硅复用器芯片将推动6G下一代通信的发展

2021年04月30日 01:46 次阅读 稿源:cnBeta.COM 条评论

一种被称为复用器的超小型硅芯片新设计将有效管理太赫兹波,这是6G等下一代通信的关键。来自日本大阪大学和澳大利亚阿德莱德大学的研究人员共同合作,为300GHz频段太赫兹范围通信生产了由纯硅制成的新型多路复用器。

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为了控制太赫兹波的巨大频谱带宽,用于分割和连接信号的多路复用器对于将信息分成可管理的块状物至关重要,这些块状物可以更容易地被处理,因此可以更快地从一个设备传输到另一个。

研究人员表示,到目前为止,还没有为太赫兹范围开发出紧凑而实用的多路复用器。新的太赫兹多路复用器制造起来很经济,将对超宽带无线通信极为有用。这种所开发的芯片的形状是组合和分割信道的关键,这样可以更迅速地处理更多的数据。简洁是它的魅力所在。

世界各地的人们越来越多地使用移动设备来访问互联网,连接设备的数量正在成倍增加。很快,机器将在物联网中相互通信,这将需要更加强大的无线网络,能够快速传输大量的数据。太赫兹波是电磁波谱的一部分,其原始频谱带宽远比基于微波的传统无线通信更宽。该团队已经开发了超紧凑和高效的太赫兹多路复用器,这要归功于一种新型的光学隧道工艺。

"一个典型的四通道光复用器可能横跨2000多个波长。在300GHz频段,这将是大约两米的长度。我们的设备仅有25个波长,这使尺寸大幅减少了6000倍。新的多路复用器覆盖的频谱带宽是日本分配给4G/LTE(目前最快的移动技术)和5G(下一代)的总频谱的30倍以上。由于带宽与数据速率有关,使用新的多路复用器可以实现超高速的数字传输。

目前这种四通道多路复用器有可能支持每秒48Gbit/s的总数据率,相当于实时流式传输未压缩的8K超高清视频。这项研究发表在《Optica》杂志上,由日本科学技术厅(JST)CREST资助项目、KAKENHI拨款和澳大利亚研究理事会(ARC)拨款资助。目前的工作建立在该团队2020年的工作基础上,当时他们为高效集成太赫兹设备创造了无衬底、无金属的硅微光子学。这项创新开辟了一条将现有的纳米光子复用器转换到太赫兹领域的途径。

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