Учёные передали данные по воздуху на скорости до 938 гигабит в секунду (Гбит/с), установив новый рекорд беспроводной передачи данных.
Этот новый рекорд, приближающийся к 1 терабиту в секунду (Тбит/с), эквивалентен скачиванию 30-гигабайтного (ГБ) фильма в формате 4K Ultra HD всего за 0,26 секунды. Для сравнения, с использованием среднего соединения 5G в США, скорость скачивания заняла бы примерно от 17 до 29 минут, поскольку скорости колеблются от 140 до 230 мегабит в секунду (Мбит/с). В Великобритании, где базируются исследователи, средняя скорость 5G составляет примерно 100 Мбит/с, что означает, что достигнутые скорости передачи данных примерно в 9380 раз быстрее.
Учёные добились этого, впервые объединив радиотехнологии и оптические технологии, что позволило им использовать радиочастотные (RF) длины волн до 150 гигагерц (ГГц). Свои методы, которые были задействованы в новом исследовании, они изложили в статье, опубликованной 15 октября в журнале The Journal of Lightwave Technology.
Большинство 5G-соединений передают данные на «узких» частотах ниже 6 ГГц. Однако эти диапазоны передачи данных сильно перегружены, что приводит к значительно более низким скоростям, чем теоретически максимальная скорость для 5G, которая составляет 20 Гбит/с.
В будущем скорости передачи 6G, вероятно, будут занимать более высокие частоты, чем узкие диапазоны 5G, что позволит сетям связи достигать гораздо более высоких скоростей. Эти диапазоны включают «высокие средние» частоты от 7 до 24 ГГц, а также «субтерагерцовые диапазоны» примерно от 90 до 300 ГГц, согласно данным Глобальной ассоциации мобильных поставщиков (GSA).
«Современные системы беспроводной связи испытывают трудности с удовлетворением растущего спроса на высокоскоростной доступ к данным, так как пропускная способность на последних метрах между пользователем и оптической сетью нас сдерживает», — сказал в своём заявлении старший автор исследования, профессор электротехники в Университетском колледже Лондона (UCL) Чжисинь Лю (Zhixin Liu).
«Наше решение заключается в использовании большего количества доступных частот для увеличения пропускной способности, сохраняя при этом высокое качество сигнала и обеспечивая гибкость в доступе к различным частотным ресурсам. Это приводит к сверхбыстрым и надёжным беспроводным сетям, преодолевая узкое место скорости между пользовательскими терминалами и Интернетом.»
Новый подход впервые сочетает две существующие беспроводные технологии — высокоскоростную электронику и миллиметровую волновую фотонику, добавил Лю. Последняя технология, для генерации радиочастотных сигналов миллиметрового диапазона, использует фотонику, или свет. Эта гибридная система позволяет передавать большие объёмы данных по беспроводным каналам, которые могут быть использованы в будущих системах, таких как 6G.
Учёные объединили электронные генераторы цифровых аналоговых сигналов, работающие в диапазоне от 5 до 75 ГГц, с генераторами радиосигналов на основе света, которые позволяют передавать данные на частотах от 75 до 150 ГГц. Общая пропускная способность в 145 ГГц в пять раз превышает систему, использованную для достижения предыдущего мирового рекорда по беспроводной передаче, сообщили учёные.
Эта гибридная технология может быть использована для передачи беспроводных сигналов от антенн в многолюдных местах, чтобы люди могли получать эти скорости 5G (а в будущем и 6G) с помощью своих смартфонов. Это позволит большему количеству людей пользоваться беспроводными сетями в густонаселенных районах, таких как крупные концерты, без перебоев в сети или замедления скорости.
На данный момент учёные пока протестировали свою систему только в лабораторных условиях, но планируют разработать прототип, который можно будет использовать в коммерческих условиях. Если всё пройдет успешно, они надеются интегрировать свою технологию в коммерческое оборудование в течение следующих пяти лет.
