Фотонная сеть для связи на основе беспроводных лазеров

Конфигурация двухцветной лазерной системы Brillouin и результата измерения фазового шума (сравнение сигналов локального осциллятора на основе электрической и фотоники).Кредит: Университет Осаки

Чтобы обеспечить почти мгновенную связь, необходимую для таких приложений, как дополненная реальность или дистанционное управление хирургическими роботами, на беспроводных каналах потребуются сверхвысокие скорости данных.

В исследовании, опубликованном в IEICE Electronics Express, исследователи из Университета Осака и Имра Америка нашли способ увеличить эти скорости данных за счет снижения шума в системе с помощью лазеров.

Чтобы упаковать в больших количествах данных и быстро сохранить ответы, полоса субтергерца, которая простирается от 100 ГГц до 300 ГГц, будет использоваться передатчиками и приемниками 6G.Сложный подход, называемый «многоуровневая сигнальная модуляция», используется для дальнейшего увеличения скорости передачи данных этих беспроводных связей.

Однако при работе в верхней части этих чрезвычайно высоких частот многоуровневая сигнальная модуляция становится очень чувствительной к шуму.

Чтобы хорошо работать, он опирается на точные эталонные сигналы, и когда эти сигналы начинают смещаться вперед и назад во времени (явление, называемое «фазовым шумом»), производительность многоуровневой сигнальной модуляции падает.

«Эта проблема до сих пор имеет ограниченную 300 ГГц»,-говорит Кейсуке Маекава, ведущий автор исследования Кейсуке Маекава.«Тем не менее, мы обнаружили, что на высоких частотах генератор сигналов, основанный на фотонном устройстве, имел гораздо меньший фазовый шум, чем обычный генератор электрических сигналов».

Команда использовала стимулированный лазер Brillouin Scatater, который использует взаимодействие между звуковыми и легкими волнами, чтобы генерировать точный сигнал.Затем они установили систему беспроводной связи 300 ГГц, которая использует лазерный генератор сигналов как в передатчике, так и в приемнике.Система также использовала онлайн-обработку цифровых сигналов (DSP) для демодуляции сигналов в приемнике и увеличения скорости передачи данных.

«Наша команда достигла одноканальной скорости передачи 240 гигабит в секунду»,-говорит Тадао Нагацума, ИП проекта.«Это самая высокая скорость передачи, полученную до сих пор в мире с использованием онлайн-DSP».

По мере того, как 5G распространяется по всему миру, исследователи усердно работают над разработкой технологии, которая потребуется для 6G, и результаты этого исследования являются значительным шагом к беспроводной связи 300 ГГц.

Исследователи ожидают, что с помощью методов мультиплексирования (где можно использовать более одного канала) и более конфиденциальных приемников, скорость передачи данных может быть увеличена до 1 терабита в секунду, что привело к новой эре почти инстанции глобальной коммуникации.

Больше информации: Keisuke Maekawa и др., Одноканальная беспроводная связь Sub-Thz Sub-Thz с использованием ультра-низкого фазового шума, IEICE Electronics Express (2023).Doi: 10.1587/elex.20.20230584