Инженеры создали беспроводной трансивер со скоростью передачи данных 120 Гбит/с

Исследователи из Калифорнийского университета в Ирвайне разработали трансивер, работающий в диапазоне 140 ГГц и способный передавать данные со скоростью до 120 Гбит/с, что составляет около 15 гигабайт в секунду. Для сравнения, самые быстрые коммерчески доступные беспроводные технологии теоретически ограничены 30 Гбит/с (Wi-Fi 7) и 5 Гбит/с (5G mmWave). По данным UC Irvine News, эти новые скорости могут сравниться с большинством оптоволоконных кабелей, используемых в центрах обработки данных и других коммерческих приложениях, где они обычно составляют около 100 Гбит/с. Команда опубликовала свои выводы в двух статьях — о передатчике «от битов к антенне» и приёмнике «от антенны к битам» — в IEEE Journal of Solid-State Circuits.

«Федеральная комиссия по связи и органы по стандартизации 6G рассматривают спектр 100 гигагерц как новую границу, — рассказал ведущий автор Цзисун Ван университетскому изданию. — Но при таких скоростях обычные передатчики, создающие сигналы с помощью цифро-аналоговых преобразователей (ЦАП), невероятно сложны и прожорливы, и сталкиваются с тем, что мы называем узким местом ЦАП».

Для сравнения, ЦАП, способный работать на скорости 120 Гбит/с, потреблял бы несколько ватт мощности, что делает его непригодным для использования в смартфонах и других мобильных устройствах.

«Если бы мы придерживались традиционных методов, время автономной работы устройств следующего поколения иссякло бы за считанные минуты, — сказал директор лаборатории нанокоммуникационных интегральных схем UC Irvine Пайам Хейдари. — Ответ нашей группы — трансивер, который преодолевает текущие ограничения, выполняя сложные вычисления в аналоговой, а не в энергоёмкой цифровой области».

Помимо эффективности, исследователи отметили, что кремний производится по 22-нанометровому техпроцессу с использованием полностью обеднённой технологии кремния на изоляторе (FD-SOI), что значительно проще в производстве, чем передовые 2-нм и 18A-нм техпроцессы от TSMC и Samsung. Это может сделать массовое производство гораздо проще и экономически эффективнее, способствуя быстрому внедрению этой технологии в потребительские устройства. Более того, группа также заявила, что их новая технология является подходящей альтернативой километрам кабелей, необходимых центрам обработки данных, что позволит снизить затраты на развёртывание и эксплуатацию.

Однако у этой технологии есть свои сложности. Современная технология 5G mmWave, которая может достигать 71 ГГц, имеет радиус действия около 300 метров, поэтому можно ожидать, что у новой разработки радиус будет ещё меньше. Таким образом, если не появятся новые инновации, способные расширить охват этой высокоскоростной беспроводной технологии, мы можем увидеть будущее, в котором наши города будут усеяны высокоскоростными сотовыми вышками.