Mit dem IOWN-Konzept auf dem Weg zu smarten Gesellschaften Innovative Optical and Wireless Network (IOWN)

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Mit dem so genannten „Innovative Optical and Wireless Network“ (IOWN) wollen NTT Data und zahlreiche weitere Unternehmen eine neuartige innovative Netzwerk-Infrastruktur mit geringer Latenzzeit, niedrigem Stromverbrauch, großer Kapazität und hoher Qualität konzeptionieren.

Zu den zentralen Unternehmenszielen von NTT Data gehört die Bereitstellung von Lösungen und Services, die zur Bewältigung aktueller technologischer, sozialer und ökologischer Herausforderungen beitragen. Wir wollen damit auch eine nachhaltige, sichere und smarte Gesellschaft etablieren. Hierfür sind Innovationen erforderlich, die nicht durch die Erweiterung der aktuellen Technologien und auch nicht durch das Internet in seiner heutigen Form erreicht werden können.

Wir haben deshalb das Konzept „Innovative Optical and Wireless Network“ (IOWN) entwickelt, das die Nutzung photonischer und optischer Technologien fokussiert und dabei vereinfacht gesprochen Elektronen durch Photonen ersetzt. Ziel ist die Konzeption einer innovativen Netzwerk- und Informationsverarbeitungs-Infrastruktur mit geringer Latenzzeit, niedrigem Stromverbrauch, großer Kapazität und hoher Qualität.

Heutzutage nutzen die meisten Geräte und Technologien wie Smartphones, Sensoren, PCs, Server oder Netzwerke elektronische Komponenten zur Verarbeitung und Übertragung von Informationen. Das IOWN hingegen wird optische Technologien verwenden, um diese elektronischen Verbindungen in photonische zu transformieren, sodass die Übertragungsgeschwindigkeiten erhöht, die Latenzzeiten verbessert und der Energieverbrauch gesenkt werden. Unsere Ziele sind dabei klar umrissen: Mit IOWN-Technologien soll der Energieverbrauch um das 100-fache gesenkt, die Übertragungskapazität um das 125-fache gesteigert und die End-to-End-Latenzzeit um das 200-fache verringert werden.

Zur Umsetzung dieses neuen Konzepts haben NTT, Intel und Sony 2020 das IOWN Global Forum gegründet, ein internationales Forum zur Standardisierung von IOWN-Technologien und zur Entwicklung von Use Cases. Mehr als 140 Unternehmen, Organisationen und Verbände aus unterschiedlichen Branchen sind inzwischen Mitglieder des Forums. Es soll die Realisierung einer neuen Kommunikationsplattform fördern, und zwar durch die Entwicklung von Technologien, Frameworks, technischen Spezifikationen und Designs. Der zentrale Bestandteil ist dabei ein All-Photonics Network (APN), das Silicon-Photonics, Edge Computing und Wireless Distributed Computing umfasst.

Das All-Photonics Network führt photonische (optische) Technologie in allen Bereichen vom Netz bis zu den Endgeräten ein. Dies ermöglicht einen weitaus geringeren Stromverbrauch, eine höhere Qualität, eine größere Kapazität und eine geringere Latenz als bei den derzeit genutzten elektronischen Technologien. Die End-to-End-Umstellung des Netzwerkes auf optische Technologie wird eine entscheidende Rolle bei der Verwirklichung von IOWN spielen.

Konkrete Maßnahmen: Dezentralisierung

Auch bei NTT wird die Etablierung des IOWN-Konzepts mit verschiedenen Maßnahmen konsequent vorangetrieben. So werden mehrere Rechenzentren an verschiedenen Standorten über ein All-Photonics Network verbunden, das Daten mit niedriger Latenz, großer Kapazität und hoher Qualität überträgt. Damit wollen wir den Beweis erbringen, dass die Informationsverarbeitung an mehreren Standorten in gleichem Maße wie in einem einzigen Rechenzentrum durchgeführt werden kann.

Eine weitere wichtige Technologiekomponente, die von NTT Data entwickelt wird, ist das Digital Twin Computing (DTC). Prinzipiell sind digitale Zwillinge digitale Kopien von allem, was in der realen Welt existiert: einer Person, einer Stadt, einer Fabrik, einem Stromnetz oder einem Produktionssystem.

Unser Digital Twin Computing geht noch einen Schritt weiter: Es ermöglicht digitalen Zwillingen, untereinander zu interagieren, sodass exaktere Simulationen der realen Welt und auch eine bessere Konzeption von Zukunftsszenarien möglich werden. Auf diese Weise können auch innovative Services definiert werden, die einen Beitrag zur Lösung ökonomischer, ökologischer und sozialer Probleme auf der ganzen Welt leisten.

NTT Data wird zudem auch IOWN Global Promotion Offices in den Regionen Amerika und Europa gründen, die unter anderem die Konzeption von IOWN Business Cases übernehmen. Die schrittweise Eröffnung weiterer Büros in anderen Regionen ist für die Zukunft geplant.

Auf seiner R&D-Website veröffentlicht NTT regelmäßig Informationen zur Umsetzung der IOWN-Roadmap und zu abgeschlossenen Projekten. So wurde beispielsweise im April 2024 eine erfolgreiche IOWN-APN-Verbindung von Rechenzentren demonstriert, die nahezu 100 Kilometer voneinander entfernt liegen. Bei der Kommunikation traten dabei nur geringste Verzögerungen von einer Millisekunde oder weniger auf, sodass selbst verteilte Echtzeit-KI-Anwendungen unterstützt werden.

Fazit

Es ist unbestritten, dass die Welt vor massiven Veränderungen steht, gerade wenn es um die ökologische Nachhaltigkeit geht. Aus diesem Grund konzentriert sich das IOWN Global Forum auf die Schaffung einer smarteren Gesellschaft und die Bewältigung aktueller Herausforderungen. Ein wichtiger Baustein ist dabei eine innovative Netzwerk-Infrastruktur, die im Mittelpunkt unserer IOWN-Initiative steht. Schließlich können gerade optische Netzwerke hinsichtlich Effizienz, Zuverlässigkeit, Nachhaltigkeit und Zukunftsfähigkeit punkten. Damit können wir einen entscheidenden Schritt in die zukünftige smarte und vernetzte Welt gehen.

Über den Autor

Von Oliver Köth ist Chief Technology Officer bei NTT Data DACH.

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