Науковці з Університету Токусіми разом з колегами з Токіо та Гіфу встановили новий рекорд бездротової передачі даних — 112 Гбіт/с на частоті 560 ГГц. Це перший у світі випадок, коли вдалося подолати рубіж у 100 Гбіт/с на частотах вище 420 ГГц. Результати дослідження опубліковано в журналі Communications Engineering.
Терагерцовий діапазон — вище 300 ГГц — інженери розглядають як ключову основу для майбутніх мереж шостого покоління (6G) завдяки надзвичайно широким смугам пропускання. Однак традиційна кремнієва електроніка натрапляє на фізичні обмеження вже за позначкою 350 ГГц. Вихідна потужність передавачів падає до критичного мінімуму, а рівень фазового шуму стрімко зростає — і це руйнує структуру корисного сигналу. Саме через це попередні спроби встановити зв’язок на таких частотах зазвичай не виходили за кілька десятків гігабіт.
Щоб обійти цей фундаментальний бар’єр, команда під керівництвом професора Такесі Ясуї замінила електронні генератори частоти на радіофотоніку. Дослідники застосували солітонний оптичний мікрогребінь (soliton microcomb) — пристрій, менший за нігтик, вирощений на чипі з нітриду кремнію. Цей оптичний прилад розщеплює лазерний промінь на множину дискретних світлових ліній, точно вивірених за частотою та фазою. Застосувавши до цих ліній модуляцію 16QAM, фізики перетворили світло на терагерцові радіохвилі з безпрецедентною чистотою сигналу.
Окрім рекордної швидкості, дослідникам вдалося розв’язати проблему стабільності, як пише Tech Xplore. Раніше подібні лабораторні схеми виходили з ладу через найменші теплові коливання вже за кілька хвилин. Інженери з Токусіми припаяли оптичне волокно безпосередньо до чипа мікрорезонатора, усунувши потребу в ювелірному оптичному юстуванні, і доповнили конструкцію системою прецизійного температурного контролю. Оновлений пристрій безперебійно пропрацював у лабораторії понад 27 годин.
Підписуйтесь на Mediasat у Telegram: тут найцікавіші новини ТБ та телекому
Утім, до масового застосування технології ще далеко. Фізикам ще треба суттєво збільшити відстань передачі сигналу за допомогою нових конструкцій антен і додатково знизити рівень шумів. Першим реальним полігоном стане мережева інфраструктура — магістральні канали зв’язку (backhaul), що з’єднують вежі стільникового зв’язку між собою та з центральними вузлами мережі. Перш ніж кінцеві пристрої зможуть опрацьовувати терагерцові потоки даних, транспортна мережа сама має навчитися миттєво їх розподіляти.
Раніше дослідники Каліфорнійського університету в Ірвайні створили приймач-передавач на частоті 140 ГГц, що забезпечує швидкість передавання даних 120 Гбіт/с.
