Исследователи из Университета Токусима установили новый рекорд беспроводной передачи данных. Их система, работающая на частоте 560 ГГц, достигла скорости 112 Гбит/с. Это первый случай в истории, когда удалось преодолеть отметку в 100 Гбит/с на частотах выше 420 ГГц — результат, который еще несколько лет назад казался труднодостижимым. Для понимания масштаба такая скорость позволила бы передать содержимое жесткого диска среднего ноутбука менее чем за секунду или транслировать одновременно тысячи видеопотоков в максимальном качестве. Разработка ведется в рамках подготовки к сетям шестого поколения — 6G, которым понадобятся принципиально новые частотные диапазоны, далеко выходящие за пределы нынешнего 5G.
Главным техническим препятствием при работе на столь высоких частотах является фазовый шум — едва уловимые нестабильности, вызывающие кратковременные искажения сигнала и делающие передачу данных ненадежной. Обычная электроника с этим попросту не справляется: компоненты начинают «дрожать» на уровне, невидимом глазу, но критичном для высокоскоростной связи. Японские инженеры решили проблему, обратившись к оптике. Они использовали фотонные микрогребенки — крошечные чиповые устройства, которые преобразуют единственный лазерный луч в целый набор точных световых частот с одинаковыми интервалами между ними. Уровень шума у такой оптической системы на порядок ниже, чем у любого электронного аналога. Два сформированных таким образом сигнала смешиваются и превращаются в терагерцовую радиоволну, которая и переносит данные по воздуху. Чтобы при этом сохранить компактность установки, команда объединила микрогребенку с микрорезонатором, напрямую подключив оптоволокно и встроив систему температурного контроля, это избавило от необходимости в дорогостоящей и капризной юстировке оптики.
Примечательно, что терагерцовый диапазон долгое время оставался своеобразной «мертвой зоной» в электромагнитном спектре, т. е. слишком высокочастотным для привычной радиоэлектроники и слишком низкочастотным для оптики. Инженеры десятилетиями не могли подступиться к нему с практической стороны, хотя теоретический потенциал был очевиден. Японская разработка фактически открывает этот диапазон для реального использования, перекидывая мост между двумя мирами — электронным и фотонным — с помощью одного небольшого чипа.
Интересно и то, где эта технология может найти применение помимо смартфонов и домашнего интернета. Терагерцовые частоты рассматриваются как основа для связи внутри дата-центров, где огромные массивы серверов нуждаются в передаче колоссальных объемов данных на коротких расстояниях. Еще одно перспективное направление — беспроводные соединения между чипами внутри самих устройств, что позволило бы отказаться от части физических контактов и сделать электронику компактнее и надежнее. Таким образом, рекорд токусимской команды — это не только шаг к 6G, но и потенциальный сдвиг в том, как устроены вычислительные системы в целом.
Ранее мы писали о том, что тест-драйв 5G начался в 11 регионах России.
Источник: hi-tech.mail.ru