۱۰۰ برابر سریع‌تر از فایوجی/ تولید چیپست بی‌سیم با سرعت انتقال ۶۴۰ گیگابیت بر ثانیه

به گزارش خبرگزاری علم و فناوری آنا به نقل از اینترستینگ اینجینرینگ، محققان موسسه فناوری توکیو با همکاری موسسه ملی فناوری اطلاعات و ارتباطات (NICT) در ژاپن، یک چیپست بی‌سیم جدید با سرعت انتقال داده ۶۴۰ گیگابیت بر ثانیه ساخته‌اند.

این تراشه را می‌توان با استفاده از فرآیند مکمل فلز-اکسید-نیمه هادی (CMOS) ساخت که آن را مقرون به صرفه و برای تولید در مقیاس بزرگ مناسب می‌کند.  

ما در حال حاضر از باند‌های فرکانس موج میلیمتری برای پاسخگویی به تقاضای فزاینده برای خدمات اینترنت بی‌سیم سریعتر استفاده می‌کنیم که می‌تواند حجم زیادی از داده را نیز پردازش کند.

نسل پنجم سرویس‌های اینترنت تلفن همراه که معمولاً با نام فایوجی (5G) شناخته می‌شود، با فرکانس ۲۴ تا ۴۷ گیگاهرتز کار می‌کند و می‌تواند سرعت انتقال داده تا ۱۰ گیگابیت در ثانیه را ارائه دهد.  

نسل بعدی این شبکه ارتباطی از باند‌هایی در محدوده فرکانسی ۱۱۰ تا ۱۷۰ گیگاهرتز استفاده خواهد کرد و چیپست‌های بی سیمی که بتوانند در این محدوده کار کنند نیاز به توسعه دارند. با این حال، در این فرکانس‌ها، احتمال تضعیف و از دست دادن دامنه سیگنال افزایش می‌یابد.  

بنابراین، چیپ ست باید طوری طراحی شود که اطمینان حاصل شود که سیگنال تولید شده می‌تواند قدرت خود را حفظ کند.

چیپست بی‌سیم با سرعت انتقال داده ۶۴۰ گیگابیت بر ثانیه

محققان به سرپرستی کنیچی اوکادا، استاد دانشکده مهندسی در موسسه فناوری توکیو، از معماری سیلیکونی ۶۵ نانومتری برای ساخت چیپست با پهنای باند ۵۶ گیگاهرتز استفاده کردند.  

تراشه فرستنده گیرنده از دو مدار یکپارچه ارسال کننده و دریافت کننده (IC) تشکیل شده است. ابعاد قطعه فرستنده تنها ۱.۸۷ میلی متر در ۳.۳۰ میلی متر است، در حالی که ابعاد قطعه گیرنده ۱.۶۵ میلی متر در ۲.۶۰ میلی متر است.

این تراشه همچنین به طیف گسترده‌ای از تقویت کننده‌ها برای بهبود کیفیت سیگنال مجهز شده است. به عنوان مثال، تقویت‌کننده‌های کم‌نویز، قدرت سیگنال را افزایش می‌دهند و نویز را به حداقل می‌رسانند، در حالی که تقویت‌کننده‌های توزیع‌شده خطی بودن سیگنال را بهبود می‌بخشند. یک مبدل فرکانس تعبیه شده در تراشه اجازه می‌دهد تا فرکانس را در محدوده مورد نظر تنظیم کنید.  

برای ارزیابی قابلیت‌های تراشه، محققان آن را با یک آنتن خارجی جفت کردند و از فرمت موج‌بر به جای قالب خط انتقال برای انتقال سیگنال استفاده کردند.  

عملکرد تراشه چگونه بود؟  

با استفاده از این چیپست، محققان با موفقیت خطی بودن بالایی را برای مدولاسیون چند سطحی نشان دادند. محققان با یک سیگنال مدوله شده با ۳۲ QAM (مدولاسیون دامنه چهارگانه) و نرخ نماد ۴۰ گیگاباد، به سرعت انتقال ۲۰۰ گیگابیت بر ثانیه دست یافتند. میزان خطای بیت کمتر از ۱۰-۳ بود.  

با استفاده از مدولاسیون ۱۶ QAM، محققان با موفقیت به سرعت ۱۲۰ گیگابیت در ثانیه در فاصله نزدیک به ۵۰ فوت (۱۵ متر) دست یافتند.

برای آزمایش تراشه در پیکربندی چند ورودی و چند خروجی، محققان آن را به چهار فرستنده و چهار ماژول گیرنده متصل کردند، جایی که هر آنتن می‌تواند جریان داده خود را مدیریت کند.  

در ۱۶ مدولاسیون QAM، هر آنتن به سرعت ۱۶۰ گیگابیت در ثانیه رسید و سرعت انتقال کل ۶۴۰ گیگابیت بر ثانیه را ارائه کرد. این تا ۱۰۰ برابر سریعتر از سیستم‌های فایوجی حال حاضر موجود در بازار است.  

اوکادا در بیانیه‌ای گفت: «چیپست پیشنهادی نویدبخش نسل بعدی سیستم‌های بی‌سیم برای پشتیبانی از اتومبیل‌های خودکار، پزشکی از راه دور و تجربیات پیشرفته واقعیت مجازی است.»