6G наближається – японські науковці досягли швидкості 112 Гбіт/с на частоті 560 ГГц – технологічні новини

Новий фотонний чип у 90 разів менший за наявні аналоги.

Команда науковців з Університету Токусіма в Японії продемонструвала бездротову передачу даних зі швидкістю до 112 гігабіт на секунду на надвисокій частоті 560 гігагерц. Цей результат вважається важливим етапом у розвитку мереж зв’язку шостого покоління, які планується запустити в наступному десятилітті, повідомляє LiveScience.

Прорив став можливим завдяки новій терагерцовій системі зв’язку, що базується на фотонних мікрогребінцях. Ця технологія дозволила вирішити основні проблеми стабільності сигналу, які раніше стримували прогрес у створенні надшвидкісних бездротових мереж.

Під час експериментів команда досягла швидкості передачі даних 84 Гбіт/с, використовуючи метод модуляції QPSK, та 112 Гбіт/с за допомогою технології 16QAM. Це перший випадок, коли швидкість понад 100 Гбіт/с була продемонстрована на частотах вище 420 ГГц. Результати дослідження були опубліковані в журналі Communications Engineering.

“Цей результат є важливим кроком до практичних бездротових систем 6G і надшвидкісного мобільного зворотного зв’язку,” — зазначив співавтор дослідження, професор Такеші Ясуї.

Ключовою характеристикою нової системи стали оптичні мікрогребінці — компактні фотонні пристрої, здатні генерувати надзвичайно стабільні світлові сигнали. Вони допомагають значно зменшити фазовий шум, що є однією з основних проблем для роботи на терагерцових частотах.

На відміну від традиційних фотонних систем, які вимагають складного та точного налаштування лазерів, японські дослідники безпосередньо з’єднали оптичне волокно з мікрорезонатором із нітриду кремнію. Це дозволило зробити систему більш компактною та стійкою до зовнішніх впливів. Вчені також інтегрували систему контролю температури, яка допомагає підтримувати стабільність роботи навіть за зміни зовнішніх умов.

Розмір нового передавача становить лише 5 міліметрів. Для порівняння, стандартні системи такого типу можуть досягати 450 міліметрів, отже, новий пристрій приблизно у 90 разів менший.

Сьогодні середня швидкість мереж 5G у багатьох країнах становить близько 300 Мбіт/с. Теоретично мережі 6G можуть забезпечити швидкість до 1 терабіта на секунду — більш ніж у 3000 разів швидше за нинішні середні показники 5G.

Для реалізації таких можливостей необхідна нова інфраструктура передачі даних. Одним із перспективних напрямків вважаються терагерцові частоти понад 350 ГГц, які мають значно більшу пропускну здатність, ніж перевантажені сучасними мережами нижчі діапазони спектра.

На думку авторів дослідження, їхня розробка може стати основою для майбутніх бездротових магістральних мереж. У перспективі це дозволить передавати великі обсяги даних без використання частини волоконно-оптичної інфраструктури та прискорить практичне впровадження технологій 6G.

Комерційне розгортання мереж шостого покоління очікується не раніше 2030 року. До того часу дослідники планують додатково знизити рівень шумів та збільшити потужність сигналу, щоб ще більше підвищити швидкість передачі даних.

Минулого року дослідники зі США та Китаю розробили мініатюрний 6G-чип розміром 1,7 на 11 міліметрів, який здатний передавати дані зі швидкістю понад 100 гігабіт на секунду. Завдяки подвійному електрофотонному підходу пристрій уперше об’єднав увесь бездротовий спектр із дев’яти радіочастотних діапазонів від 0,5 до 110 ГГц, забезпечуючи стабільний зв’язок навіть у низькочастотних зонах сільської місцевості.