Πειραματικό δίκτυο 6G αγγίζει τα 938 Gbps

Σύνοψη

• Ερευνητές του University College London (UCL) κατέγραψαν ταχύτητα ασύρματης μετάδοσης 938 Gbps, σχεδόν 9.000 φορές ταχύτερη από τον μέσο όρο των σημερινών 5G δικτύων.
• Επιτεύχθηκε λειτουργία σε πρωτοφανές εύρος φάσματος, από 5 GHz έως 150 GHz, δημιουργώντας συνολικό bandwidth 145 GHz.
• Το σύστημα συνδυάζει παραδοσιακά ηλεκτρονικά κυκλώματα (για το φάσμα 5-50 GHz) με φωτονική τεχνολογία και λέιζερ για τις υψηλότερες συχνότητες (50-150 GHz).
• Επιτρέπει τη λήψη μιας ταινίας 4K (14 GB) σε μόλις 0,12 δευτερόλεπτα, εξαλείφοντας πλήρως την καθυστέρηση σε πολυσύχναστα αστικά περιβάλλοντα.
• Η μετάβαση από το εργαστηριακό στάδιο στον εμπορικό εξοπλισμό αναμένεται σε 3 με 5 χρόνια, θέτοντας τις τεχνολογικές βάσεις για το πρότυπο 6G.

Το όριο των δυνατοτήτων της ασύρματης δικτύωσης επαναπροσδιορίζεται. Ερευνητές του τμήματος Ηλεκτρονικής και Ηλεκτρολογικής Μηχανικής του University College London (UCL) κατέρριψαν κάθε προηγούμενο ρεκόρ, καταγράφοντας ταχύτητα μετάδοσης δεδομένων στα 938 Gigabits ανά δευτερόλεπτο (Gbps). Η επίδοση αυτή καταδεικνύει τον δρόμο για τις επόμενης γενιάς υποδομές 6G, εστιάζοντας στην επίλυση ενός θεμελιώδους προβλήματος: της στενότητας του διαθέσιμου φάσματος ραδιοσυχνοτήτων που προκαλεί την τρέχουσα συμφόρηση στα δίκτυα 5G.

Η ασύρματη μετάδοση στα 938 Gbps επιτεύχθηκε μέσω ενός υβριδικού συστήματος που συνδυάζει ραδιοσυχνότητες και φωτονική τεχνολογία, εκμεταλλευόμενο ένα τεράστιο εύρος φάσματος από τα 5 GHz έως τα 150 GHz. Αποφεύγοντας τον περιορισμό των συμβατικών δικτύων κάτω των 6 GHz, η ομάδα του UCL συγχρόνισε ηλεκτρονικούς μετατροπείς με οπτικά λέιζερ υψηλής ακρίβειας, εξασφαλίζοντας εύρος ζώνης 145 GHz με απειροελάχιστο θόρυβο φάσης, το οποίο είναι έτοιμο να ενσωματωθεί στα μελλοντικά πρωτόκολλα 6G.

Η αρχιτεκτονική του υβριδικού δικτύου: Ηλεκτρονικά συναντούν τη Φωτονική

Η κύρια πρόκληση που αντιμετώπισαν οι ερευνητές ήταν ότι τα τυπικά ηλεκτρονικά συστήματα μετατροπής ψηφιακού σήματος σε αναλογικό χάνουν δραματικά την αποδοτικότητά τους σε συχνότητες άνω των 50 GHz. Για να καλυφθεί το φάσμα έως τα 150 GHz (W-band και D-band), η λύση δόθηκε μέσω της φωτονικής.

Η προσέγγιση χώρισε το φάσμα σε δύο τομείς. Στο εύρος 5-50 GHz χρησιμοποιήθηκαν προηγμένοι ηλεκτρονικοί μετατροπείς σήματος. Για το εύρος 50-150 GHz, αξιοποιήθηκαν γεννήτριες ραδιοσημάτων βασισμένες στο φως. Κλειδώνοντας τις συχνότητες δύο ζευγών λέιζερ στενής γραμμής και αναφέροντάς τα σε έναν κοινό ταλαντωτή χαλαζία, η ομάδα παρήγαγε σήματα ελαχιστοποιώντας τον θόρυβο φάσης – ένα συνηθισμένο μειονέκτημα στα ελεύθερα λέιζερ. Αυτή η μέθοδος των οπτικών microcombs επιτρέπει την ακριβή μετάδοση δεδομένων χωρίς παρεμβολές, διατηρώντας ακέραιο το σήμα ακόμη και σε εξαιρετικά υψηλές συχνότητες.

