To już się dzieje. Oparty na świetle chip robi miejsce dla 6G i 7G

Badania przeprowadzone na Uniwersytecie w Sydney w Australii przedstawiły plan konieczny do stworzenia nowej generacji chipów komunikacyjnych. Integracja komponentów, których działanie jest oparte na świetle z konwencjonalnymi płytkami z obwodami scalonymi, może okazać się przełomem.

Dzięki temu osiągnięciu naukowcom udało się zwiększyć przepustowość częstotliwości radiowych oraz poprawić dokładność sygnału przy wysokich częstotliwościach. Jak przyznają badacze, był to trudny proces. Po raz pierwszy udało się połączyć w działającą całość elementy fotoniczne i elektroniczne, stosując mikrofalowe filtry na jednym chipie.

Badacze z Sydney zbudowali działający prototyp sieciowego układu półprzewodnikowego o wymiarach 5 × 5 mm. Na płytce krzemowej umieścili oni komponenty elektroniczne i fotoniczne, niczym klocki Lego, układając je w moduły określane jako "chiplety".

Powstałe w ten sposób bezprzewodowe urządzenia nadawczo-odbiorcze wysyłają dane. Wbudowane w konwencjonalne chipy filtry mikrofalowe blokują sygnały spoza właściwego zakresu częstotliwości. Jednocześnie mikrofalowe filtry fotoniczne pełnią tę samą funkcję w przypadku sygnałów świetlnych.

O najnowszych osiągnięciach w elektronice przeczytasz tutaj:

Kluczowym elementem osiągnięcia większej przepustowości przepływu danych były krótsze fale wykorzystywane w częstotliwościach na wyższych pasmach. Dzięki temu możliwe jest przenoszenie większej ilości energii, co prowadzi do wzrostu przepustowości. Wyzwaniem było skonstruowanie chipa, który najlepiej działałby w takich częstotliwościach, jednocześnie zachowując wymaganą precyzję.

Jak twierdzi lider zespołu badawczego Ben Eggleton, który jest prorektorem ds. badań na Uniwersytecie w Sydney:

Wyższe częstotliwości pozwalają na osiągnięcie większych prędkości ze względu na większą pojemność energetyczną, jaką posiadają krótsze fale. Jednak wadą tych częstotliwości jest zwiększona podatność na zakłócenia technologiczne. Krótsze fale mają trudności z przenikaniem się przez większe powierzchnie i obiekty, co prowadzi do zmniejszenia zasięgu sygnału. Urządzenia, które korzystają z sieci 5G, takie jak smartfony, przesyłają i odbierają dane w różnych zakresach częstotliwości radiowych. Zwykle obejmują one pasma od niskich częstotliwości poniżej 1 GHz do wysokich od 24 do 53 GHz.

Pasma 6G, które znajdą zastosowanie w masowej skali, będą jednak musiały przekraczać 100 GHz, a być może nawet 1000 GHz. Teoretycznie mogą one osiągnąć prędkości przesyłu danych do maksymalnej wartości 1000 gigabitów na sekundę.

Oznacza to, że istnieje pilna potrzeba opracowania nowych układów komunikacyjnych o znacznie większej przepustowości oraz zaawansowanych mechanizmów filtrowania w celu eliminacji zakłóceń na wyższych częstotliwościach. Badania australijskich naukowców mają na celu dokładnie to. Warto trzymać za nich kciuki – jeśli ich metoda okaże się skuteczna, będziemy mogli cieszyć się jeszcze lepszym standardem przesyłu danych.