新型純硅多路復用器驅(qū)動下一代通信發(fā)展

  ICC訊（編譯：Aiur）  近期，日本大阪大學和澳大利亞阿德萊德大學研究人員聯(lián)合開展的一項研發(fā)成功推出了基于純硅的新型多路復用器(multiplexer)，面向300-GHz頻段太赫茲通訊應用，這項研究已發(fā)表在Optica雜志上。

硅多路復用器 | 來源：大阪大學

  阿德萊德大學電力和電子工程學院副教授Withawat Withayachumnankul表示：“為了控制太赫茲波的巨大頻譜帶寬，用于分路與合路信號的多路復用器對于將數(shù)據(jù)化分成數(shù)個管理塊以實現(xiàn)簡易處理而言至關(guān)重要，數(shù)據(jù)可以因此更快地從一端設(shè)備傳輸?shù)搅硪欢嗽O(shè)備。迄今為止，業(yè)界尚未開發(fā)出適用于太赫茲范圍且緊湊實用的多路復用器，而這款新型太赫茲多路復用器擁有低廉的制造成本，對于超寬帶無線通信將非常有價值。新開發(fā)的芯片形態(tài)是通道合波與分波的關(guān)鍵，以便讓更多數(shù)據(jù)得到快速處理，簡單就是它的美!”

  隨著移動設(shè)備在互聯(lián)網(wǎng)訪問比重中越來越高，驅(qū)動連接設(shè)備的數(shù)量呈指數(shù)級增長。不久的將來，機器也將在物聯(lián)網(wǎng)實現(xiàn)通信互聯(lián)，這需要滿足快速傳輸大量數(shù)據(jù)的強大無線網(wǎng)絡(luò)。赫茲波是電磁頻譜的一部分，其原始頻譜帶寬比基于微波的常規(guī)無線通信的頻譜帶寬要寬得多。由于采用新穎的光通道(optical tunneling )工藝，科研團隊開發(fā)了更緊湊、更高效的太赫茲多路復用器

集成多路復用器的示意圖，顯示寬帶太赫茲波被分成四個不同的頻率，每個頻率都能夠承載數(shù)字信息 | 來源：大阪大學

  大阪大學副教授暨研究團隊領(lǐng)導者Masayuki Fujita表示：“我們的四通道復用器可以支持高達48Gbit/s的總體速率，滿足未壓縮的8K超高清視頻進行實時的流式傳輸。

  這項研究的主要作者，來自大阪大學的Dr. Daniel Headland 表示：“一個傳統(tǒng)的四通道光學多路復用器可能會跨越2000多個波長，這在300 GHz頻帶中大約是兩米長，而我們的器件僅跨越25個波長，可將尺寸顯著減小6000倍。新型多路復用器的頻譜帶寬是日本分配的總頻譜30倍以上，這是目前使用的最快移動技術(shù)4G/LTE和下一代5G的總和。由于帶寬與數(shù)據(jù)速率有關(guān)，因此新型多路復用器可以實現(xiàn)超高速的數(shù)字傳輸。為了使整個系統(tǒng)具有便攜性，我們計劃將多路復用器與共振隧穿二極管集成在一起，以實現(xiàn)緊湊型多通道太赫茲收發(fā)器?！?

多路復用器的實驗，顯示了與外部系統(tǒng)的連接。多路復用器沒有任何形式的支撐基板 | 來源：大阪大學

  團隊使用基礎(chǔ)的調(diào)制方案，太赫茲電源只需打開和關(guān)閉即可傳輸二進制數(shù)據(jù)?，F(xiàn)有更先進的技術(shù)可以將更高的數(shù)據(jù)速率以1 TB/s的速度壓縮到給定的帶寬分配中。

  大阪大學教授Tadao Nagatsuma表示：“新型多路復用器比計算機芯片更加簡單，將同樣實現(xiàn)大規(guī)模的批量制造，這將使未來6G或更高級應用以及物聯(lián)網(wǎng)、無人駕駛飛機之間的低攔截通信成為可能。”

  文章來源：https://phys.org/news/2021-04-silicon-multiplexer-chip.html