Учёные из Университета Токусимы совместно с коллегами из Токио и Гифу установили новый рекорд беспроводной передачи данных — 112 Гбит/с на частоте 560 ГГц. Это первый в мире случай, когда удалось преодолеть рубеж в 100 Гбит/с на частотах выше 420 ГГц. Результаты исследования опубликованы в журнале Communications Engineering.
Террагерцовый диапазон — выше 300 ГГц — инженеры рассматривают как ключевую основу для будущих сетей шестого поколения (6G) благодаря чрезвычайно широким полосам пропускания. Однако традиционная кремниевая электроника сталкивается с физическими ограничениями уже при частоте выше 350 ГГц. Выходная мощность передатчиков падает до критического минимума, а уровень фазового шума стремительно растет — и это разрушает структуру полезного сигнала. Именно из-за этого предыдущие попытки установить связь на таких частотах обычно не выходили за пределы нескольких десятков гигабит.
Чтобы обойти этот фундаментальный барьер, команда под руководством профессора Такеси Ясуи заменила электронные генераторы частоты на радиофотонику. Исследователи использовали солитонный оптический микрогребень (soliton microcomb) — устройство размером меньше ногтя, выращенное на чипе из нитрида кремния. Этот оптический прибор расщепляет лазерный луч на множество дискретных световых линий, точно выверенных по частоте и фазе. Применив к этим линиям модуляцию 16QAM, физики преобразовали свет в терагерцовые радиоволны с беспрецедентной чистотой сигнала.
Помимо рекордной скорости, исследователям удалось решить проблему стабильности, как пишет Tech Xplore. Ранее подобные лабораторные схемы выходили из строя из-за малейших тепловых колебаний уже через несколько минут. Инженеры из Токусимы припаяли оптическое волокно непосредственно к чипу микрорезонатора, устранив необходимость в ювелирной оптической юстировке, и дополнили конструкцию системой прецизионного температурного контроля. Обновленное устройство бесперебойно проработало в лаборатории более 27 часов.
Подписывайтесь на Mediasat в Telegram: здесь самые интересные новости из мира технологий
Впрочем, до массового применения технологии ещё далеко. Физикам ещё предстоит существенно увеличить дальность передачи сигнала с помощью новых конструкций антенн и дополнительно снизить уровень шумов. Первым реальным полигоном станет сетевая инфраструктура — магистральные каналы связи (backhaul), соединяющие вышки сотовой связи между собой и с центральными узлами сети. Прежде чем конечные устройства смогут обрабатывать терагерцовые потоки данных, транспортная сеть сама должна научиться мгновенно их распределять.
Ранее исследователи Калифорнийского университета в Ирвайне создали приемопередатчик на частоте 140 ГГц, обеспечивающий скорость передачи данных 120 Гбит/с.
