Një lloj i ri multiplekser terahertz ka dyfishuar kapacitetin e të dhënave dhe ka përmirësuar ndjeshëm komunikimin 6G me gjerësi bande të paparë dhe humbje të ulët të të dhënave.
Studiuesit kanë prezantuar një multiplekser terahertz me brez super të gjerë që dyfishon kapacitetin e të dhënave dhe sjell përparime revolucionare në 6G dhe më gjerë. (Burimi i imazhit: Getty Images)
Komunikimi pa tel i gjeneratës së ardhshme, i përfaqësuar nga teknologjia terahertz, premton të revolucionarizojë transmetimin e të dhënave.
Këto sisteme funksionojnë në frekuenca terahertz, duke ofruar gjerësi brezi të pashembullt për transmetim dhe komunikim ultra të shpejtë të të dhënave. Megjithatë, për të realizuar plotësisht këtë potencial, duhet të kapërcehen sfida të rëndësishme teknike, veçanërisht në menaxhimin dhe përdorimin efektiv të spektrit të disponueshëm.
Një përparim novator e ka trajtuar këtë sfidë: i pari (de)multiplekser i polarizimit të integruar terahertz me brez ultra të gjerë, i realizuar në një platformë silikoni pa substrate.
Ky dizajn inovativ synon brezin J nën-terahertz (220-330 GHz) dhe synon të transformojë komunikimin për 6G dhe më gjerë. Pajisja në mënyrë efektive dyfishon kapacitetin e të dhënave duke ruajtur një shkallë të ulët të humbjes së të dhënave, duke hapur rrugën për rrjete pa tel efikase dhe të besueshme me shpejtësi të lartë.
Ekipi që qëndron pas këtij momenti historik përfshin profesorin Withawat Withayachumnankul nga Shkolla e Inxhinierisë Elektrike dhe Mekanike të Universitetit të Adelaide, Dr. Weijie Gao, tani një studiuese postdoktorale në Universitetin e Osakës, dhe profesor Masayuki Fujita.
Profesor Withayachumnankul tha: "Multiplekseri i propozuar i polarizimit lejon që rryma të shumta të të dhënave të transmetohen njëkohësisht brenda të njëjtit brez frekuencash, duke dyfishuar në mënyrë efektive kapacitetin e të dhënave." Gjerësia relative e brezit e arritur nga pajisja është e paprecedentë në çdo gamë frekuence, duke përfaqësuar një hap të rëndësishëm për multiplekserët e integruar.
Multiplekserët e polarizimit janë thelbësorë në komunikimin modern pasi mundësojnë sinjale të shumta të ndajnë të njëjtin brez frekuencash, duke rritur ndjeshëm kapacitetin e kanalit.
Pajisja e re e arrin këtë duke përdorur bashkues konik me drejtim dhe veshje mesatare efektive anizotropike. Këta komponentë rrisin thyerjen e dyfishtë të polarizimit, duke rezultuar në një raport të lartë të zhdukjes së polarizimit (PER) dhe gjerësi të gjerë brezi - karakteristikat kryesore të sistemeve efikase të komunikimit terahertz.
Ndryshe nga modelet tradicionale që mbështeten në përcjellës valësh asimetrik kompleks dhe të varur nga frekuenca, multiplekseri i ri përdor veshjen anizotropike vetëm me varësi të lehtë nga frekuenca. Kjo qasje shfrytëzon plotësisht gjerësinë e gjerë të brezit të ofruar nga çiftuesit konik.
Rezultati është një gjerësi bande e pjesshme afër 40%, një mesatare PER që kalon 20 dB dhe një humbje minimale e futjes prej afërsisht 1 dB. Këto metrika të performancës i kalojnë shumë ato të modeleve ekzistuese optike dhe mikrovalore, të cilat shpesh vuajnë nga gjerësia e ngushtë e brezit dhe humbja e lartë.
Puna e ekipit hulumtues jo vetëm që rrit efikasitetin e sistemeve terahertz, por gjithashtu shtron bazat për një epokë të re në komunikimin me valë. Dr. Gao vuri në dukje, "Kjo risi është një shtytës kyç në zhbllokimin e potencialit të komunikimit terahertz." Aplikimet përfshijnë transmetimin e videos me definicion të lartë, realitetin e shtuar dhe rrjetet celulare të gjeneratës së ardhshme si 6G.
