چین اولین تراشه 6G جهان را با پهنای باند 0.5 تا 115 گیگاهرتز و سرعت 100 گیگابیت بر ثانیه رونمایی کرد.

اولین تراشه 6G تمام‌فرکانسی چین از فوتونیک برای ارائه 100 گیگابیت بر ثانیه استفاده می‌کند و پایه و اساس شبکه‌های بی‌سیم بومی هوش مصنوعی را بنا می‌نهد.

به نقل از SCMP، محققان چینی اولین تراشه 6G تمام‌فرکانسی جهان را ساخته‌اند که قادر به ارائه سرعت اینترنت موبایل بالای 100 گیگابیت بر ثانیه است. این پیشرفت می‌تواند با گسترش پوشش در کل طیف بی‌سیم، به از بین بردن شکاف دیجیتال بین جوامع روستایی و شهری کمک کند.

این تیم به رهبری دانشمندان دانشگاه پکن و دانشگاه سیتی هنگ کنگ، کل طیف، از 0.5 گیگاهرتز تا 115 گیگاهرتز را در یک تراشه به اندازه یک ناخن ادغام کرد. به طور سنتی، چنین پوششی به 9 سیستم رادیویی جداگانه نیاز داشت که حالا در تراشه‌ای به اندازه یک ناخن جمع شده است.

این تراشه که تنها 11 میلی‌متر در 1.7 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(Wang Xingjun) از دانشگاه پکن می‌گوید: نیاز مبرمی به مقابله با چالش‌های توسعه 6G 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 را ارائه می‌دهند که برای کاربردهایی مانند واقعیت مجازی و عمل‌های جراحی مفید است.

باندهای پایین‌تر پوشش منطقه‌ای گسترده‌ای را فراهم می‌کنند که برای دسترسی به مناطق دورافتاده، مکان‌های زیر دریا و حتی فضا بسیار مهم است.

سخت‌افزار بی‌سیم معمولی 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 ماژولاتور الکترواپتیکی پهن‌باند، سیگنال‌های بی‌سیم را به سیگنال‌های نوری تبدیل می‌کند. این سیگنال‌ها از طریق اجزای فوتونیکی پردازش می‌شوند، در حالی که انتقال از اختلاط فرکانس بین لیزرهای قابل تنظیم استفاده می‌کند.

اکنون تمام واحدهای عملکردی در تراشه کوچک قرار گرفته‌اند و کیفیت ارتباط در طول آزمایش در کل طیف پایدار ماند.

این سیستم در ۱۸۰ میکروثانیه به تنظیم فرکانس ۶ گیگاهرتز دست یافت که صدها برابر سریع‌تر از یک پلک زدن است. سرعت داده تک کاناله آن نیز از ۱۰۰ گیگابیت بر ثانیه فراتر رفت.

در مقام مقایسه، طبق برآوردهای صنعتی، میانگین سرعت موبایل روستایی در ایالات متحده حدود ۲۰ مگابیت بر ثانیه است.

به گفته محققان، 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.

پروفسور وانگ چنگ(Wang Cheng) از دانشگاه سیتی هنگ کنگ گفت: این تراشه همچنین دارای «ناوبری فرکانسی» است که در صورت بروز تداخل، به یک کانال شفاف تغییر می‌کند. اگر هر باندی با تداخل یا انسداد مواجه شود، سیستم می‌تواند به طور خودکار و فوراً به یک کانال شفاف جهش کند. مانند یک راننده باتجربه که به آرامی در ترافیک، خط حرکت خود را تغییر می‌دهد و ارتباط مداوم و بدون وقفه را تضمین می‌کند.

استاد شو هائوون(Shu Haowen) از دانشگاه پکن می‌گوید این دستگاه به قابلیت برنامه‌ریزی چند منظوره 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، جایی که هزاران دستگاه به طور همزمان متصل می‌شوند، مناسب می‌کند.

شینگجون می‌گوید این تراشه همچنین پایه سخت‌افزاری را برای شبکه‌های بومی هوش مصنوعی ایجاد می‌کند. وی افزود: این تراشه برای اولین بار، یک پایه سخت‌افزاری برای یک شبکه واقعاً بومی هوش مصنوعی ایجاد می‌کند؛ شبکه‌ای که می‌تواند پارامترهای ارتباطی را از طریق الگوریتم‌های داخلی به صورت پویا تنظیم کند تا با محیط‌های الکترومغناطیسی پیچیده مقابله کند، در حالی که همزمان حسگرهای محیطی را در لحظه فعال می‌کند.

محققان اکنون قصد دارند ماژول‌های ارتباطی از این تراشه ایجاد کنند که بزرگتر از یک فلش USB نباشند. این ماژول‌ها می‌توانند در تلفن‌های هوشمند، ایستگاه‌های پایه، پهپادها و دستگاه‌های اینترنت اشیا تعبیه شوند و به طور بالقوه سرعت ورود شبکه‌های انعطاف‌پذیر و هوشمند 6G را افزایش دهند.

این مطالعه در مجله Nature منتشر شده است.