Teknologier til sjette generations mobilnetværk

Fremtidige trådløse datanetværk skal nå højere transmissionshastigheder og kortere forsinkelser, samtidig med at de leverer et stigende antal slutenheder. Til dette formål, netværksstrukturer bestående af mange små radioceller er påkrævet. For at forbinde disse celler vil det kræve højtydende transmissionslinjer ved høje frekvenser op til terahertz-området. I øvrigt, skal sikres sømløs forbindelse til glasfibernetværk, hvis det er muligt. Forskere fra Karlsruhe Institute of Technology (KIT) bruger ultrahurtige elektro-optiske modulatorer til at konvertere terahertz-datasignaler til optiske signaler. Dette er rapporteret i Naturfotonik .

Mens den nye 5G-mobilnetværksteknologi stadig er testet, forskere arbejder allerede på teknologier til den næste generation af trådløs datatransmission. "6G" skal nå langt højere transmissionshastigheder, kortere forsinkelser, og en øget enhedsdensitet, med kunstig intelligens integreret. På vej mod sjette generations mobilnetværk, mange udfordringer skal mestres med hensyn til både individuelle komponenter og deres interaktion. Fremtidens trådløse netværk vil bestå af en række små radioceller til hurtigt og effektivt at transmittere store datamængder. Disse celler vil være forbundet med transmissionslinjer, som kan håndtere tiere eller endda hundredvis af gigabit per sekund per link. De nødvendige frekvenser er i terahertz-området, mellem mikrobølger og infrarød stråling i det elektromagnetiske spektrum. Ud over, trådløse transmissionsveje skal være sømløst forbundet med glasfibernetværk. På denne måde fordelene ved begge teknologier, høj kapacitet og pålidelighed samt mobilitet og fleksibilitet, vil blive kombineret.

Forskere fra KIT Institutes of Photonics and Quantum Electronics (IPQ), Mikrostrukturteknologi (IMT), og Radio Frequency Engineering and Electronics (IHE) og Fraunhofer Institute for Applied Solid State Physics IAF, Freiburg, har nu udviklet en lovende tilgang til konvertering af datastrømme mellem terahertz- og optiske domæner. Som rapporteret i Naturfotonik , de bruger ultrahurtige elektro-optiske modulatorer til direkte at konvertere et terahertz-datasignal til et optisk signal og til direkte at koble modtagerantennen til en glasfiber. I deres eksperiment, forskerne valgte en bærefrekvens på omkring 0,29 THz og nåede en transmissionshastighed på 50 Gbit/s. "Modulatoren er baseret på en plasmonisk nanostruktur og har en båndbredde på mere end 0,36 THz, siger professor Christian Koos, Leder af IPQ og medlem af bestyrelsen for IMT. "Vores resultater afslører det store potentiale af nanofotoniske komponenter til ultrahurtig signalbehandling." Konceptet, som forskerne har demonstreret, vil reducere den tekniske kompleksitet af fremtidige radiobasestationer betydeligt og muliggøre terahertz-forbindelser med meget høje datahastigheder - flere hundrede gigabit pr. sekund er mulige.