Будущее мобильных сетей: Япония достигла исторического рубежа в развитии 6G, обеспечив скорость 112 Гбит/с

Для достижения сверхзвуковой скорости исследователи из Университета Токусима и Университета Гифу разработали инновационную беспроводную систему связи на основе фотоники.

В основе этой технологии лежит устройство, известное как оптический микрогребенчатый генератор, установленный на микрочипе для генерации световых частот с беспрецедентной стабильностью в сетевом секторе.

Объединив этот компонент с передовыми методами высокочастотной модуляции сигнала (16QAM), команда преодолела известные ограничения в диапазоне 560 гигагерц (ГГц).

Это первый в мире случай, когда была продемонстрирована возможность передачи данных со скоростью 100 Гбит/с на частотах выше 420 ГГц, полностью преодолев физические барьеры, сдерживавшие развитие традиционной электроники.

До сих пор попытки использовать такие высокие частоты с традиционными электронными компонентами терпели неудачу из-за фазовых шумов и значительных потерь мощности. Эти недостатки делали соединения крайне нестабильными и ограничивали скорость всего несколькими Гбит/с, но новый подход, основанный на использовании света, решает эту проблему в корне.

Сверхкомпактный передатчик

Помимо скорости, настоящая революция заключается в размерах устройства. Традиционные микрогребенчатые системы обычно требуют целых лабораторий и сложного оборудования для оптической юстировки, размером около 450 миллиметров.

Однако японским ученым удалось напрямую соединить оптическое волокно с микрорезонатором из нитрида кремния, используя специальный оптический клей в контролируемой среде.

В результате получился сверхкомпактный передатчик шириной всего 5 миллиметров — примерно в 90 раз меньше, чем традиционные системы. Благодаря отсутствию необходимости в микроскопах и механических стендах для выравнивания, чип невосприимчив к реальным вибрациям, что значительно упрощает его дальнейшее внедрение в крупномасштабные коммерческие инфраструктуры.

Какое влияние это окажет?

Практические последствия достижения скорости 100 Гбит/с полностью изменят повседневную жизнь. Благодаря этой технологической мощи пользователь сможет загрузить фильм в формате Full HD всего за 0,4 секунды или фильм в формате 4K объемом 100 гигабайт примерно за 8 секунд. Это также позволит одновременно транслировать 4000 видеороликов в формате 4K на стриминговых платформах или удаленно создавать резервные копии одного терабайта (1 ТБ) данных всего за 80 секунд.

Профессор Такеши Ясуи, соавтор исследования и научный сотрудник Института пост-светодиодной фотоники Токусимского университета, подчеркнул значимость этого достижения:

«Этот результат представляет собой решающий шаг на пути к созданию практических беспроводных систем 6G и сверхскоростной мобильной магистральной сети — транспортной сети, отвечающей за подключение локальных антенн к центральному ядру сети» —

в краткосрочной перспективе.

Исследование, опубликованное в престижном научном журнале Communications Engineering , закладывает основу для создания беспроводных магистралей передачи данных, которые заменят необходимость прокладки дорогостоящих подземных волоконно-оптических кабелей.

В перспективе команда планирует еще больше снизить уровень шума и увеличить выходную мощность, ускорив наступление эры практически мгновенной глобальной связи.

источник