6G yolunda büyük adım: Japon araştırmacılar 560 GHz’de 112 Gbps sürate ulaştı

Japonya’daki araştırmacılar, 6G bağlantı teknolojilerinin geleceği açısından kritik görülen terahertz (THz) frekanslarında dikkat cazibeli bir muvaffakiyete imza attı. Tokushima Üniversitesi’nden Prof. Takeshi Yasui ve grubu, “mikrocomb” tabanlı yeni bir kablosuz bağlantı sistemi geliştirerek 560 GHz bandında saniyede 112 gigabit (Gbps) data transfer suratına ulaştı. Bu paha, bugüne kadar bu frekans aralığında elde edilen en yüksek suratlardan biri olarak öne çıkıyor.

Araştırmacılar, 350 GHz’in üzerindeki frekanslarda klasik elektroniğin karşılaştığı güç kaybı ve gürültü problemlerini aşarak, gelecekteki 6G ağları ve çok yüksek süratli taşınabilir omurga ilişkileri için temel oluşturmayı hedefliyor.

Mühendisler uzun müddettir yeni kuşak ultra süratli kablosuz ağlar geliştirmeye çalışıyor fakat belli bir noktadan sonra önemli bir teknik sona takılıyor. 6G’nin vaat ettiği yüksek suratlara ulaşmak için bilginin terahertz frekanslarında iletilmesi gerekiyor. Ama klasik elektronik devreler bu düzeylerde verimli çalışamıyor. Frekans 350 GHz’in üzerine çıktığında sinyaller zayıflıyor ve “faz gürültüsü” ismi verilen, bağlantısı önemli formda bozan ağır bir parazit ortaya çıkıyor.

Optik mikrocomb teknolojisiyle problemlerin üstesinden gelindi

Araştırma takımı bu manisi aşmak için elektroniğin sonlarını zorlamak yerine fotonik teknolojilere yöneldi. Geliştirilen sistemde temel bileşenlerden biri olan optik mikrocomb, çok sistemli aralıklarla sıralanmış ve son derece kararlı lazer frekansları üreterek bir cins optik referans vazifesi görüyor. Bu yapı, düşük faz gürültüsü sayesinde pak ve muteber terahertz sinyalleri üretmeyi mümkün kılıyor.

Araştırmacılar ayrıyeten sistemin laboratuvar ortamından çıkarılıp daha pratik hale getirilmesi için kıymetli bir mühendislik sorunu olan hassas hizalama meselesini da çözdü. Optik fiberin direkt silikon nitrür mikrorezonatöre kalıcı olarak bağlanması sayesinde sistem hem daha kompakt hale getirildi hem de titreşim ve çevresel tesirlerden kaynaklanan bozulmalar büyük ölçüde azaltıldı. Buna entegre edilen sıcaklık denetim düzeneği ise aygıtın farklı ortam şartlarında bile stabil çalışmasını mümkün kıldı.

Veri transferi basamağında iki farklı optik taşıyıcı sinyal kullanıldı ve bu sinyaller QPSK ile 16QAM üzere gelişmiş modülasyon teknikleriyle kodlandı. Bu sistemler, her bir sinyalde daha fazla bilgi taşınmasını sağlayarak sistemin kapasitesini değerli ölçüde artırdı. Sonuç olarak QPSK modülasyonu ile 84 Gbps, 16QAM ile ise 112 Gbps suratlarına ulaşıldı.

Mobil omurga için büyük kıymet taşıyor

Uzmanlara nazaran bu gelişme, direkt akıllı telefonlara yansıyacak bir teknoloji olmaktan fazla, 6G altyapısının görünmeyen ancak kritik modülü olan “mobile backhaul” (mobil omurga) ilişkileri için büyük ehemmiyet taşıyor. Yani baz istasyonları ile internet omurgası ortasındaki yüksek kapasiteli bilgi transfer çizgileri, gelecekte fiber optik kablolara gereksinim duymadan terahertz ışınlarıyla sağlanabilir.

Araştırma takımı artık, faz gürültüsünü daha da azaltarak data suratını artırmayı ve daha uzun aralara ulaşabilecek anten dizaynları geliştirmeyi hedefliyor. Şayet bu maksatlar gerçekleşirse, kablosuz irtibatta fiber optik düzeyine yaklaşan bir performansın mümkün hale gelebilir.

Kaynak : Donanimhaber