Zgjidhjet tradicionale të menaxhimit të polarizimit terahertz, të tillë si transduktorët e modalitetit ortogonal (OMT) të bazuara në përcjellës valësh metalikë drejtkëndëshe, përballen me kufizime të rëndësishme. Drejtuesit e valëve metalikë përjetojnë humbje të rritura omike në frekuenca më të larta dhe proceset e prodhimit të tyre janë komplekse për shkak të kërkesave të rrepta gjeometrike.
Multiplekserët e polarizimit optik, duke përfshirë ata që përdorin interferometra Mach-Zehnder ose kristale fotonike, ofrojnë integrueshmëri më të mirë dhe humbje më të ulëta, por shpesh kërkojnë shkëmbime midis gjerësisë së brezit, kompaktësisë dhe kompleksitetit të prodhimit.
Çiftuesit e drejtimit përdoren gjerësisht në sistemet optike dhe kërkojnë dythyeshmëri të fortë të polarizimit për të arritur madhësi kompakte dhe PER të lartë. Megjithatë, ato janë të kufizuara nga gjerësia e ngushtë e brezit dhe ndjeshmëria ndaj tolerancave të prodhimit.
Multiplekseri i ri kombinon avantazhet e çiftuesve konik të drejtimit dhe veshjes efektive mesatare, duke kapërcyer këto kufizime. Veshja anizotropike shfaq dythyeshmëri të konsiderueshme, duke siguruar PER të lartë në një gjerësi bande të gjerë. Ky parim i projektimit shënon një largim nga metodat tradicionale, duke ofruar një zgjidhje të shkallëzueshme dhe praktike për integrimin terahertz.
Vërtetimi eksperimental i multiplekserit konfirmoi performancën e tij të jashtëzakonshme. Pajisja funksionon me efikasitet në intervalin 225-330 GHz, duke arritur një gjerësi brezi të pjesshëm prej 37,8% duke ruajtur një PER mbi 20 dB. Madhësia e tij kompakte dhe përputhshmëria me proceset standarde të prodhimit e bëjnë atë të përshtatshëm për prodhim masiv.
Dr. Gao vërejti, "Kjo risi jo vetëm që rrit efikasitetin e sistemeve të komunikimit terahertz, por gjithashtu hap rrugën për rrjete pa tel më të fuqishme dhe të besueshme me shpejtësi të lartë."
Aplikimet e mundshme të kësaj teknologjie shtrihen përtej sistemeve të komunikimit. Duke përmirësuar përdorimin e spektrit, multiplekseri mund të nxisë përparime në fusha të tilla si radari, imazhet dhe Interneti i Gjërave. "Brenda një dekade, ne presim që këto teknologji terahertz të adoptohen gjerësisht dhe të integrohen në industri të ndryshme," tha profesori Withayachumnankul.
Multiplekseri gjithashtu mund të integrohet pa probleme me pajisjet e mëparshme të formimit të rrezeve të zhvilluara nga ekipi, duke mundësuar funksione të avancuara komunikimi në një platformë të unifikuar. Kjo përputhshmëri nxjerr në pah shkathtësinë dhe shkallëzueshmërinë e platformës efektive të valëve dielektrike me veshje mesatare.
Gjetjet e hulumtimit të ekipit janë botuar në revistën Laser & Photonic Reviews, duke theksuar rëndësinë e tyre në avancimin e teknologjisë së terahercit fotonik. Profesor Fujita vuri në dukje: "Duke kapërcyer barrierat kritike teknike, kjo risi pritet të nxisë interesin dhe aktivitetin kërkimor në këtë fushë."
Studiuesit parashikojnë që puna e tyre do të frymëzojë aplikacione të reja dhe përmirësime të mëtejshme teknologjike në vitet e ardhshme, duke çuar përfundimisht në prototipe dhe produkte komerciale.
Ky multiplekser përfaqëson një hap të rëndësishëm përpara në zhbllokimin e potencialit të komunikimit terahertz. Ai vendos një standard të ri për pajisjet e integruara terahertz me matjet e tij të paprecedentë të performancës.
Ndërsa kërkesa për rrjete komunikimi me shpejtësi të lartë dhe me kapacitet të lartë vazhdon të rritet, risi të tilla do të luajnë një rol vendimtar në formësimin e së ardhmes së teknologjisë wireless.
Koha e postimit: Dhjetor-16-2024