100 пъти по-бързо от 5G: нов чипсет ще ускори интернет до 640Gbps

Изследователите вече усилено разработват следващото поколение безжични мрежи.

Учени от Токийския технологичен институт, съвместно с Националния институт за информационни и комуникационни технологии на Япония, са направили пробив в областта на безжичните комуникации, като са разработили чипсет осигуряващ скорост за обмен на информацията 640 Gbps.

Чипсетът е произведен по CMOS (комплементарна метално-оксидно-полупроводникова) технологията, което го прави сравнително евтин и подходящ за масово производство. Милиметровите вълни вече се използват, за да се отговори на нарастващото търсене на високоскоростен безжичен интернет и предаване на големи обеми от данни.

Мобилните мрежи от пето поколение 5G работят на честота 24-47 GHz и осигуряват скорост на предаване на данни до 10 Gbps. Следващото поколение безжични мрежи обаче ще използва диапазона 110-170 GHz, което изисква нов тип чипове. При такива високи честоти рискът от отслабване на сигнала се увеличава, затова чипсетът трябва да бъде проектиран по такъв начин, че генерираният сигнал да запазва мощността си.

Чипсетът със скорост 640 Gbps е разработен под ръководството на професор Каничи Окада по 65 nm силициева технология и има честотна лента 56 GHz. Предавателният компонент на чипа е с размери само 1,87 x 3,30 mm, а приемният компонент – 1,65 x 2,60 mm.

Чипсетът разполага с широк набор от усилватели за подобряване на качеството на комуникацията: усилвателите с изключително нисък шум повишават силата на сигнала, като свеждат до минимум шума, а разпределените усилватели подобряват линейността на сигнала. Вграденият честотен преобразувател дава възможност за настройка на желания обхват.

За да оценят възможностите на устройството, изследователите са свързали външна антена към него, като са използвали вълновод, а не линеен формат на предаване.

Със сигнал 32 QAM (32-позиционна квадратурна амплитудна модулация) и скорост на символите 40 Гбода е постигната скорост от 200 Gbps с коефициент на грешка по-малък от 10^-3. При използване на модулация 16 QAM е възможно да се получат 120 Gbps на разстояние около 15 метра.

В конфигурация с множество входове и изходи (MIMO), при която отделни антени са свързани към 4 предавателя и 4 приемника за независими потоци от данни, при всяка антена е постигната скорост 160 Gbps, като е използвана модулация 16 QAM, което дава общо рекордните 640 Gbps – 100 пъти по-бързо от сегашните 5G системи.

„Предложеният чипсет е многообещаващ за следващото поколение безжични мрежи, необходими за автоматизирано шофиране, телемедицина и усъвършенствани приложения за виртуална реалност“,

казва професор Окада.

Резултатите от новото изследване бяха представени на Симпозиума на IEEE по VLSI технологии и схеми, който се провежда тази седмица в Хонолулу, САЩ.