Микроволновый фотонный фильтр приблизил связь 6G
Микроволновый фотонный фильтр размером с чип вскоре может сделать беспроводную связь 6G реальностью. Исследователи из Пекинского университета создали крошечное устройство, которое может отфильтровывать сигналы связи от ненужного «шума» и подавлять нежелательные помехи в широком диапазоне радиочастот. Уменьшение масштабов необходимой технологии — один из ключевых шагов на пути к беспроводной технике следующего поколения, включая смартфоны с 6G, самоуправляемый транспорт и подключённые к интернету приборы.
— Синцзюнь Ван, Пекинский университет.
В журнале Photonics Research («Исследования в области фотоники») исследователи объяснили, как их новый фотонный фильтр преодолевает ограничения современных электронных устройств для выполнения множества задач, но при этом остаётся размером с компьютерный чип и потребляет меньше энергии, чем фильтры предшествующих поколений. Команда также продемонстрировала, как фотонный фильтр способен работать в широком спектре радиочастот, который простирается до более чем 30 гигаГерц (гГц), что делает его пригодным для будущей технологии 6G.
Авторы научной работы отмечают, что сети 6G, скорее всего, будут передавать свои сигналы с использованием миллиметровых волн и даже тераГерцевых диапазонов частот. Исследователи полагают, что этот чрезвычайно широкополосный сигнал, вероятно, будет создавать помехи другим каналам связи.
Чтобы устранить проблему до того, как она возникнет, команда начала работать над фильтром, который может защитить приёмники сигналов от различных типов помех по всему радиочастотному спектру.
• фазовый модулятор служит входом радиочастотного сигнала, который модулирует электрический сигнал в оптической области;
• двойное кольцо действует как переключатель для формата модуляции;
• регулируемое микрокольцо — основное устройство для обработки сигнала;
• фотодетектор служит в качестве выходного радиочастотного сигнала и восстанавливает его из оптического сигнала.
Ван пояснил, что главная инновация заключается в устранении барьеров между устройствами и взаимодействии между ними. Совместная работа двойного кольца и микрофона позволяет реализовать согласованную по интенсивности одноступенчатую архитектуру с регулируемым каскадным микрофоном (ICSSA-CM), который упрощает всю систему.
Во время тестов исследователи использовали высокочастотные датчики для загрузки радиосигнала в чип и собирали восстановленный сигнал с помощью высокоскоростного фотоприёмника. Затем они использовали генератор сигналов произвольной формы и направленные антенны для имитации передачи высокоскоростного беспроводного сигнала со скоростью 2 Гбит/с, подключив высокоскоростной осциллограф для приёма обработанного сигнала.
Авторы исследования сравнили результаты с использованием фильтра и без него, чтобы увидеть, насколько хорошо работает устройство. Результаты показали, что новый фотонный фильтр работает так же хорошо, как и другие, гораздо более громоздкие и менее экономичные фотонные фильтры.
Ученые планируют усовершенствовать технологию, чтобы она могла отфильтровывать все радиошумы, с которыми, возможно, придётся иметь дело при построении будущих сетей 6G.
Новый чип микроволнового фильтра обладает потенциалом для улучшения беспроводной связи 6G, что приведёт к более быстрому интернету и снижению затрат и энергопотребления в системах беспроводной связи
— Синцзюнь Ван, Пекинский университет.
В журнале Photonics Research («Исследования в области фотоники») исследователи объяснили, как их новый фотонный фильтр преодолевает ограничения современных электронных устройств для выполнения множества задач, но при этом остаётся размером с компьютерный чип и потребляет меньше энергии, чем фильтры предшествующих поколений. Команда также продемонстрировала, как фотонный фильтр способен работать в широком спектре радиочастот, который простирается до более чем 30 гигаГерц (гГц), что делает его пригодным для будущей технологии 6G.
Авторы научной работы отмечают, что сети 6G, скорее всего, будут передавать свои сигналы с использованием миллиметровых волн и даже тераГерцевых диапазонов частот. Исследователи полагают, что этот чрезвычайно широкополосный сигнал, вероятно, будет создавать помехи другим каналам связи.
