O arhitectură de cip, prima de acest fel, care utilizează atât componente electronice, cât și pe bază de lumină, ar putea deschide calea pentru tehnologia 6G.
Cercetarea, publicată pe 20 noiembrie în Comunicarea naturiioferă un model pentru cipurile de comunicații necesare pentru radare avansate, sisteme de satelit, rețele wireless avansate (Wi-Fi) și chiar și generațiile viitoare de tehnologie mobilă 6G și 7G.
Prin integrarea componentelor bazate pe lumină sau fotonice într-o placă de circuite electronică convențională, cercetătorii au crescut dramatic lățimea de bandă de frecvență radio (RF).demonstrând în același timp o precizie îmbunătățită a semnalului la frecvențe înalte.
Ei au construit un prototip funcțional al cipului semiconductor de rețea, care măsoară 0,2 pe 0,2 inchi (5 pe 5 milimetri), prin aprovizionarea cu o placă de siliciu și atașarea componentelor electronice și fotonice – sub formă de „chiplete” – precum cărămizi Lego.
Legate de: Cum funcționează radarul: tehnologia făcută celebră de război
În mod crucial, au îmbunătățit și modul în care cipurile filtrau informațiile.
Emițătoarele-recepția fără fir trimit date, iar filtrele cu microunde încorporate în cipurile convenționale blochează semnalele în intervalul de frecvență greșit. Filtrele fotonice cu microunde îndeplinesc aceeași funcție pentru semnalele bazate pe lumină. Dar a fost extrem de dificil să combine componente fotonice și electronice și filtre fotonice cu microunde eficiente, pe un singur cip.
Dar prin reglarea precisă a frecvențelor specifice la benzile mai înalte, care tind să fie aglomerate, mai multe informații pot circula prin cip mai precis, potrivit studiului. Acest lucru este important pentru viitoarele tehnologii wireless care vor ajunge să se bazeze pe frecvențe mai înalte. Acestea au lungimi de undă mai scurte și, prin urmare, pot transporta mai multă energie, ceea ce echivalează cu o lățime de bandă mai mare pentru date.
„Filtrele fotonice cu microunde joacă un rol crucial în aplicațiile moderne de comunicații și radar, oferind flexibilitatea de a filtra cu precizie diferite frecvențe, reducând interferențele electromagnetice și îmbunătățind calitatea semnalului”, a spus liderul echipei de cercetare. Ben Eggletonpro-vice-rector (cercetare) la Universitatea din Sydney.
Dispozitivele care accesează rețelele 5G, cum ar fi smartphone-urile, transmit și primesc date la diferite intervale de radiofrecvență – de la bandă joasă (sub un gigahertz) la bandă înaltă (24 până la 53 GHz) în SUA, Verizon a spus.
Frecvențele mai mari permit viteze mai mari datorită capacității energetice mai mari a lungimilor de undă mai scurte, dar există o șansă mai mare de interferență și obstrucție. Acest lucru se datorează faptului că lungimile de undă mai scurte se străduiesc să străpungă suprafețe și obiecte mai mari, reducând, de asemenea, intervalul de semnal.
Între timp, vitezele de date 5G sunt în medie de 138 de megabiți pe secundă în SUA, potrivit OpenSignal, iar transportatorii rulează rețelele pe benzi cuprinse între 2 și 4 GHz. 6G, care se așteaptă să devină mainstream până în anii 2030, va funcționa pe o frecvență mai mare – începând de la 7 la 15 GHz, potrivit Asociația Global Systems for Mobile Communications (GSMA).
Cu toate acestea, cele mai înalte benzi 6G, pentru aplicații industriale, vor trebui să fie peste 100 Ghz și, eventual, chiar să atingă 1.000 GHz, potrivit Universitatea din Liverpooliar vitezele ar putea atinge un maxim teoretic de 1.000 de gigabiți pe secundă,
Aceasta înseamnă că este nevoie de a construi cipuri de comunicații cu o lățime de bandă RF semnificativ mai mare și filtrarea avansată pentru a elimina interferențele la aceste frecvențe mai înalte. Aici intervin progresele în arhitectura cipului – fotonica jucând un rol cheie în cipurile semiconductoare de rețea care vor fi utilizate pentru alimentarea dispozitivelor 6G.