Imec ja Gentin yliopisto ovat kehittäneet maailman ensimmäisen täysin integroidun mikroaalto-fotoniikkapiirin, joka yhdistää kaikki optiset ja mikroaaltokomponentit yhdelle sirulle.
Kyse on merkittävästä läpimurrosta langattoman viestinnän ja tutkateknologian alalla. Siruun on integroitu valonlähteet, modulaattorit, optiset suodattimet ja detektorit, ja se on ohjelmoitava – tämä mahdollistaa sen käytön monenlaisissa korkean taajuuden sovelluksissa, kuten 5G/6G-verkoissa, satelliittilinkeissä ja tutkajärjestelmissä.
Mikroaaltolinkissä data siirtyy radiotaajuuksilla (esimerkiksi 10–100 GHz) langattomasti kahden pisteen välillä. Tällaisen linkin suorituskyky voi heikentyä, kun taajuus kasvaa, koska sähköiset komponentit aiheuttavat häviöitä ja rajoituksia.
Tässä uudessa fotonipiirissä mikroaaltosignaali muunnetaan ensin valoksi. Piirissä on korkeataajuinen optinen modulaattori, joka "koodaa" mikroaaltodatan lasersäteeseen. Tämä tapahtuu muuttamalla valon ominaisuuksia (esim. intensiteettiä tai vaihetta) mikroaaltosignaalin rytmissä.
Sen jälkeen signaali kulkee ohjelmoitavan optisen suodattimen läpi, joka voi vaimentaa, korostaa tai muokata tietyt taajuusalueet. Tämä mahdollistaa monimutkaisen signaalinkäsittelyn ilman raskasta elektroniikkaa. Valodetektori muuntaa optisen signaalin takaisin sähköiseksi mikroaaltosignaaliksi, joka voidaan lähettää antennin kautta tai jatkokäsitellä.
Sirulle on integroitu siirrettävät laserit, mikä tekee laitteesta itsenäisen eikä se tarvitse ulkoista valolähdettä.
Gentin yliopiston professori Wim Bogaertsin mukaan nyt kehitetty piiri tuo mikroaaltofotoniikan teknologian ensimmäistä kertaa sellaiseen muotoon, jossa se voidaan oikeasti ottaa käyttöön massatuotannossa. Koska kaikki kriittiset komponentit – kuten valonlähteet, modulaattorit, suodattimet ja detektorit – ovat integroituna samalle sirulle, järjestelmä voidaan valmistaa samoilla tuotantolinjoilla kuin muutkin piipohjaiset mikropiirit. Tämä vähentää valmistuskustannuksia, pienentää laitteen fyysistä kokoa ja vähentää virrankulutusta merkittävästi.
Tämänkaltaiset integroidut piiriratkaisut mahdollistavat huippunopean datansiirron ilman perinteisen elektroniikan rajoituksia. Käytännössä tämä tarkoittaa esimerkiksi langattomia tukiasemia, satelliittilaitteita tai tutkajärjestelmiä, jotka ovat sekä energiatehokkaita että fyysisesti pienikokoisia – mutta silti kykeneviä käsittelemään erittäin suuria tietomääriä. Lisäksi ohjelmoitavuus tuo joustavuutta: sama siru voidaan sovittaa erilaisiin käyttötarkoituksiin ohjelmallisesti ilman, että fyysisiä komponentteja tarvitsee vaihtaa.
Bogaertsin mukaan kyseessä on perustavanlaatuinen edistysaskel kohti uuden sukupolven tietoliikennetekniikkaa, jossa optiikka ja radioaallot eivät enää ole erillisiä järjestelmiä, vaan sulautuvat yhdeksi tehokkaaksi kokonaisuudeksi.
Elisa ja Nokia laajentavat 5.5G-verkon eli 5G Advancedin kattavuutta Suomessa ja Virossa, mutta verkon hyödyt jäävät vielä harvojen käyttöön päätelaitteiden puutteen vuoksi. Elisan teknologiajohtaja Sami Komulaisen mukaan uusi verkko on jo käytössä tietyillä alueilla. - Elisan 5.5G kattaa tällä hetkellä osan pääkaupunkiseudusta sekä Tampereen, Turun ja Jyväskylän aluetta, Komulainen sanoo.
Prototyyppien kehitystyössä nopeus on valttia. Markkinoilla menestyvät sovellukset, joilla aikaan saadaan uusia ja virtaviivaistetaan jo olemassa olevia palveluita. Nykyisin käytössä oleviin sulautettuihin järjestelmiin saadaan lisää toimintoja hyödyntämällä data-analytiikan ja koneoppimisen kaltaisia tekniikoita reaaliaikaisen sensoridatan käsittelyn tehostamisessa. Myös käyttöliittymien kehittymisen tuomien etujen hyödyntäminen helpottaa automaattisten järjestelmien kasaamista ja ohjausta.
Traco Powerin uusi TMR 10WIR -sarja tarjoaa jopa 10 watin tehon vain sokeripalan kokoisessa SIP-8-metallikotelossa. Poweri on kvalifioitu käyttöön rautateillä. Kompakti DC/DC-muunnin on suunniteltu erityisesti vaativiin liikenne- ja teollisuussovelluksiin, joissa tila on kortilla, mutta laatuvaatimukset korkealla.
