Группа ученых раскрыла потенциал связи 6G с помощью нового поляризационного мультиплексора. Терагерцовая связь представляет собой следующий рубеж в беспроводных технологиях, обещающий скорость передачи данных, намного превосходящую существующие системы.

Работая на терагерцовых частотах , эти системы могут поддерживать беспрецедентную пропускную способность, обеспечивая сверхбыструю беспроводную связь и передачу данных . Однако одной из существенных проблем в терагерцовой связи является эффективное управление и использование доступного спектра.

Команда разработала первый сверхширокополосный интегрированный терагерцовый поляризационный (де)мультиплексор, реализованный на основе кремния без подложки, который они успешно испытали в субтерагерцовом J-диапазоне (220–330 ГГц) для связи 6G и более поздних версий.

Профессор Витават Витаячумнанкул из Школы электротехники и машиностроения Университета Аделаиды возглавил команду, в которую также входит бывший аспирант Университета Аделаиды, доктор Вэйцзе Гао, который в настоящее время является научным сотрудником, работающим вместе с профессором Масаюки Фудзита в Университете Осаки.

«Наш предлагаемый поляризационный мультиплексор позволит передавать несколько потоков данных одновременно в одном и том же диапазоне частот , эффективно удваивая емкость данных», — сказал профессор Витаячумнанкул. «Эта большая относительная полоса пропускания является рекордной для любых интегрированных мультиплексоров, найденных в любом диапазоне частот. Если бы ее масштабировали до центральной частоты оптических диапазонов связи, такая полоса пропускания могла бы охватывать все оптические диапазоны связи».

Мультиплексор позволяет нескольким входным сигналам совместно использовать одно устройство или ресурс, например, передавать данные нескольких телефонных звонков по одному проводу.

Новое устройство, разработанное командой, может удвоить пропускную способность связи при той же пропускной способности с меньшими потерями данных, чем у существующих устройств. Оно изготавливается с использованием стандартных процессов изготовления, что позволяет производить его в больших масштабах и при этом экономически эффективно.

«Это нововведение не только повышает эффективность систем терагерцовой связи , но и прокладывает путь к более надежным и высокоскоростным беспроводным сетям», — сказал доктор Гао.

«В результате поляризационный мультиплексор является ключевым фактором, позволяющим реализовать весь потенциал терагерцовой связи, способствуя прогрессу в различных областях, таких как потоковая передача видео высокой четкости, дополненная реальность и мобильные сети следующего поколения, такие как 6G».

Проблемы, рассмотренные в работе группы, результаты которой были опубликованы в журнале Laser & Photonic Reviews, значительно расширяют возможности практического применения терагерцовых технологий на основе фотоники.

«Преодолевая ключевые технические барьеры, эта инновация готова стимулировать всплеск интереса и исследовательской активности в этой области», — сказал профессор Фудзита, который является соавтором статьи. «Мы ожидаем, что в течение следующих одного-двух лет исследователи начнут изучать новые приложения и совершенствовать технологию».

В течение следующих трех-пяти лет команда ожидает увидеть значительный прогресс в области высокоскоростной связи, что приведет к появлению коммерческих прототипов и продуктов на ранних стадиях разработки.

«В течение десятилетия мы прогнозируем широкое внедрение и интеграцию этих терагерцовых технологий в различные отрасли промышленности, что произведет революцию в таких областях, как телекоммуникации, визуализация, радиолокация и Интернет вещей», — сказал профессор Витаячумнанкул.

Этот новейший поляризационный мультиплексор может быть легко интегрирован с более ранними устройствами формирования луча на той же платформе для достижения расширенных функций связи.