Εφαρμογές στον πραγματικό κόσμο και η εμπειρία του χρήστη

Αφήνοντας στην άκρη τα νούμερα του εργαστηρίου, η συγκεκριμένη τεχνολογία στοχεύει στην επίλυση καθημερινών προβλημάτων. Η ταχύτητα των 938 Gbps σημαίνει πρακτικά ότι η λήψη μιας ταινίας ανάλυσης 4K Ultra HD (όγκου 14 GB) ολοκληρώνεται σε 0,12 δευτερόλεπτα, ενώ 20 ταινίες θα απαιτούσαν περίπου ένα δευτερόλεπτο.

Ωστόσο, η χρησιμότητα αυτού του τεράστιου bandwidth δεν αφορά αποκλειστικά το κατέβασμα αρχείων από μεμονωμένους χρήστες. Το πραγματικό πλεονέκτημα έγκειται στη χωρητικότητα του δικτύου. Φανταστείτε τον εαυτό σας σε μια συναυλία στο ΟΑΚΑ ή στο κέντρο της Αθήνας σε ώρα αιχμής. Με τα σημερινά δεδομένα του 5G, η φυσική συσκευή σας ζεσταίνεται αισθητά στο χέρι, καθώς το modem της αναζητά διαρκώς διαθέσιμο εύρος ζώνης (bandwidth) σε ένα υπερφορτωμένο δίκτυο, ενώ η μπαταρία εξαντλείται ραγδαία. Η τεχνολογία που δοκιμάζει το UCL επιτρέπει τον ταυτόχρονο διαμοιρασμό τεράστιων όγκων δεδομένων σε χιλιάδες χρήστες στον ίδιο γεωγραφικό χώρο, εξαλείφοντας τη θερμική καταπόνηση του hardware των κινητών και εξασφαλίζοντας μηδενικό buffering κατά τη ροή βίντεο.

Με τη ματιά του Techgear

Η τεχνολογία αυτή τη στιγμή βρίσκεται σε εργαστηριακό επίπεδο, με την ομάδα του Dr. Liu να σχεδιάζει ήδη εμπορικά πρωτότυπα συστήματα τα οποία αναμένεται να είναι διαθέσιμα για δοκιμές εντός 3 έως 5 ετών. Επίσης, για να μπορέσει μια κεραία 6G να διανείμει 938 Gbps στον αέρα, πρέπει να τροφοδοτείται με αντίστοιχης χωρητικότητας οπτικές ίνες.

Η αυστηρή λειτουργία σε συχνότητες 50-150 GHz συνεπάγεται επίσης ότι το σήμα αδυνατεί να διαπεράσει φυσικά εμπόδια όπως τοίχους ή έντονα καιρικά φαινόμενα, γεγονός που επιβάλλει μια ολοκληρωτική αλλαγή αρχιτεκτονικής. Δεν θα μιλάμε πλέον για κεντρικούς πυλώνες εκπομπής, αλλά για εκατοντάδες μικροκεραίες εγκατεστημένες σε κολώνες φωτισμού, στάσεις λεωφορείων και προσόψεις κτιρίων, δημιουργώντας ένα πυκνό δίκτυο (mesh network) οπτικής επαφής (line-of-sight).

Εξάλλου, η μετάβαση στο 6G δεν θα είναι απλώς μια αναβάθμιση του εικονιδίου στην οθόνη του smartphone, αλλά θα απαιτήσει εντελώς νέα chipsets (τα οποία θα πρέπει να διαχειρίζονται τα data χωρίς να υπερθερμαίνονται ή να αποστραγγίζουν τη μπαταρία) και επενδύσεις δισεκατομμυρίων στις τοπικές υποδομές. Το ρεκόρ του UCL μας δείχνει ότι το θεμελιώδες τεχνολογικό εμπόδιο – η συμφόρηση του φάσματος – έχει πλέον θεωρητική λύση. Η πρόκληση που μένει είναι η υλοποίηση, και ο χρόνος μετρά αντίστροφα για τη δεκαετία του 2030.

*Μπορείτε πλέον να προσθέσετε το Techgear.gr ως Προτιμώμενη Πηγή ενημέρωσης για τις αναζητήσεις σας στο Google Search!