Od kupaca kafića koji povezuju svoje laptopove sa lokalnom Vi-Fi mrežom do udaljenih stanica za praćenje vremena na Antarktiku, bežična komunikacija je suštinski deo savremenog života. Istraživači širom sveta trenutno rade na sledećoj evoluciji komunikacionih mreža, nazvanih „izvan 5G“ ili 6G mreža.
Da bi se omogućila skoro trenutna komunikacija potrebna za aplikacije kao što su proširena stvarnost ili daljinsko upravljanje hirurškim robotima, biće potrebne ultra velike brzine prenosa podataka na bežičnim kanalima.
U studiji objavljenoj u IEICE Electronics Express, istraživači sa Univerziteta u Osaki i IMRA AMERICA pronašli su način da povećaju ove brzine podataka smanjenjem buke u sistemu pomoću lasera.
Da bi se spakovale velike količine podataka i održali brzi odgovori, subteraherc opseg, koji se proteže od 100 GHz do 300 GHz, koristiće 6G predajnici i prijemnici. Sofisticirani pristup koji se naziva „modulacija signala na više nivoa“ koristi se za dalje povećanje brzine prenosa podataka ovih bežičnih veza.
Međutim, kada se radi na gornjem kraju ovih ekstremno visokih frekvencija, modulacija signala na više nivoa postaje veoma osetljiva na šum.
Da bi dobro funkcionisao, oslanja se na precizne referentne signale, a kada ovi signali počnu da se pomeraju unapred i unazad u vremenu (fenomen koji se naziva „fazni šum“), performanse modulacije signala na više nivoa opadaju.
„Ovaj problem je do sada imao ograničene komunikacije na 300 GHz“, kaže Keisuke Maekava, glavni autor studije. „Međutim, otkrili smo da na visokim frekvencijama, generator signala zasnovan na fotonskom uređaju ima mnogo manje faznog šuma od konvencionalnog generatora električnog signala.“
Tim je koristio stimulisani Briluenov laser za raspršivanje, koji koristi interakcije između zvučnih i svetlosnih talasa, da bi generisao precizan signal. Zatim su postavili bežični komunikacioni sistem na opsegu 300 GHz koji koristi generator signala zasnovan na laseru i u predajniku i u prijemniku. Sistem je takođe koristio on-line digitalnu obradu signala (DSP) za demodulaciju signala u prijemniku i povećanje brzine prenosa podataka.
„Naš tim je postigao jednokanalnu brzinu prenosa od 240 gigabita u sekundi“, kaže Tadao Nagacuma, PI projekta. „Ovo je najveća brzina prenosa koja je do sada postignuta u svetu koristeći on-line DSP.“
Kako se 5G širi širom sveta, istraživači naporno rade na razvoju tehnologije koja će biti potrebna za 6G, a rezultati ove studije predstavljaju značajan korak ka bežičnoj komunikaciji u opsegu od 300 GHz.
Istraživači predviđaju da se sa tehnikama multipleksiranja (gde se može koristiti više od jednog kanala) i osetljivijim prijemnicima, brzina prenosa podataka može povećati na 1 terabit u sekundi, otvarajući novu eru skoro trenutne globalne komunikacije.
