В области разработки беспроводных сетей 6G группа ученых из Японии сообщила о создании системы, работающей на частоте 560 ГГц. Достигнутая скорость передачи данных составила 112 гигабит в секунду. Эта технология основана на микросотовой архитектуре и предназначена для преодоления ограничений, характерных для традиционной электроники на частотах выше 350 ГГц, таких как потеря мощности и фазовый шум.
По словам ученых, данный результат рассматривается как шаг к созданию практичных беспроводных систем 6G и сверхскоростных мобильных магистральных сетей.
При работе на частотах выше 350 ГГц стандартные электронные компоненты сталкиваются с падением мощности и увеличением фазового шума, что затрудняет высокоскоростную передачу данных. В новой разработке исследователи использовали подход, основанный не на традиционных электронных схемах, а на фотонных технологиях. Это позволило впервые реализовать беспроводную передачу со скоростью 100 Гбит/с на частоте выше 420 ГГц. Для сравнения: существующие экспериментальные системы на подобных частотах обычно обеспечивают лишь несколько гигабит в секунду.
Основным элементом системы стало устройство, называемое оптической микрогребенкой. Оно генерирует серию стабильных лазерных линий с низким уровнем фазового шума, что делает их подходящей основой для формирования терагерцовых сигналов.
Для обеспечения практичности системы ученые решили проблему оптического выравнивания, закрепив оптическое волокно непосредственно на микрорезонаторе из нитрида кремния. Такой подход позволил миниатюризировать устройство, обеспечить высокую мощность оптической накачки и повысить устойчивость к внешним воздействиям. Кроме того, встроенный регулятор температуры защищает чип от перепадов температуры окружающей среды, что улучшает воспроизводимость характеристик.
Для передачи данных из микрогребенки выделялись два стабильных оптических несущих сигнала, которые модулировались с использованием форматов QPSK и 16QAM. В результате система показала скорость 84 Гбит/с при QPSK и 112 Гбит/с при 16QAM.
Хотя применение таких частот в смартфонах в ближайшее время не ожидается, технология может быть использована в мобильных транзитных каналах — беспроводных соединениях между сотами связи и интернет-магистралями. Это позволит передавать большие объемы данных по воздуху без прокладки дорогостоящего оптоволокна.
В дальнейшем команда планирует продолжить снижение фазового шума и разработать более эффективные антенны для увеличения выходной мощности и дальности связи.