Люди у всьому світі все частіше використовують мобільні пристрої для доступу до Інтернету. Кількість підключених пристроїв збільшується в геометричній прогресії. Незабаром знадобиться розроблення потужних бездротових мереж, здатних швидко передавати великі обсяги даних.
Нещодавно була розроблена нова конструкція кремнієвого чіпа, яка називається мультиплексором. Чіп ефективно управлятиме терагерцовими хвилями, які є ключовими в наступному поколінні зв’язку 6G, 7G. Над розробкою спільно працювали японські дослідники з Університету Осаки та австралійські – з Університету Аделаїди.
«Для контролю великої спектральної смуги пропускання терагерцових хвиль та розподілу інформації на фрагменти мультиплексор роз’єднує та об’єднує сигнали. Їх можна легше обробити і швидше передати з одного пристрою на інший », – заявив доцент Вітхават з Університету Аделаїди.
До цього часу компактні та практичні мультиплексори не розроблялися для терагерцового діапазону. Вони економічні у виготовленні та корисні для широкосмугового бездротового зв’язку.
Терагерцові хвилі – це частина електромагнітного спектра, яка має необроблену спектральну пропускну здатність. Пропускна здатність є набагато ширшою, ніж у звичайних бездротових комунікаціях, та базується на мікрохвилях. Команда розробила надкомпактні та ефективні терагерцові мультиплексори завдяки новому процесу оптичного тунелювання.
Пристрій випромінює всього 25 хвиль, що забезпечує різке зменшення розміру в 6000 разів. Мультиплексор охоплює спектральну смугу пропускання, яка в 30 разів перевищує спектр, виділений в Японії для 4G / LTE, – найшвидшої мобільної технології, доступної в даний час. Крім того, вона перевищує спектр для 5G, який є наступним поколінням. Оскільки пропускна здатність пов’язана зі швидкістю передачі даних, з новим мультиплексором можлива надшвидкісна цифрова передача.
“Наш чотириканальний мультиплексор може підтримувати швидкість передачі даних 48 Гбіт / с. Вона еквівалентна швидкості незжатого відео ультрависокої чіткості 8K, яке транслюється в режимі реального часу”, – сказав доцент Масаюкі Фуджіта.
Команда планує інтегрувати цей мультиплексор з резонансними тунельними діодами для забезпечення компактних багатоканальних терагерцових приймачів. Крім того, це допоможе зробити всю систему портативною.
Схема модуляції, використана в дослідженні команди, була досить простою: потужність терагерца просто вмикалася і вимикалася для передачі даних. Доступні більш просунуті методи, які можуть втиснути ще більшу швидкість передачі даних до 1 Терабіт / с.
Новий мультиплексор можна виготовляти масово, як і комп’ютерні чіпи, але набагато простіше. Не виключена можливість використання для підтримання зв’язку між компактними літаками, такими як автономні безпілотники.
Дослідження було опубліковане в журналі Optica. Воно фінансувалося програмою фінансування CREST від Японського науково-технологічного агентства (JST), грантом KAKENHI та грантом Discovery від Австралійської дослідницької ради (ARC). Це нововведення відкрило шлях до перетворення нинішніх нанофотонних мультиплексорів у терагерцову сферу.
Читайте найцікавіші еконовини АРТ-ЕНЕРГО в Telegram та Фейсбуці