Verbindung zwischen Deutschland und Polen 16.06.2020, 06:45 Uhr

Wissenschaftliche Daten rasen ab jetzt in Hochgeschwindigkeit

Mit einer Geschwindigkeit von bis zu 100 Gigabit pro Sekunde können Datenauswertungen vom weltweit größten Röntgenlaser European XFEL nun von Deutschland nach Polen übertragen werden. Das soll die Datenanalyse erheblich beschleunigen und die Zusammenarbeit im Bereich der Forschung erleichtern.

Symbolbild Daten

Die Daten rasen nach Polen - um dort ausgewertet zu werden.

Foto: panthermedia.net/ccaetano

Big Data ist ein wichtiges Schlagwort im digitalen Zeitalter geworden und hat gerade für die Forschung große Bedeutung. Denn extrem große Datenmengen bergen enormes Potenzial für die Auswertung. Vorausgesetzt natürlich, die Qualität der vorliegenden Informationen ist hoch. Für die Analyse sind jedoch einerseits große Rechnerkapazitäten gefragt, andererseits erschweren die Datenmassen auch die Zusammenarbeit auf internationaler Ebene. Schließlich müssen die Daten zunächst einmal von A nach B gelangen, wenn an zwei Orten mit ihnen gearbeitet werden soll. Zumindest zwischen Deutschland und Polen soll das jetzt deutlich unkomplizierter und zeitnah möglich sein. Staatssekretär Wolf-Dieter Lukas vom Bundesministerium für Bildung und Forschung und der polnische Unterstaatssekretär vom Ministerium für Wissenschaft und Bildung Grzegorz Wrochna haben nämlich eine Ultra-Hochgeschwindigkeitsverbindung für den Austausch wissenschaftlicher Daten zwischen den beiden Ländern eröffnet.

Ein Datensatz kann an zwei Rechenzentren ausgewertet werden

Anlass für die Errichtung dieser Leitung ist der Röntgenlaser European XFEL (X-Ray Free-Electron Laser) in Hamburg. Künftig sollen zwei Rechenzentren daran arbeiten, die Daten zu analysieren, die in dieser Forschungseinrichtung erhoben werden, nämlich 
das Deutsche Elektronen-Synchrotron DESY der Helmholtz-Gemeinschaft in Hamburg und das National Centre for Nuclear Research (NCBJ) im polnischen Świerk. Ziel ist, dass die Ergebnisse deutlich schneller vorliegen. Denn die Analyse ist der Schlüssel für die Arbeit am XFEL. Mit Röntgendaten von Molekülen können Wissenschaftler ihre dreidimensionale Struktur bestimmen. Außerdem lassen sich die Bilder zu einer Art Film kombinieren, der die Prozesse zeigt. Auf diese Weise können die Forscher unter anderem Vorgänge im menschlichen Körper oder chemische Reaktionen in Materialien besser untersuchen.

Dass es sich bei der neuen Datenleitung um wesentlich mehr handelt als einfach nur um eine besonders gute Internetverbindung, zeigen die Zahlen: In den meisten Bundesländern liegt die durchschnittliche Internetgeschwindigkeit zwischen 22 und 28 Megabit pro Sekunde (Mbit/s). Wer das Glück hat, an eine Hochgeschwindigkeitsverbindung über Glasfaser angeschlossen zu sein, kann etwa mit dem zehnfachen Tempo rechnen, also 250 Mbit/s. Für die Datenmengen, die in der Forschungseinrichtung XFEL anfallen, ist das immer noch viel zu wenig – es würde nach Angabe der Wissenschaftler etwa einen Monat dauern, um die Daten eines einzigen Experimentes nach Polen zu übertragen. Dank der neuen Super-Verbindung passiert das in wenigen Stunden. Sie schafft nämlich bis zu 100 Gigabit pro Sekunde (Gbit/s), ist also ungefähr 400 Mal so schnell.

Die schnelle Datenleitung soll zu einer noch engeren Zusammenarbeit beitragen

Für die Hochgeschwindigkeitsverbindung haben etliche Einrichtungen Hand in Hand gearbeitet: European XFEL und NCBJ, der Verein zur Förderung eines deutschen Forschungsnetzes e. V. (DFN-Verein), das Supercomputing and Networking Center am Institut für Bioorganische Chemie in Poznań (PSNC), das Research and Academic Computer Network National Research Institute (NASK) und das Deutsche Elektronen-Synchrotron (DESY). Im Jahr 2017 haben sie damit begonnen, die dafür notwendige Infrastruktur zu errichten.

„Die intelligente Verteilung und Verarbeitung von großen Datenmengen ist einer der Schlüssel für die Wissenschaft an großen Forschungszentren wie DESY oder European XFEL“, sagte DESY-Beschleunigerdirektor Wim Leemans. „Schnelle Datenleitungen wie diese werden die internationale Zusammenarbeit an diesen einzigartigen Anlagen beflügeln.“
 Das erste Datenpaket haben die Hamburger auch prompt an die polnischen Kollegen überspielt. Es handelte sich um Daten des Biomoleküls Lysozym. Diese Verbindung wird sehr häufig zu Testzwecken eingesetzt, weswegen sich am European XFEL dazu 16 Millionen Datensätze angesammelt hatten, die 2019 in einem Proof-of-Concept-Experiment analysiert worden waren. Die Daten werden nun erneut in Polen untersucht. So lassen sich Software und Verfahren vor Ort am NCBJ validieren.

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