Фотонная связь достигла скорости 112 Гбит/с в диапазоне 560 ГГц
Ученые продемонстрировали беспроводную передачу данных со скоростью 112 Гбит/с на частоте 560 ГГц. Работа может стать основой для высокоскоростных линий связи в сетях 6G.
Источник: Tokushima University. Концептуальная иллюстрация беспроводной связи терагерцового диапазона, управляемой микрокомбами. Оптические частотные гребенки, генерируемые в микрорезонаторе, используются для получения малошумящих терагерцовых сигналов с помощью фотомикширования, что обеспечивает высокоскоростную беспроводную передачу со скоростью 112 Гбит/с в диапазоне 560 ГГц для будущих систем 6G.
МОСКВА, 18 мая. /Новости науки/. Исследователи из Токусимского университета создали фотонную систему беспроводной связи, которая передала данные со скоростью до 112 Гбит/с в терагерцовом диапазоне 560 ГГц. Об этом сообщил Institute of Post-LED Photonics при Tokushima University.
Терагерцовый диапазон считают одним из ключевых для будущих сетей 6G. Он позволяет передавать больше данных, чем современные радиосистемы. Но у таких частот есть серьезная проблема. Обычная электроника хуже справляется с генерацией стабильных сигналов выше 350 ГГц: падает мощность, растет фазовый шум, а связь становится менее надежной.
Авторы работы использовали другой подход. Они создали систему на основе солитонных микрогребенок. Это компактные фотонные устройства, которые формируют набор очень стабильных оптических частот. Затем эти частоты можно преобразовать в терагерцовый сигнал.
В основе системы лежит микрорезонатор из нитрида кремния. К нему напрямую присоединили оптическое волокно. Такое решение убрало необходимость в точной оптической настройке, уменьшило размеры установки и повысило ее устойчивость. Устройство также снабдили контролем температуры, чтобы резонатор стабильнее работал при изменениях внешней среды.
В эксперименте ученые получили два стабильных оптических несущих сигнала с помощью микрогребенки. Затем они использовали форматы модуляции QPSK и 16QAM. После фотосмешения сигналы превратились в терагерцовую волну частотой 560 ГГц и были переданы по беспроводному каналу.
Система достигла скорости 84 Гбит/с при модуляции QPSK и 112 Гбит/с при 16QAM. По словам авторов, это первый результат класса 100 Гбит/с для беспроводной связи на частотах выше 420 ГГц. Обычно терагерцовые системы в этом диапазоне ограничиваются скоростями от нескольких до нескольких десятков гигабит в секунду.
«Этот результат представляет собой важный шаг к практическим беспроводным системам 6G и сверхскоростным мобильным магистральным линиям связи», — сказал профессор Токушимского университета Такэси Ясуи.
Разработка может быть полезна для мобильных магистральных линий, которые соединяют базовые станции и узлы сети, а также для будущих фотонно-беспроводных сетей. Следующий этап работы связан со снижением фазового шума, переходом к более сложным форматам модуляции и увеличением дальности передачи за счет более мощного терагерцового сигнала и новых антенн.
Исследование опубликовано в журнале Communications Engineering. Метод работы — фотонная генерация терагерцового сигнала с помощью солитонных микрогребенок и передача данных в диапазоне 560 ГГц.
Терагерцовый диапазон считают одним из ключевых для будущих сетей 6G. Он позволяет передавать больше данных, чем современные радиосистемы. Но у таких частот есть серьезная проблема. Обычная электроника хуже справляется с генерацией стабильных сигналов выше 350 ГГц: падает мощность, растет фазовый шум, а связь становится менее надежной.
Авторы работы использовали другой подход. Они создали систему на основе солитонных микрогребенок. Это компактные фотонные устройства, которые формируют набор очень стабильных оптических частот. Затем эти частоты можно преобразовать в терагерцовый сигнал.
В основе системы лежит микрорезонатор из нитрида кремния. К нему напрямую присоединили оптическое волокно. Такое решение убрало необходимость в точной оптической настройке, уменьшило размеры установки и повысило ее устойчивость. Устройство также снабдили контролем температуры, чтобы резонатор стабильнее работал при изменениях внешней среды.
В эксперименте ученые получили два стабильных оптических несущих сигнала с помощью микрогребенки. Затем они использовали форматы модуляции QPSK и 16QAM. После фотосмешения сигналы превратились в терагерцовую волну частотой 560 ГГц и были переданы по беспроводному каналу.
Система достигла скорости 84 Гбит/с при модуляции QPSK и 112 Гбит/с при 16QAM. По словам авторов, это первый результат класса 100 Гбит/с для беспроводной связи на частотах выше 420 ГГц. Обычно терагерцовые системы в этом диапазоне ограничиваются скоростями от нескольких до нескольких десятков гигабит в секунду.
«Этот результат представляет собой важный шаг к практическим беспроводным системам 6G и сверхскоростным мобильным магистральным линиям связи», — сказал профессор Токушимского университета Такэси Ясуи.
Разработка может быть полезна для мобильных магистральных линий, которые соединяют базовые станции и узлы сети, а также для будущих фотонно-беспроводных сетей. Следующий этап работы связан со снижением фазового шума, переходом к более сложным форматам модуляции и увеличением дальности передачи за счет более мощного терагерцового сигнала и новых антенн.
Исследование опубликовано в журнале Communications Engineering. Метод работы — фотонная генерация терагерцового сигнала с помощью солитонных микрогребенок и передача данных в диапазоне 560 ГГц.