Ulepszony przesył danych

fot. pixabay

Naukowcy z Uniwersytetu Tokushima zademonstrowali jednokanałową transmisję bezprzewodową o prędkości 112 Gb/s w paśmie 560 GHz przy użyciu mikrogrzebieni solitonowych, co stanowi ważny krok w kierunku stworzenia komunikacji 6G nowej generacji.

Konwencjonalne technologie elektroniczne napotykają fundamentalne ograniczenia w generowaniu stabilnych sygnałów o wysokiej częstotliwości powyżej 350 GHz, w tym zmniejszoną moc wyjściową i zwiększony szum fazowy. Wyzwania te utrudniają realizację ultraszybkiej komunikacji bezprzewodowej w zakresie terahercowym, która ma odegrać kluczową rolę w przyszłych systemach 6G.

Aby sprostać tym wyzwaniom, zespół badawczy opracował terahercowy system komunikacji bezprzewodowej sterowany mikrogrzebieniami, który łączy elementy sprzężone światłowodowo z technikami modulacji wyższego rzędu. System wykorzystuje stabilność wysokich częstotliwości i niski szum fazowy, aby generować niemal niezaszumioną nośną terahercową.

Umożliwia to bezprzewodową transmisję z prędkością 112 Gb/s w paśmie 560 GHz, znacznie przewyższając możliwości systemów komunikacji terahercowej w tych częstotliwościach i po raz pierwszy demonstrując bezprzewodową komunikację klasy 100 Gb/s poza pasmem 420 GHz. Otwiera to nowe możliwości w zakresie technologii bezprzewodowych wysokiej częstotliwości. Wyniki badań opublikowano w czasopiśmie Communications Engineering.

System oparty jest na kompaktowym i stabilnym urządzeniu wykorzystującym mikrorezonator sprzężony światłowodowo. Poprzez bezpośrednie połączenie światłowodu z mikrorezonatorem z azotku krzemu naukowcy wyeliminowali potrzebę precyzyjnego strojenia optycznego, co umożliwiło znaczną miniaturyzację i poprawę stabilności operacyjnej. Taka konfiguracja pozwoliła również na pompowanie optyczne o dużej mocy i długotrwałą stabilną pracę, tworząc platformę do generowania sygnałów terahercowych o niskim poziomie szumów. Integracja funkcji kontroli temperatury dla mikrorezonatora poprawia powtarzalność charakterystyk rezonansu optycznego i zwiększa odporność na wahania temperatury otoczenia.

W eksperymencie transmisji bezprzewodowej wygenerowano dwie bardzo stabilne nośne optyczne poprzez blokowanie mikrogrzebienia metodą wtrysku i modulację w formatach QPSK i 16QAM. Sygnały te zostały przekształcone w falę terahercową 560 GHz poprzez fotomiksowanie i przesłane bezprzewodowo. W odbiorniku sygnały odtworzono za pomocą detekcji heterodynowej z mikserem subharmonicznym.

Praca stanowi kluczowy fundament technologiczny dla ultraszybkich mobilnych łączy szkieletowych i zintegrowanych sieci fotoniczno-bezprzewodowych w systemach 6G. Dalsze prace będą koncentrować się na redukcji szumu fazowego, umożliwieniu stosowania formatów modulacji wyższego rzędu oraz wydłużeniu zasięgu transmisji poprzez zwiększoną moc wyjściową w paśmie terahercowym.

(rr)