Tehnologia wireless a atins un nou vârf de performanță, iar dacă până acum serie de prototipuri și cercetări indicau doar direcții teoretice, ultima inovație din California aduce rezultate concrete. O echipă de cercetători de la Universitatea din California, Irvine, a creat un sistem transceiver care operează la frecvențe de aproximativ 140 GHz, atingând viteze de transfer de date de până la 120 Gbps — aproape 15 gigabytes pe secundă, o performanță ce rivalizează cu conexiunile pe fibră olare frecvent utilizate în centrele de date.
Soluția de a sparge bariera digital-analog
Pentru ani de zile, unul dintre cele mai mari obstacole în atingerea vitezelor ultra-rapide în transmisiile wireless a fost fiabilitatea convertorului digital-analog (DAC). În procesul de comunicare, DAC-ul transforme secvența de date digitale în semnal analogic ce poate fi emis prin antenă. Însă, la viteze extreme, această componentă devine un adevărat “blocaj”, consumând excesiv energie și complicând arhitectura sistemelor.
Prototipul UC Irvine abordează această problemă într-un mod surprinzător: emițătorul de tip „bits-to-antenna” construiește și trimite semnalul direct în domeniul radiofrecvenței, evitând complet procesul tradițional de conversie digital-analog. Această metodă utilizează trei sub-transmițătoare sincronizate, ceea ce reduce semnificativ consumul energetic, estimat la circa 230 mW, și simplifică arhitectura întregului sistem. În termenii industriei, un astfel de sistem reprezintă o etapă importantă spre realizarea rețelelor wireless de înaltă capacitate, care pot funcționa pe baterii pentru perioade mai lungi și cu mai puține riscuri de supraîncălzire.
Recepția a fost de asemenea inovatoare
Dacă partea de transmisie a fost rescrijată, cercetătorii nu s-au oprit la acest nivel. În ceea ce privește receptorul, au folosit o metodă de prelucrare în analog, “antenna-to-bits”, eliminând necesitatea unui convertor analog-digital extrem de rapid, care ar consuma enorm. În loc să încerce digitizarea instantanee a semnalului de 120 Gbps, acesta este mai întâi descompus în etape analogice, reducând astfel cerințele energetice și complexitatea. Rezultatul a fost un prototip de receptoare funcțional, cu un consum de doar câteva sute de miliwați, potrivit cercetătorilor, și realizabil cu tehnologia existentă pe piață, cum ar fi procesul pe 22 nm cu tehnologie FDSOI.
Utilizare în centre de date, orașe inteligente și în viitorul 6G
Deși aceste rezultate sunt în stadiu de prototip, perspectivele lor sunt promițătoare. În primul rând, ele pot revoluționa infrastructura din centrele de date, unde cablurile și conexiunile fizice reprezintă o componentă fragilă și costisitoare. O rețea wireless de peste 100 Gbps între rack-uri sau între diferite echipamente ar putea înlocui aproape complet cablările, reducând complexitatea și costurile de mentenanță, și rămânând în același timp extrem de rapidă.
Dincolo de domeniul datacenterelor, aceste tehnologii au potențialul de a fi implementate în rețele urbane de tipul “city-to-city” sau în zone industriale, unde densitatea punctelor de acces poate fi adaptată pentru a crește capacitatea de transfer. În plus, idea se aliniază cu planurile pentru viitorul 6G, care intenționează să valorifice frecvențe peste 100 GHz pentru a oferi servicii cu până la zece ori mai mari viteze decât 5G.
Totuși, noile frecvențe ridicate aduc și provocări semnificative. Semnalul are o rază de acoperire redusă, fiind ușor de blocat de obstacole sau condiții meteorologice, ceea ce înseamnă că viitorul acestor connectione ultrarapide nu va fi o rețea de tip “acoperire națională”, ci mai degrabă o rețea de insule cu viteze imense în locații strategice, cum ar fi campusuri universitare, zone de birouri sau hub-uri logistice.
Chiar dacă aceste rezultate sunt încă departe de aplicabilitatea de masă, ele indică o nevoie esențială de a regândi modul în care vom construi infrastructura wireless. Trecerea de la laboratoarele de cercetare la implementări comerciale va depinde de modul în care aceste tehnologii pot fi extinse în condiții reale, în special în ceea ce privește acoperirea și durabilitatea sistemelor. În timp, aceste inovații pot fi cele care să pună bazele unor rețele ultra-rapide, mai eficiente energetic și mai adaptate noilor cerințe ale unei lumi tot mai conectate.
