Tekniikkaa kuudennen sukupolven verkoille

Langattomien linkkien saumaton integrointi kuituoptisiin verkkoihin on avain korkean suorituskyvyn tietoverkoille: tulevaisuuden solukkoverkot koostuvat monista pienistä radiosoluista, joiden kytkentään käytetään korkean suorituskyvyn THz-siirtolinkkejä. Vastaanottimessa THz-signaalit voidaan muuntaa suoraan optisiksi signaaleiksi erittäin nopeilla plasmonisilla modulaattoreilla ja siirtää valokuituun. (Grafiikka: IPQ / KIT)

Tulevien langattomien tietoverkkojen on saavutettava suuremmat siirtonopeudet ja palvellen samalla lisääntyvää määrää päätelaitteita.

Tätä tarkoitusta varten tarvitaan verkkorakenteet, jotka koostuvat monista pienistä radiosoluista. Näiden solujen liitäntään tarvitaan korkean suorituskyvyn siirtojohtoja korkeilla terahertsien taajuuksilla asti. Lisäksi saumattomat yhteydet lasikuituverkkoihin on varmistettava, mikäli mahdollista.

Karlsruhen teknillisen instituutin (KIT) tutkijat käyttävät erittäin nopeita sähköoptisia modulaattoreita muuntaaksesi terahertsin datasignaalit optisiksi signaaleiksi.

Kuudennen sukupolven soluverkkoteknologian on tarkoitus saavuttaa paljon korkeammat siirtonopeudet, lyhyemmät viiveet ja lisääntyvä laitetiheys, kun vielä tekoälykin siihen integroidaan.

Matkalla kohti 6G matkapuhelinverkkoa on hallittava monia haasteita sekä yksittäisten komponenttien että niiden vuorovaikutusten suhteen. Tulevat langattomat verkot koostuvat joukosta pieniä radiosoluja, joiden avulla suuret datamäärät voidaan siirtää nopeasti ja tehokkaasti. Nämä solut yhdistetään siirtolinjoilla, jotka pystyvät käsittelemään kymmeniä tai jopa satoja gigabittejä sekunnissa linkkiä kohti.

Tarvittavat taajuudet ovat terahertsien alueella. Lisäksi langattomat siirtoreitit on kytkettävä saumattomasti lasikuituverkkoihin. Tällä tavoin yhdistetään molempien tekniikoiden edut eli korkea kapasiteetti ja luotettavuus sekä liikkuvuus ja joustavuus.

KIT:n sekä Fraunhofer Freiburginin tutkijat ovat nyt kehittäneet lupaavan lähestymistavan muuntaa tietovirrat terahertsisten ja optisten alueiden välillä.

Siihen he käyttävät erittäin nopeita sähköoptisia modulaattoreita muuntaaksesi terahertsisen datasignaalin suoraan optiseksi signaaliksi ja kytkemään vastaanottimen antennin suoraan lasikuituun.

Kokeilussaan tutkijat tuottivat ultralaajakaistaisen piiplasmonisen modulaattorin, jonka kaistanleveys on yli 0,36 THz. Näin saavutettiin 50 Gbit/s siirtokapasiteetti, joka lähetetään 0,2885 THz:n kantoaallolla langattoman linkin kautta. Langattoman lähettimen optinen/THz -muunnos perustuu valomiksaukseen yksisuuntaisen kantoaallon fotodiodissa.

”Tuloksemme paljastavat nanofotonisten komponenttien suuren potentiaalin erittäin nopeaan signaalinkäsittelyyn.” Tutkijoiden osoittama konsepti vähentää huomattavasti tulevien radiotukiasemien teknistä monimutkaisuutta ja mahdollistaa terahertsiset yhteydet erittäin korkealla tiedonsiirtonopeudella - useita satoja gigabittejä sekunnissa mahdollinen.

Aiheesta aiemmin:

Millimetriaaltoja viimeiselle kuitukilometrille

Radioaallot optisiksi signaaleiksi