Чирпирование помогло закодировать информацию для сетей 6G

Чирпирование помогло закодировать информацию для сетей 6G

Исследователи из Университета ИТМО нашли способ модифицировать импульсы терагерцового диапазона, чтобы с его помощью передавать информацию в сетях нового поколения — 6G. Работа опубликована в журнале Scientific Reports.

Телекоммуникационные компании наиболее развитых стран начинают постепенно переходить на новый стандарт беспроводных сетей 5G. Он позволит достичь невиданной ранее скорости беспроводной передачи данных. Но технология 5G была разработана задолго до этого, и теперь учёные работают над созданием стандарта 6G.

Согласно документации, технологии 6G смогут повысить скорость передачи информации в 100-1 000 раз по сравнению с сетями 5G. Однако для этого придётся использовать волны терагерцового диапазона.

Сейчас учëные уже умеют передавать информацию с нескольких каналов по одному физическому каналу. На пока этот метод реализован только для инфракрасного излучения. При такой передаче информации происходит взаимодействие двух широкополосных инфракрасных импульсов, ширина спектра которых составляет десятки нанометров. В терагерцовом диапазоне ширина спектра таких импульсов гораздо больше, а значит, с помощью такого излучения можно передавать больше информации в единицу времени.

Однако прежде чем говорить о создании технологии 6G, исследователям ещё предстоит решить множество важных задач. Одна из них заключается в создании интерференции двух импульсов и получении «гребëнки» — последовательности импульсов, с помощью которой кодируется информация. 

«В терагерцовом диапазоне в импульсах, как правило, содержится небольшое число колебаний, — говорит сотрудник факультета фотоники и оптоинформатики Университета ИТМО Егор Опарин. — Как правило, это одно-два колебания в импульсе. Сам импульс длится всего несколько пикосекунд (10-12 секунды) и выглядит на графике, как узкий пик. Интерферировать импульсы с такими характеристиками достаточно сложно, так как тяжело добиться их перекрытия».

Российские исследователи предложили растянуть импульсы во времени так, чтобы их протяжëнность всё ещё измерялась пикосекундами, но была в несколько раз больше. Это позволило добиться того, что разные частоты сменяли бы друг друга, а не накладывались. Такая технология называется чирпированием. Однако и здесь существует сложность: если в инфракрасном диапазоне технологии чирпирования отработаны хорошо, то для терагерцового они отсутствуют.

Для чирпирования в терагерцовом диапазоне авторы использовали волновод, похожий на используемые в СВЧ-диапазоне. Учëные создали его уменьшенную версию и стрельнули в него широкополосным излучением так, чтобы оно распространялось в разных конфигурациях. Благодаря этому импульс сильно растянулся во времени, с двух до порядка семи пикосекунд — в три с половиной раза.  

Используя волновод, исследователи смогли растянуть импульсы до необходимых с точки зрения теории значений. Это позволило добиться взаимодействия двух таких чирпированных импульсов и создать «гребëнку». 

Автор: Никита Шевцев
Редактор: Анастасия Воротникова

Понравился наш материал? Подписывайся на «Популярный университет» в социальных сетях: ВКонтакте, Telegram.

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: