Một bộ thu phát không dây mới đã đạt được tốc độ truyền dữ liệu vượt trội so với các hệ thống không dây dành cho người tiêu dùng hiện nay trong điều kiện hoạt động thực tế.
Các nhà nghiên cứu tại Đại học California, Irvine, đã báo cáo về một bộ thu phát không dây hoạt động trong dải tần 140GHz có thể truyền dữ liệu với tốc độ khoảng 120Gbps.
Tốc độ truyền tải đó tương đương khoảng 15GB/giây, vượt xa giới hạn hiện tại của mạng không dây dành cho người tiêu dùng.
Đẩy tốc độ truyền dữ liệu vượt xa giới hạn truyền thống.
Về mặt lý thuyết, Wi-Fi 7 có tốc độ giới hạn khoảng 3,75GB/giây (30Gbps), trong khi 5G mmWave đạt tốc độ khoảng 0,625GB/giây (5Gbps).
Điều này giúp hiệu năng 15GB/s (120Gbps) của bộ thu phát mới cao hơn khoảng 300% so với Wi-Fi 7 và cao hơn khoảng 2300% so với 5G mmWave.
Một vấn đề trọng tâm mà các nhà nghiên cứu đề cập đến là nhu cầu năng lượng lớn liên quan đến các bộ chuyển đổi kỹ thuật số sang tương tự được sử dụng trong các máy phát truyền thống.
Ở tần số cực cao, các thành phần này trở nên phức tạp, kém hiệu quả và khó mở rộng quy mô cho các thiết bị di động.
Nhóm nghiên cứu mô tả hạn chế này như một nút thắt cổ chai DAC, cản trở việc tăng tốc độ hơn nữa.
Thiết kế thay thế của họ sử dụng một bộ chuyển đổi tốc độ cao duy nhất thay thế cho ba bộ phát phụ được đồng bộ hóa, hoạt động cùng nhau và chỉ tiêu thụ 230mW.
Một bộ chuyển đổi kỹ thuật số có khả năng xử lý dữ liệu tương tự sẽ tiêu thụ vài watt điện, điều này khiến nó không thực tế đối với các thiết bị chạy bằng pin.
Nếu sử dụng các phương pháp truyền thống, thời lượng pin của các thiết bị thế hệ tiếp theo có thể giảm xuống chỉ còn vài phút.
Thay vì chuyển nhiều phép tính toán hơn sang mạch kỹ thuật số, hệ thống thực hiện các thao tác tín hiệu quan trọng trong miền tương tự.
Cách tiếp cận này giúp giảm thiểu việc sử dụng năng lượng trong khi vẫn hỗ trợ tốc độ truyền dữ liệu rất cao. Tương lai có thể sẽ ưu tiên các phương pháp tương tự, ít nhất là theo nghĩa rằng tính toán tương tự cung cấp một giải pháp thiết thực.
Bộ thu phát này được thiết kế dưới dạng một chip tích hợp duy nhất thay vì một tập hợp các linh kiện rời rạc.
Con chip được chế tạo trên silicon bằng quy trình silicon-on-insulator (SEM) 22nm với lớp màng mỏng đã cạn kiệt hoàn toàn, tránh được sự phức tạp trong sản xuất liên quan đến các công nghệ tiên tiến.
Phương pháp này đơn giản hơn so với các công nghệ 2nm hoặc 18A được TSMC và Samsung sử dụng .
Nó làm giảm độ khó trong chế tạo và có thể tạo điều kiện thuận lợi cho sản xuất quy mô lớn so với các công nghệ thử nghiệm gắn liền với kích thước hình học nhỏ nhất.
Tốc độ được báo cáo gần bằng tốc độ của các đường truyền cáp quang thường được triển khai trong các trung tâm dữ liệu , mở ra khả năng thay thế hệ thống cáp phức tạp bằng công nghệ không dây tầm ngắn.
Việc giảm thiểu dây dẫn có thể giúp giảm chi phí lắp đặt và tăng tính linh hoạt trong môi trường máy chủ có không gian chật hẹp .
Tuy nhiên, các định luật vật lý vẫn đặt ra những giới hạn. Các hệ thống sóng milimét 5G hiện nay, có thể đạt đến tần số 71GHz, vẫn gặp phải vấn đề về phạm vi truyền dẫn ngắn, chỉ khoảng 300 mét.
Việc vận hành ở tần số cao hơn nữa có thể làm thu hẹp phạm vi phủ sóng hơn nữa, vì vậy bất kỳ việc triển khai rộng rãi nào cũng sẽ đòi hỏi cơ sở hạ tầng dày đặc và kế hoạch cẩn thận.
Cuộc trình diễn này cho thấy những gì về mặt kỹ thuật là khả thi, nhưng việc áp dụng thực tế sẽ phụ thuộc vào việc mở rộng phạm vi, quản lý nhiễu và tích hợp vào các mạng hiện có.
