Зростаючий попит на швидку бездротову передачу даних і обробку великих обсягів даних змушує дослідників шукати нові рішення, крім стандартних міліметрових хвиль. Команда вчених з Японії розробила чипсет на базі технології КМОП з найвищою швидкістю передачі даних серед пристроїв зі смугою пропускання 56 ГГц – 640 Гбіт/с.
П’яте покоління стандарту зв’язку (5G) працює на частотах 24-47 ГГц і підтримує швидкість до 10 Гбіт/с. Шосте стане використовувати ще більш високі частоти від 110 до 170 ГГц, але чипсети під них ще належить розробити. Причому таким чином, щоб якимось чином запобігти загасанню сигналу, притаманному цьому діапазону.
Фахівці з Технологічного інституту Токіо і Національного інституту інформації та зв’язку використовували 65-нанометрову кремнієву архітектуру для створення чипсета зі смугою пропускання 56 ГГц. Цей чіп складається з приймаючих і передавальних інтегральних схем. Розміри передавального компонента всього 1,87?3,3 мм, приймаючого – 1,65?2,6 мм, повідомляє IE.
Крім того, чипсет оснащений великим асортиментом підсилювачів, що підвищують якість сигналу. Наприклад, підсилювач із низьким рівнем шуму підвищує силу сигналу, зводячи до мінімуму перешкоди, а розподілені підсилювачі покращують лінійність сигналу. Для налаштування частоти є вбудований перетворювач частот. Із зовнішньою антеною чип з’єднаний за допомогою хвилеводу, а не лінії передачі.
У випробуваннях чипсет показав високу лінійність для багаторівневої модуляції: з сигналом 32 QAM (квадратурна модуляція) і символьною швидкістю 40 Гбод було досягнуто швидкості в 200 Гбіт/с. Коефіцієнт помилок: менше 10 у мінус третьому ступені. При використанні модуляції 16 QAM швидкість на відстані майже 15 м склала 120 Гбіт/с.
Для випробувань чипа в конфігурації з багатьма входами і виходами вчені з’єднали його з чотирма передавачами і чотирма приймачами, кожна антена яких відповідала за свій потік даних. У модуляції 16 QAM швидкість кожної антени досягла 160 Гбіт/с, а загальна швидкість передачі – 640 Гбіт/с. Це у сто разів швидше, ніж сучасні системи 5G.
“Запропонований чипсет має великий потенціал для бездротових систем наступного покоління, для автономних автомобілів, телемедицини, передового досвіду віртуальної реальності”, – сказав у прес-релізі професор Кенічі Окада, голова наукової групи.