Дослідники вже працюють над розробкою наступного покоління бездротових мереж.
Вчені з Токійського технологічного інституту у співпраці з Національним інститутом інформаційних і комунікаційних технологій Японії здійснили прорив у галузі бездротового зв’язку, розробивши чипсет зі швидкістю передавання даних 640 Гбіт/с.
Чипсет виготовлено за технологією КМОН-транзистор (комплементарна структура метал – оксид – напівпровідник), що робить його виробництво відносно недорогим і придатним для масового випуску. Наразі для задоволення висхідного попиту на високошвидкісний бездротовий інтернет і передачу великих обсягів даних використовують міліметрові хвилі.
Мережі п’ятого покоління мобільного зв’язку 5G працюють на частотах 24-47 ГГц і забезпечують швидкості передачі даних до 10 Гбіт/с. Однак наступне покоління бездротових мереж використовуватиме діапазон 110-170 ГГц, для якого потрібні нові типи мікросхем. На таких високих частотах зростає ризик ослаблення сигналу, тому чипсет має бути сконструйований так, щоб генерований сигнал зберігав свою потужність.
Набір чіпів із пропускною спроможністю 640 Гбіт/с створений під керівництвом професора Кеніті Окади за 65-нм кремнієвою технологією і має смугу пропускання 56 ГГц. Передавальний компонент чипа розміром усього 1,87 x 3,30 мм, а приймальний – 1,65 x 2,60 мм.
Чипсет оснащений широким спектром підсилювачів для поліпшення якості зв’язку: малошумні підсилювачі підвищують силу сигналу, мінімізуючи шуми, а розподілені підсилювачі покращують його лінійність. Вбудований перетворювач частоти дає змогу налаштовувати необхідний діапазон.
Для оцінки можливостей пристрою дослідники під’єднали до нього зовнішню антену, використовуючи хвилевідний, а не лінійний формат передачі даних.
Із сигналом 32 QAM (32-позиційна квадратурна амплітудна модуляція) і символьною швидкістю 40 Гбод було досягнуто швидкості 200 Гбіт/с за коефіцієнта помилок менше ніж 10^-3. При використанні 16 QAM модуляції вдалося отримати 120 Гбіт/с на відстані близько 15 метрів.
У конфігурації з множинними входами та виходами (MIMO), коли до 4 передавачів і 4 приймачів було під’єднано окремі антени для незалежних потоків даних, на кожній антені за 16 QAM модуляції досягалася швидкість 160 Гбіт/с, що в сумі дало рекордні 640 Гбіт/с – у 100 разів швидше, ніж у сучасних систем 5G.
«Запропонований чипсет має великі перспективи для наступного покоління бездротових мереж, необхідних для автоматизованого водіння, телемедицини та передових застосунків віртуальної реальності», – заявив професор Окада.
Результати дослідження було представлено на симпозіумі IEEE з технологій і схем СБІС, що проходить цього тижня в Гонолулу, США.