstandsverbindingen van het internet. “Die worden met name druk. Als je een snelweg uitbreidt kan je rijbanen toevoegen. Dat gebeurt wanneer je nog meer glasvezels aanlegt. Maar je kan ook de rijstroken breder maken, zodat er meer auto’s naast elkaar passen. Over een glasvezel met grotere diameter kan daardoor veel meer data gaan. Die optie heb ik ontwikkeld.”

Data word over glasvezel verstuurd via licht. Toen het internet ontstond werd het licht aan en uit gezet, waar door een 1 of een 0 werd verzonden. Dit werkte vrij simpel omdat er wel of niet een stroom liep. Vanaf 2009 werd een nieuwe techniek commercieel uitgerold. Niet alleen de amplitude (licht aan en uit), maar ook de fase van het signaal werd gebruikt, wat het mogelijk maakte veel meer data te versturen. Eenvoudiger gezegd: meer auto’s konden hierdoor tegelijk op een rijstrook. “In feite zijn de auto’s kleiner geworden en passen meer tegelijk op een rijbaan”, zegt hij.

Limiet

Sleiffer werkte aan een nog ingenieuzer systeem, waarbij hij de kern van de glasvezel oprekt zodat er nog meer data wordt verstuurd over hetzelfde vezeltje. “Maar daar kleeft nog een probleem aan. De data in de vezel gaat mixen”, zegt Sleiffer. Als iemand dus een film bekijkt, een ander een website aanvraagt en een derde mail checkt, kan het zijn dat die data door elkaar heen gaan. Om dit tegen te gaan zijn slimme zenders en ontvangers nodig, die de gemixte data weer uit elkaar halen.

Sleiffer werkte met drie ontvangers en zenders en boekte veelbelovende resultaten. “De capaciteit nam dusdanig met een factor 3 toe. Dit hangt samen met de hoeveelheid zenders en ontvangers en een vezel die hier breed genoeg voor is. Er zijn ook onderzoeksgroepen die een factor zes haalden. Indien meer dan zes zenders en ontvangers worden gebruikt, wordt het nog complexer en de vraag is dan of dat commercieel nog interessant is.”

De limiet van hoe snel internet kan worden is daarmee overigens nog lang niet in zicht. De technologie waar Sleiffer aan werkte is te combineren met een andere techniek: de hollow-fiber. Daarbij zit er opmerkelijk genoeg geen glas in een vezel, maar lucht. “In theorie zijn de verliezen dan flink lager en neemt de capaciteit in combinatie met de voorgestelde technologie met een factor honderd toe.”

Dat is nu allemaal nog toekomstmuziek. Sleiffer boekte veelbelovende resultaten, maar benadrukt ook dat er nog hobbels zijn. “De technologie moet nog verfijnd worden. De zenders en ontvangers moeten beter worden. Ik verwacht dat het nog wel tien jaar duurt voordat deze techniek daadwerkelijk wordt uitgerold.”