6G стає ближче: вчені вперше розігнали бездротовий зв’язок до 112 Гбіт/с

Дослідники з Університету Токусіми представили нову систему бездротової передачі даних, яка змогла досягти рекордної швидкості у 112 Гбіт/с на частоті 560 ГГц. Це один із найкращих результатів у сфері терагерцового зв’язку та важливий крок до появи повноцінних мереж 6G.

Сучасні бездротові технології вже наближаються до меж можливостей традиційних частотних діапазонів. Саме тому науковці по всьому світу активно досліджують терагерцовий спектр, який здатний забезпечити надзвичайно високі швидкості передачі даних. Проте робота на таких частотах роками залишалася надзвичайно складним завданням через високий рівень шумів, втрату сигналу та нестабільність електроніки.

Чому частота 560 ГГц вважається проривом

Після позначки приблизно у 350 ГГц більшість традиційних електронних компонентів починають працювати нестабільно. Сигнал швидко затухає, а навіть незначні перешкоди можуть серйозно впливати на якість передачі даних.

Щоб обійти це обмеження, японські інженери відмовилися від класичних електронних схем та зробили ставку на фотонні технології. Основою системи стали так звані «оптичні мікрогребінки» — спеціальні структури, які генерують набір надзвичайно стабільних лазерних ліній із мінімальним фазовим шумом.

Саме фазовий шум вважається однією з головних проблем терагерцового зв’язку, оскільки він суттєво знижує стабільність передачі даних на надвисоких частотах.

Інженерам вдалося вирішити ще одну критичну проблему

Окрім стабілізації сигналу, команда також змогла значно покращити точність вирівнювання лазерів. Для цього оптоволокно напряму закріпили на кремнієвому мікрорезонаторі. Такий підхід дозволив зробити систему компактнішою, стабільнішою та більш придатною для реального використання.

Установка отримала вбудований контроль температури, що особливо важливо для роботи з терагерцовими частотами. Навіть невеликі температурні коливання можуть негативно впливати на якість передачі сигналу.

Рекордні швидкості досягли завдяки двом схемам модуляції

Під час тестування дослідники використовували схеми модуляції QPSK та 16QAM.

• QPSK забезпечила передачу даних на швидкості до 84 Гбіт/с;
• 16QAM дозволила встановити рекорд — 112 Гбіт/с.

Для порівняння, цього достатньо, аби передати десятки фільмів у форматі 4K лише за кілька секунд.

Навіщо це потрібно майбутнім мережам 6G

На думку дослідників, технологія може стати основою для магістральної інфраструктури 6G. Замість дорогої прокладки оптоволоконних ліній оператори зможуть передавати величезні обсяги інформації між базовими станціями буквально «по повітрю».

Фахівці телекомунікаційної галузі зазначають, що саме терагерцовий діапазон сьогодні вважається одним із головних кандидатів для майбутніх 6G-мереж. Очікується, що нове покоління зв’язку забезпечить не лише надвисокі швидкості, а й майже миттєву затримку сигналу, що буде критично важливо для автономного транспорту, хмарного геймінгу, доповненої реальності та промислової автоматизації.

Втім, попри вражаючі результати, технологія поки що перебуває на ранньому етапі розвитку. Інженерам ще доведеться вирішити проблеми дальності передачі сигналу, енергоспоживання та масового виробництва подібного обладнання.

Попри це, новий експеримент уже зараз демонструє, наскільки близьким може бути перехід до епохи 6G та бездротових мереж із швидкостями, які ще кілька років тому здавалися фантастикою.