Tulevien langattomien tietoverkkojen on saavutettava suuremmat siirtonopeudet ja palvellen samalla lisääntyvää määrää päätelaitteita. Tätä tarkoitusta varten tarvitaan verkkorakenteet, jotka koostuvat monista pienistä radiosoluista. Näiden solujen liitäntään tarvitaan korkean suorituskyvyn siirtojohtoja korkeilla terahertsien taajuuksilla asti. Lisäksi saumattomat yhteydet kuituverkkoihin on varmistettava, mikäli mahdollista.
Karlsruhen teknillisen instituutin (KIT) tutkijat käyttävät erittäin nopeita sähköoptisia modulaattoreita muuntaaksesi terahertsin datasignaalit optisiksi signaaleiksi.
Kuudennen sukupolven soluverkkoteknologian on tarkoitus saavuttaa paljon korkeammat siirtonopeudet, lyhyemmät viiveet ja lisääntyvä laitetiheys, kun vielä tekoälykin siihen integroidaan.
Matkalla kohti 6G-matkapuhelinverkkoa on hallittava monia haasteita sekä yksittäisten komponenttien että niiden vuorovaikutusten suhteen. Tulevat langattomat verkot koostuvat joukosta pieniä radiosoluja, joiden avulla suuret datamäärät voidaan siirtää nopeasti ja tehokkaasti. Nämä solut yhdistetään siirtolinjoilla, jotka pystyvät käsittelemään kymmeniä tai jopa satoja gigabittejä sekunnissa linkkiä kohti.
Tarvittavat taajuudet ovat terahertsien alueella. Lisäksi langattomat siirtoreitit on kytkettävä saumattomasti lasikuituverkkoihin. Tällä tavoin yhdistetään molempien tekniikoiden edut eli korkea kapasiteetti ja luotettavuus sekä liikkuvuus ja joustavuus.
KIT:n sekä Fraunhofer-instituutin tutkijat ovat nyt kehittäneet lupaavan lähestymistavan muuntaa tietovirrat terahertsisten ja optisten alueiden välillä. Siihen he käyttävät erittäin nopeita sähköoptisia modulaattoreita muuntaaksesi terahertsisen datasignaalin suoraan optiseksi signaaliksi ja kytkemään vastaanottimen antennin suoraan lasikuituun.
Kokeilussaan tutkijat tuottivat ultralaajakaistaisen piiplasmonisen modulaattorin, jonka kaistanleveys on yli 0,36 THz. Näin saavutettiin 50 Gbit/s siirtokapasiteetti, joka lähetetään 0,2885 terahertsin kantoaallolla langattoman linkin kautta. Langattoman lähettimen optinen/THz-muunnos perustuu valomiksaukseen yksisuuntaisen kantoaallon fotodiodissa.
Tutkijoiden osoittama konsepti vähentää huomattavasti tulevien radiotukiasemien teknistä monimutkaisuutta ja mahdollistaa terahertsiset yhteydet erittäin korkealla tiedonsiirtonopeudella, jopa useiden satojen gigabittien sekuntinopeudella.
Veijo Hänninen
Nanobittejä 12.8.2019
