چین با رونمایی از نخستین تراشه 6G جهان، مرزهای سرعت اینترنت را جابه‌جا کرد
به گزارش گروه دانشگاه خبرگزاری دانشجو، بر اساس گزارش روزنامه ساوت چاینا مورنینگ پست (SCMP)، محققان چینی اولین تراشه ۶G «تمام فرکانسی» جهان را ساخته‌اند که قادر به ارائه سرعت اینترنت موبایل بالای ۱۰۰ گیگابیت در ثانیه است. این دستاورد می‌تواند با گسترش پوشش در کل طیف بی‌سیم، به از بین بردن شکاف دیجیتالی بین جوامع روستایی و شهری کمک کند.
این تیم به رهبری دانشمندانی از دانشگاه پکن و دانشگاه سیتی هنگ کنگ، کل طیف فرکانسی از ۰.۵ گیگاهرتز تا ۱۱۵ گیگاهرتز را در یک تراشه به اندازه ناخن انگشت شست ادغام کردند. به طور سنتی، چنین پوششی به نه سیستم رادیویی جداگانه نیاز داشت.
این تراشه که تنها ۱۱ میلی‌متر در ۱.۷ میلی‌متر اندازه دارد، ارتباطات موج میلی‌متری و تراهرتز را با باند‌های مایکروویو با فرکانس پایین ادغام می‌کند.
این امر امکان جابجایی یکپارچه بین فرکانس‌هایی را فراهم می‌کند که هم برای پوشش از راه دور و هم برای کاربرد‌های پرسرعت مناسب هستند.
پروفسور وانگ شینگجون از دانشگاه پکن، به نقل از چاینا ساینس دیلی، گفت: «نیاز مبرمی به مقابله با چالش‌های توسعه ۶G وجود دارد. با افزایش سریع تقاضا برای دستگاه‌های متصل، شبکه‌های نسل بعدی باید از نقاط قوت باند‌های فرکانسی مختلف بهره ببرند.»
فرکانس‌های بالا پهنای باند وسیع و تأخیر بسیار کمی ارائه می‌دهند که برای کاربرد‌هایی مانند واقعیت مجازی و اعمال جراحی مفید است.
باند‌های پایین‌تر پوشش وسیعی را فراهم می‌کنند که برای دسترسی به کوه‌های دورافتاده، مکان‌های زیر دریا و حتی فضای بیرونی بسیار مهم است.
فوتونیک در هسته
سخت‌افزار بی‌سیم مرسوم در یک محدوده باریک کار می‌کند و در صورت نیاز به چندین سیستم، هزینه‌ها و پیچیدگی‌های بالایی ایجاد می‌کند. محققان برای غلبه بر این مانع به همجوشی فوتونیک-الکترونیکی روی آوردند.
یک مدولاتور الکترواپتیکی پهن‌باند، سیگنال‌های بی‌سیم را به سیگنال‌های نوری تبدیل می‌کند. این سیگنال‌ها از طریق اجزای فوتونی پردازش می‌شوند، در حالی که انتقال از ترکیب فرکانس بین لیزر‌های قابل تنظیم استفاده می‌کند.
تمام واحد‌های عملکردی در تراشه کوچک بسته‌بندی شده‌اند.
کیفیت ارتباط در طول آزمایش در کل طیف پایدار ماند.
این سیستم در ۱۸۰ میکروثانیه به تنظیم فرکانس ۶ گیگاهرتز دست یافت، صد‌ها برابر سریع‌تر از یک پلک زدن. نرخ داده تک کاناله آن از ۱۰۰ گیگابیت بر ثانیه فراتر رفت.
در مقام مقایسه، طبق برآورد‌های صنعتی، میانگین سرعت اینترنت موبایل در مناطق روستایی ایالات متحده حدود ۲۰ مگابیت در ثانیه است.
گوانگمینگ دیلی گزارش داد: «این سیستم می‌تواند به سرعت، با دقت و بدون نویز، سیگنال‌های ارتباطی را در هر فرکانسی در محدوده ۰.۵ تا ۱۱۵ گیگاهرتز تولید کند.»
این تراشه همچنین دارای «ناوبری فرکانسی» است که در صورت بروز تداخل، به یک کانال خالی تغییر می‌کند. پروفسور وانگ چنگ از دانشگاه سیتی می‌گوید: «اگر هر باندی با تداخل یا انسداد مواجه شود، سیستم می‌تواند به طور خودکار و فوراً به یک کانال خالی جهش کند - مانند یک راننده باتجربه که به آرامی در ترافیک خطوط را تغییر می‌دهد - و ارتباط مداوم و بدون وقفه را تضمین می‌کند.»
آماده برای هوش مصنوعی و چند منظوره
پروفسور شو هاوون از دانشگاه پکینگ گفت که این دستگاه به «قابلیت برنامه‌ریزی چندمنظوره و تنظیم فرکانس پویا» دست می‌یابد و تعادلی بین اندازه، مصرف برق و عملکرد برقرار می‌کند.
این امر آن را برای مناطق شلوغی مانند کنسرت‌ها یا استادیوم‌ها، که هزاران دستگاه به طور همزمان به آن متصل می‌شوند، مناسب می‌کند.
وانگ شینگجون گفت که این تراشه همچنین پایه سخت‌افزاری شبکه‌های بومی هوش مصنوعی را ایجاد می‌کند. او به گوانگمینگ دیلی، به نقل از SCMP، گفت: «برای اولین بار، این تراشه یک پایه سخت‌افزاری برای یک «شبکه بومی هوش مصنوعی» واقعی ایجاد می‌کند - شبکه‌ای که می‌تواند پارامتر‌های ارتباطی را از طریق الگوریتم‌های داخلی به صورت پویا تنظیم کند تا با محیط‌های الکترومغناطیسی پیچیده مقابله کند، و در عین حال، سنجش محیطی را در زمان واقعی انجام دهد.»
محققان اکنون قصد دارند ماژول‌های ارتباطی plug-and-play بسازند که از یک فلش مموری USB بزرگتر نباشند.
این موارد می‌توانند در تلفن‌های هوشمند، ایستگاه‌های پایه، پهپاد‌ها و دستگاه‌های اینترنت اشیا تعبیه شوند و به طور بالقوه سرعت رسیدن شبکه‌های انعطاف‌پذیر و هوشمند ۶G را افزایش دهند.
این مطالعه در مجله نیچر منتشر شده است.