Bežični primopredajnik brz kao optika

Novi primopredajnik, izumljen od strane inženjera na Sveučilištu Kalifornije, Irvine, pojačava radio frekvencije na područje od 140 gigaherca, otključavajući brzine podataka koje konkuriraju onima fizičkih optičkih kabela i postavljajući temelje za prijelaz na protokole prijenosa podataka 6G i FutureG.

Kako bi stvorili primopredajnik, istraživači sa Samueli School of Engineering na UC Irvineu osmislili su jedinstvenu arhitekturu koja spaja digitalnu i analognu obradu. Rezultat je sustav silicijskih čipova, koji se sastoji od odašiljača i prijemnika, a sposoban je obrađivati ​​digitalne signale znatno brže i s puno većom energetskom učinkovitošću od prethodno dostupnih tehnologija.

Tim iz Laboratorija za nanoskalne komunikacijske integrirane krugove Sveučilišta UC Irvine opisuje svoj rad u dva rada objavljena ovog mjeseca u IEEE Journal of Solid-State Circuits. U jednom inženjeri raspravljaju o tehnologiji koju nazivaju odašiljačem „bit-do-antene“, a u drugom obrađuju svoj prijemnik „antena-do-bita“.

O novom bežičnom primopredajniku koji je razvila njegova grupa, Payam Heydari, profesor elektrotehnike i računarstva na UC Irvine Chancelloru, kaže: „Ovu tehnologiju nazivamo 'bežičnim optičkim prespojnim kabelom' jer nudi nevjerojatnu brzinu optičkih vlakana bez fizičkih kabela. Radom u F-pojasu, frekvencijskom rasponu znatno iznad trenutnih 5G standarda, možemo ponuditi ogromne propusne opsege koji će transformirati način na koji strojevi, roboti i podatkovni centri komuniciraju.“

Rekao je da je ovaj proboj kulminacija dugoročne strateške vizije. Njegov tim je počeo formulirati koncept bitova u antenu 2020. godine nakon što je prepoznao da će tradicionalne arhitekture čipova s ​​miješanim signalima, koje se uvelike oslanjaju na pretvarače podataka koji troše energiju, na kraju "naići na zid performansi".

„Shvatili smo da moramo temeljno preispitati topologiju sklopa kako bismo dosegli nedostižnih 100 gigabita u sekundi, što je 100 puta brže od trenutnih bežičnih uređaja, bez topljenja čipa“, rekao je Heydari. „Zamislili smo nove, potpuno analogne arhitekture koje bi mogle prevladati ozbiljne kompromise u potrošnji energije koji muče dizajne velikih brzina.“

Novi bežični odašiljač na silicijskom čipu koji su razvili inženjeri elektrotehnike na UC Irvineu omogućuje brzine prijenosa podataka koje konkuriraju optičkim kabelima uz visoku energetsku učinkovitost. Označene komponente na čipu uključuju PRBS, generator pseudoslučajnog niza bitova; LO, lokalni oscilator; QPSK, kvadraturno fazno pomicanje; Sub-TX, blok pododašiljača; SPI, serijsko periferno sučelje; i antenu. 

Heydari je rekao da osim što omogućuje prijenos u rasponu od 140 gigaherca, arhitektura bit-po-anteni primopredajnika omogućuje njegovu masovnu proizvodnju po nižoj cijeni, što otvara put širokoj primjeni.

„Naša inovacija eliminira potrebu za kilometrima složenih bakrenih žica unutar podatkovnih centara“, rekao je. „Operateri podatkovnih farmi mogu uspostaviti ultrabrze bežične veze između serverskih rackova, štedeći znatan novac na hardveru, hlađenju i napajanju.“