Група дослідників із Каліфорнійського університету в Ірвайні презентувала новий бездротовий трансивер, який працює на частоті близько 140 ГГц та забезпечує передачу даних на швидкості до 120 Гбіт/с. Це означає, що пристрій зможе передавати приблизно 15 ГБ інформації за секунду — у 24 рази швидше, ніж максимальні показники 5G, і значно випереджає сучасні комерційні рішення, включаючи Wi-Fi 7.
Про це розповідає ProIT
Технологічні особливості та енергоефективність
Порівняно з Wi-Fi 7, який має максимальну теоретичну швидкість до 30 Гбіт/с, і 5G mmWave із верхньою межею до 5 Гбіт/с, нова розробка каліфорнійських вчених виходить на рівень оптоволоконних каналів у дата-центрах, де зазвичай застосовуються швидкості близько 100 Гбіт/с. Результати своєї роботи команда опублікувала у двох статтях журналу IEEE Journal of Solid-State Circuits. Вчені детально описали архітектуру “bits-to-antenna” для передавача та “antenna-to-bits” для приймача. Це дозволяє обробляти аналогові сигнали напряму, без класичного цифрового перетворення, що значно підвищує ефективність системи.
Ведучий автор проекту, Цзисун Ван, наголошує, що наразі регуляторні органи та стандартизаційні комітети 6G активно розглядають діапазон частот понад 100 ГГц як майбутній етап розвитку бездротового зв’язку. Однак традиційні цифро-аналогові перетворювачі (DAC) у таких системах стають дедалі складнішими та споживають надмірно багато енергії — так зване “DAC-вузьке місце”.
Інновації у схемотехніці та потенціал для масового впровадження
Щоб подолати це обмеження, команда замість одного потужного DAC використала три синхронізовані підпередавачі, завдяки чому вся система споживає лише 230 мВт енергії. Для порівняння, традиційний DAC, який здатний працювати на такій швидкості, потребує кількох ват, що унеможливлює використання технології у мобільних пристроях.
“Якби ми залишилися в межах традиційних підходів, акумулятор наступного покоління пристроїв розряджався б за лічені хвилини. Наше рішення — виконувати складні обчислення в аналоговій області, а не в енергозатратній цифровій”.
Ще однією перевагою розробки є виробництво чипа за 22-нм техпроцесом із використанням повністю збідненого кремнію на ізоляторі (FD-SOI). Це значно спрощує і здешевлює виробництво порівняно з передовими техпроцесами, які використовують такі компанії, як TSMC, Samsung чи Intel. Такий підхід підвищує реалістичність масового впровадження технології у споживчі пристрої.
Дослідники розглядають власну розробку як перспективну альтернативу багатокілометровим кабельним мережам у дата-центрах. Можливість передавати дані на таких швидкостях без дротів дозволяє оптимізувати витрати на розгортання і обслуговування ІТ-інфраструктури.
Водночас існують і певні обмеження — навіть сучасні 5G mmWave-системи (до 71 ГГц) мають радіус дії не більше 300 метрів. Для частоти 140 ГГц покриття буде ще меншим, тож для повноцінної роботи в майбутніх містах знадобиться щільна мережа надшвидких базових станцій.