4 Minuty
Inženýři z Číny a Spojených států představili kompaktní prototyp 6G čipu, který dokáže udržet datový tok přes 100 gigabitů za sekundu (Gbps). Tato rychlost je zhruba desetkrát vyšší než teoretické maximum 5G a řádově převyšuje průměrné dnešní mobilní připojení. Zařízení vyvinuté týmy z Pekingské univerzity, City University of Hong Kong a Kalifornské univerzity v Santa Barbaře představuje praktickou cestu k využití ultrabroadbandových rádiových frekvencí, které budou jádrem budoucích 6G sítí.
Klíčové technické parametry
Rozměry a pokrytí spektra
Čip měří pouze 11 milimetrů na 1,7 milimetru, ale pokrývá ultrabroadbandové frekvenční pásmo od 0,5 GHz do 115 GHz. Pokrytí tak širokého rozsahu vyžaduje obvykle devět různých rádiových pásem, což dosud řešily různé samostatné komponenty. Integrace těchto pásem do jediného kompaktního balení znamená zásadní technologický pokrok pro bezdrátový hardware.
Elektro-optická konverze a generování signálu
Prototyp využívá elektro-optický modulátor k převodu rádiových frekvencí na optické signály, které lze dále zpracovávat s minimálními ztrátami a vysokou věrností. Pro generování rádiových frekvencí napříč širokým pásmem kombinuje návrh optické techniky s optoelektronickými oscilátory. Tato kombinace snižuje složitost a zároveň zajišťuje vysokou spektrální efektivitu i široké okamžité pásmo.
Srovnání s 5G
Zatímco teoretické maximum 5G je uváděno zhruba na 10 Gbps, reálné rychlosti pro uživatele v USA se pohybují v rozmezí 150 až 300 megabitů za sekundu (Mbps). Nový 6G čip s více než 100 Gbps by mohl umožnit nové aplikační scénáře a výrazně snížit latenci u datově náročných úloh.
Výhody a přínosy
Vysoká propustnost a efektivní využití spektra
Integrovaný ultrabroadbandový přístup podstatně zvyšuje celkovou propustnost a zlepšuje využití spektra díky plynulému provozu napříč více frekvenčními pásmy. Elektro-optická architektura zároveň snižuje ztráty RF signálu a rušení, což může v hustém prostředí přinést uživatelům vyšší reálné rychlosti.
Kompaktní provedení
Minimalizace RF a fotonického řetězce do rozměrů 11 mm × 1,7 mm snižuje nároky na energii a místo, což dělá tuto technologii atraktivní pro základnové stanice, malé buňky a do budoucna také pro pokročilá uživatelská zařízení.
Možnosti využití v praxi
Vysoká propustnost a nízká latence čipu podporují celou řadu současných i budoucích aplikací:
- Ultra-vysoké rozlišení a pohlcující streaming médií (4K/8K, VR/AR) s téměř okamžitými staženími a prakticky nulovým vyrovnáváním pásem.
- Distribuovaná AI a edge computing procesy vyžadující rychlé, objemné aktualizace modelů a okamžité inference.
- Průmyslová automatizace, dálková chirurgie a koordinace autonomních vozidel, kde je zásadní propustnost i deterministická latence.
- Páteřní a přístupové spoje pro husté městské sítě s potřebami vícenásobných stovek Gbitů.
Význam pro trh a další vývoj
Nasazení 6G sítí se očekává až v 30. letech, ale právě takovéto čipy jsou zásadní pro vznik celého ekosystému a budoucích standardů. Integrace optických a RF technik do kompaktních modulů řeší známé výzvy vícepásmového provozu a může posílit důvěru výrobců i operátorů v 6G hardware. Výsledky tým zveřejnil v časopise Nature, což potvrzuje vědecké ověření a otevírá cestu ke spolupráci s průmyslem.
Omezení a další kroky
Pro reálné nasazení je třeba rozvíjet další systémy: rádia, antény, síťové protokoly, rozdělení spektra i infrastrukturní investice. Spotřeba energie, chlazení, výrobní výtěžnost a cena rozhodnou o tom, zda lze prototyp převést do komerčního čipu. Přesto jde o významný krok k ultrabroadbandovým 6G rádiím.
Závěr
Ultrabroadbandový prototyp 6G kombinuje fotonické a RF inovace pro rychlost přes 100 Gbps ve velmi kompaktním balení a naznačuje bezdrátovou budoucnost s vysokou propustností. Jak operátoři a výrobci budují základy 6G, podobné čipy se mohou stát klíčovými prvky sítí nové generace podporujících UHD streaming, všudypřítomnou AI i nové průmyslové aplikace.
Zdroj: sciencealert
Komentáře