Чтобы устранить проблему до того, как она возникнет, команда начала работать над фильтром, который может защитить приёмники сигналов от различных типов помех по всему радиочастотному спектру.
Новинка состоит из четырёх основных частей:
• фазовый модулятор служит входом радиочастотного сигнала, который модулирует электрический сигнал в оптической области;
• двойное кольцо действует как переключатель для формата модуляции;
• регулируемое микрокольцо — основное устройство для обработки сигнала;
• фотодетектор служит в качестве выходного радиочастотного сигнала и восстанавливает его из оптического сигнала.
Ван пояснил, что главная инновация заключается в устранении барьеров между устройствами и взаимодействии между ними. Совместная работа двойного кольца и микрофона позволяет реализовать согласованную по интенсивности одноступенчатую архитектуру с регулируемым каскадным микрофоном (ICSSA-CM), который упрощает всю систему.
Во время тестов исследователи использовали высокочастотные датчики для загрузки радиосигнала в чип и собирали восстановленный сигнал с помощью высокоскоростного фотоприёмника. Затем они использовали генератор сигналов произвольной формы и направленные антенны для имитации передачи высокоскоростного беспроводного сигнала со скоростью 2 Гбит/с, подключив высокоскоростной осциллограф для приёма обработанного сигнала.
Авторы исследования сравнили результаты с использованием фильтра и без него, чтобы увидеть, насколько хорошо работает устройство. Результаты показали, что новый фотонный фильтр работает так же хорошо, как и другие, гораздо более громоздкие и менее экономичные фотонные фильтры.
Ученые планируют усовершенствовать технологию, чтобы она могла отфильтровывать все радиошумы, с которыми, возможно, придётся иметь дело при построении будущих сетей 6G.
- Дмитрий Ладыгин
- pixabay.com; pku.edu.cn
Наши новостные каналы
Подписывайтесь и будьте в курсе свежих новостей и важнейших событиях дня.
Рекомендуем для вас
Миссия Илона Маска может погубить Марс
Эксперты пришли в ужас от планов миллиардера....
Таинственная «дверь» обнаружена в Антарктиде
Теория заговора против официальной науки: кто окажется прав?...
15 000 американских городов станут призраками в ближайшие десятилетия
Ученые уверены, что «там просто некому будет жить»....
Доказано генетиками: Неандертальцы не вымерли
Они — это мы, хотя бы отчасти....
Два подводных газовоза «Пилигрим» смогут заменить целый газопровод
Эксперты уверены, что новый российский проект в корне изменит систему грузоперевозок в Арктике....
Не по вкусу: комары пьют кровь не у всех подряд
Полезно понимать для защиты от опасных насекомых....
Одно из древнейших животных на Земле обнаружили в австралийской глуши
Полмиллиарда лет назад был взрывной рост разнообразия видов....
НЛО управляют армией беспилотников, которые следят за военными базами США
Загадочные дроны буквально терроризируют американских военных летчиков....
Вспененный гель быстро останавливает кровотечение и снижает риск заражения
Учёные изобрели спасающую жизнь «повязку»....
Кошки могут понимать многие слова
Но для экспериментов голос хозяина произносил бессмыслицу....
Животных в лунные ночи сбивают на 50% чаще
Полнолуния опасны не только в мистических фильмах....
Google срочно переходит на атомную энергию
АЭС опасны, но у Америки просто нет выхода....
Первая частная космическая станция появится на орбите в 2025 году
Комплекс, созданный с учетом проблем астронавтов, потянул на миллиард долларов....
В Нидерландах нашли тысячу доисторических курганов
Онлайн-проект помог распознать ранее неизвестные объекты культурного наследия....
Американские ученые отрицают ускорение глобального потепления
Формально, так и есть, но это ещё не всё....
Детекторы ИИ ложно обвинили студентов в плагиате
Ничто не ново на всё 100%....