Обычно электронное оборудование работает только в одном диапазоне частот. Устройства для разных диапазонов требуют разных подходов к проектированию, структурных схем и материалов, что крайне усложняет работу. Для того чтобы преодолеть «зазор» между устройствами, работающими в разных диапазонах частот, ученые из Пекинского университета и Городского университета Гонконга занялись разработкой «сверхширокополосного оптоэлектронного беспроводного приемопередатчика на основе термоядерного синтеза».
Опираясь на усовершенствованную тонкопленочную фотонную технологию с применением ниобата лития, исследователи разработали интегральную микросхему, способную осуществлять широкополосное беспроводное преобразование и оптическое согласование сигналов, координацию сигналов гетеродина и несущей частоты с низким уровнем шума, а также цифровую модуляцию основной полосы частот.
На базе этого чипа разработчики предложили новую архитектуру интегрированного оптоэлектронного генератора (ОЭГ) с использованием высокопроизводительных оптических микроскопических кольцевых резонаторов. Благодаря точному механизму выбора и синхронизации частоты система генерирует малошумящие сигналы в любой точке частоты вдоль сверхширокополосного диапазона.
По сравнению с традиционными электронными устройствами с умножителями частоты эта система ОЭГ на кристалле обеспечивает гибкую и быструю перенастройку центральных частот в режиме реального времени от 0,5 ГГц до 115 ГГц.
Она может работать как в высокочастотных диапазонах, которые обеспечивают обширные ресурсы данных и чрезвычайно высокие скорости, но ограничены возможностями передачи на большие расстояния, так и на низких частотах, которые обеспечивают высокую проникающую способность и широкое покрытие, но ограниченную пропускную способность.
Такому подходу не грозит ухудшение фазового шума в высокочастотных диапазонах, вызванное накоплением помех в традиционных цепях умножителей частоты. К тому же, он решает давнюю проблему баланса между полосой пропускания, шумовыми характеристиками и реконфигурируемостью, сообщает Global Times.
Испытания показали, что инновационная система достигает сверхвысокой скорости беспроводной передачи данных — свыше 120 Гбит/с.
Это соответствует требованиям пиковой скорости для протокола мобильной связи 6G. Более того, сквозной беспроводной канал связи обеспечивает стабильную производительность на всем диапазоне частот, без ухудшения качества в высокочастотных диапазонах. Это устраняет препятствие для эффективного освоения терагерцовых и даже более высоких частот для 6G.
Телекоммуникационная компания China Mobile объявила этим летом о прорыве в тестировании 6G, продемонстрировав скорость до 280 Гбит/с. Это позволяет загрузить 50-гигабайтный файл всего за 1,4 секунды, что в разы превосходит скорость даже самого продвинутого современного соединения.
