8 maart 2008
Dankzij een algoritme om meerdere sporen van een optische schijf tegelijk te lezen en te verwerken kan de gegevensdichtheid van oplsagschijven worden vergroot, terwijl tegelijkertijd (en dat is het aardige) ook de leessnelheid wordt opgevoerd. Blu-ray heeft nog nauwelijks de overwinning kunnen claimen, maar aan de opvolger ervan wordt al hard gewerkt. De Technische Universiteit Eindhoven is bezig om een opslagmedium met een capaciteit van 100 GB te ontwikkelen: vier maal de omvang van een enkellaagse Blu-ray DVD. De schijf blijft met een doorsnede van ongeveer twaalf centimeter ongeveer even groot als het nu gebruikelijke DVD-formaat. Li Huang, een promovendus aan de universiteit, ontwikkelde een algoritme dat zorgde voor het betrouwbaar lezen van de gegevens zorgde. De traditionele methode om gegevens op te slaan op optische schijven maakt gebruik van gegevenssporen die door lege banen van elkaar worden gescheiden. Die lege banen dienen mogelijke interferentie te voorkomen. De normale wijze om de opslagcapaciteit van optische media te vergroten is om de afstand tussen bits binnen de gegevenssporen en de putjes te verkleinen. Hierdoor hebben lasers steeds kleinere golflengtes nodig. Huang ontwikkelde ze Twodos-techniek, die van de gebruikelijke werkwijze afwijkt en gegevenssporen groepeert. De drive leest vervolgens niet een rij bits, maar meerdere rijen tegelijkertijd uit. De informatie wordt vervolgens groepsgewijs verwerkt.
De methode is niet zonder problemen. Er is grotere snelheid nodig om de gegevensstromen te kunnen verwerken. Daarnaast is de kans op interferentie door het ontbreken van de lege banen groter. Dit moet door signaalverwerking worden opgevangen. Huang slaagde erin de signaalverwerking te vereenvoudigen, zodat de gegevens met hoge snelheid en met een hoge mate van betrouwbaarheid uitgelezen worden. Het algoritme voorspelt welke waarde de bits hebben. Door elf gegevenssporen te groeperen en met eveneens elf lasers af te tasten wist Huang de gegevensdichtheid op zijn opslagschijven te verdubbelen en de leessnelheid te vertienvoudigen. De Twodos-techniek is al toepasbaar op de huidige optische schijven, zoals CD, DVD en Blu-ray, maar kan ook moeiteloos ingezet worden op toekomstige optische media. De techniek wordt al enkele jaren ontwikkeld. 'Ik heb de complexiteit van de dataverwerking verminderd. Het snel lezen van een optische schijf met hoge datadichtheid wordt daarmee mogelijk', legt Huang uit. Opvallend genoeg zijn dezelfde technieken ook bruikbaar bij draadloze netwerken. Deze maken vaak gebruik van meerdere zenders en ontvangers. Zijn er bijvoorbeeld van elk twee, dan zijn er al vier dataverbindingen. Huang: 'Al die signalen beïnvloeden elkaar. Dat maakt het ingewikkeld om de juiste data uit het signaal te destilleren'. Hij maakte de signalen uit de zenders daarom hoekafhankelijk. Zo kon het aantal benodigde signalen flink omlaag, waarmee de complexiteit afnam. Hierdoor zijn er minder fouten en is er een hogere snelheid. Huang deed een deel van zijn onderzoek aan het Data Storage Institute in Singapore. Via een videoverbinding verdedigde hij zijn promotiewerk onlangs al voor zijn thuisuniversiteit, de National University of Singapore (NUS). Daarmee heeft de TU Eindhoven de afspraak dat promovendi die aan gezamenlijke projecten werken, aan beide universiteiten kunnen promoveren. Huang is op 3 maart in Eindhoven gepromoveerd. Huang legde de resultaten van zijn onderzoek vast in zijn proefschrift 'Reduced-Complexity Signal Processing Techniques for Multiple-Input Multiple-Output Storage and Wireless Communication Systems’
