Grupa badaczy opracowała nowy multiplekser polaryzacyjny, zwiększający możliwości komunikacji 6G.
Komunikacja terahercowa wyznacza nową granicę w technologii bezprzewodowej, oferując prędkości transmisji danych znacznie przewyższające prędkości istniejących systemów.
Działając o godz terahercowy częstotliwości, systemy te mogą obsługiwać niespotykaną dotąd przepustowość, umożliwiając ultraszybką komunikację bezprzewodową i przesyłanie danych. Jednakże jednym z istotnych wyzwań w komunikacji terahercowej jest efektywne zarządzanie dostępnym widmem i jego wykorzystanie.
Zespół opracował pierwszy zintegrowany (de)multiplekser polaryzacji terahercowej wdrożony na bezpodłożowej bazie krzemowej, który pomyślnie przetestował w subterahercowym paśmie J (220–330 GHz) na potrzeby komunikacji 6G i nie tylko.
Zespołem, w skład którego wchodzi także były doktorant Uniwersytetu w Adelajdzie, Weijie Gao, obecnie jest pracownikiem naukowym ze stopniem doktora współpracującym z profesorem Masayuki Fujita na Uniwersytecie w Osace, jest profesor Withawat Withayachumnankul z Uniwersytetu w Adelajdzie.
Demonstracja wideo jednoczesnej komunikacji dwukanałowej z polaryzacją ortogonalną. Źródło: 2024 Gao i in., Ultraszerokopasmowy zintegrowany multiplekser polaryzacyjny terahercowy. Recenzje laserów i fotoniki
„Nasz proponowany multiplekser polaryzacyjny umożliwi jednoczesną transmisję wielu strumieni danych w tym samym paśmie częstotliwości, skutecznie podwajając pojemność danych” – powiedział profesor Withayachumnankul.
„Tak duża względna przepustowość jest rekordem wśród wszystkich zintegrowanych multiplekserów występujących w dowolnym zakresie częstotliwości. Gdyby przeskalować je do częstotliwości środkowej pasm komunikacji optycznej, taka szerokość pasma mogłaby pokryć wszystkie pasma komunikacji optycznej.
Zwiększanie efektywności komunikacji
Multiplekser umożliwia współdzielenie jednego urządzenia lub zasobu przez kilka sygnałów wejściowych – na przykład dane z kilku rozmów telefonicznych przesyłane jednym przewodem.
Nowe urządzenie opracowane przez zespół może podwoić przepustowość komunikacyjną w ramach tej samej przepustowości przy mniejszej utracie danych w porównaniu z istniejącymi urządzeniami. Jest wytwarzany przy użyciu standardowych procesów produkcyjnych, umożliwiających opłacalną produkcję na dużą skalę.
„Ta innowacja nie tylko zwiększa wydajność systemów komunikacji terahercowej, ale także toruje drogę dla solidniejszych i niezawodnych, szybkich sieci bezprzewodowych” – powiedział dr Gao.
„W rezultacie multiplekser polaryzacyjny odgrywa kluczową rolę w wykorzystaniu pełnego potencjału komunikacji terahercowej, przyczyniając się do postępu w różnych dziedzinach, takich jak strumieniowe przesyłanie wideo w wysokiej rozdzielczości, rzeczywistość rozszerzona i sieci komórkowe nowej generacji, takie jak 6G”.
Torowanie drogi dla przyszłego rozwoju
Przełomowe wyzwania poruszone w pracach zespołu, które opublikowano w czasopiśmie Recenzje laserów i fotoniki znacznie zwiększają praktyczność technologii terahercowych wykorzystujących fotonikę.
„Pokonując kluczowe bariery techniczne, ta innowacja może katalizować wzrost zainteresowania i aktywności badawczej w tej dziedzinie” – powiedział profesor Fujita, współautor artykułu.
„Przewidujemy, że w ciągu najbliższego roku lub dwóch lat badacze zaczną badać nowe zastosowania i udoskonalać technologię”.
Zespół spodziewa się, że w ciągu następnych trzech do pięciu lat nastąpi znaczny postęp w dziedzinie szybkiej komunikacji, który doprowadzi do powstania komercyjnych prototypów i produktów na wczesnym etapie rozwoju.
„Przewidujemy, że w ciągu dekady powszechne przyjęcie i integracja technologii terahercowych w różnych gałęziach przemysłu, zrewolucjonizujemy takie dziedziny, jak telekomunikacja, obrazowanie, radar i Internet rzeczy” – powiedział profesor Withayachumnankul.
Ten najnowszy multiplekser polaryzacyjny można bezproblemowo zintegrować z wcześniejszymi urządzeniami zespołu do kształtowania wiązki na tej samej platformie, aby uzyskać zaawansowane funkcje komunikacyjne. Badania na ten temat publikowano wcześniej w czasopismach Optyka I Fotonika APL.
Odniesienie: „Ultra-szerokopasmowy zintegrowany multiplekser polaryzacji terahercowej” autorstwa Weijie Gao, Masayuki Fujita, Shuichi Murakami, Tadao Nagatsuma, Christophe Fumeaux i Withawat Withayachumnankul, 29 sierpnia 2024 r., Recenzje laserów i fotoniki.
DOI: 10.1002/lpor.202400270
Badanie zostało sfinansowane przez Japońską Agencję Nauki i Technologii, Narodowy Instytut Technologii Informacyjnych i Komunikacyjnych oraz Australijską Radę ds. Badań Naukowych.
