120 Гбит/с: ученые продемонстрировали беспроводную связь со скоростью, сопоставимой с оптоволокном

Исследователи Калифорнийского университета в Ирвайне (UC Irvine) создали приемник-передатчик, который работает на частоте 140 ГГц и обеспечивает скорость передачи данных 120 Гбит/с. Это соответствует примерно 15 гигабайтам информации в секунду, сообщает UC Irvine News.

Эта скорость значительно превышает возможности современных беспроводных технологий. В частности, теоретический предел стандарта Wi-Fi 7 составляет около 30 Гбит/с, тогда как технология 5G mmWave обеспечивает до 5 Гбит/с. В то же время показатели новой разработки сопоставимы с пропускной способностью большинства оптоволоконных линий, которые применяют в центрах обработки данных и коммерческих сетях — около 100 Гбит/с.

Ведущий автор работы Цзисун Ван отметил, что регуляторы и разработчики стандартов 6G рассматривают диапазон свыше 100 ГГц как перспективное направление развития связи. Впрочем, традиционные системы передачи, основанные на цифро-аналоговых преобразователях (ЦАП), на таких частотах становятся чрезмерно сложными и энергоемкими. Возникает так называемое узкое место DAC, которое ограничивает практическое применение технологии.

Поэтому команда UC Irvine реализовала альтернативное решение с использованием трех синхронизированных субпередатчиков. Такая архитектура позволила достичь энергопотребления всего 230 милливатт. Для сравнения, классический ЦАП, способный работать на скорости 120 Гбит/с, потреблял бы несколько ватт энергии, что неприемлемо для смартфонов и других портативных устройств.

Руководитель лаборатории интегральных схем нано-коммуникаций UC Irvine Паям Хейдари подчеркнул, что переход к аналоговым вычислениям вместо энергоемких цифровых решений обеспечивает существенное повышение энергоэффективности. Кроме того, чип изготовлен по 22-нанометровому техпроцессу FD-SOI. Эта технология производства значительно проще и экономичнее по сравнению с самыми современными 2-нанометровыми или 18A нормами компаний TSMC и Samsung, что повышает вероятность массового внедрения разработки.

Ученые также видят потенциал своей технологии как альтернативы кабельной инфраструктуре в центрах обработки данных. Это может привести к снижению затрат на развертывание и обслуживание сетевого оборудования.

Стоит отметить, что параллельно с американскими исследованиями над сверхскоростной беспроводной связью работают и в других странах. В частности, китайские разработчики создали первый в мире чип 6G, который обеспечивает скорость передачи данных более 100 Гбит/с.