Sinds de lancering zijn 5G-netwerken voortdurend in ontwikkeling en hebben ze verschillende stadia doorlopen. De meest recente iteratie is 5G Advanced, ook bekend als 5G Enhanced. Er zijn echter al onderzoekers die werken aan verschillende benaderingen die de 6G-netwerken van de toekomst mogelijk zouden kunnen maken. Recent onderzoek leverde veelbelovende resultaten op voor mogelijke implementatie in 6G-netwerken, met recordsnelheden voor gegevensoverdracht.
Onderzoekers aan de Universiteit van Adelaide hebben met internationale financiering geëxperimenteerd met een kleine chip die terahertzgolven kan beheren. Deze golven werken op een optimaal punt in het elektromagnetische spectrum, tussen microgolven en infraroodlicht. Met de juiste technologie hebben communicatiesystemen op basis van terahertzgolven het potentieel om de huidige transmissiesnelheden aanzienlijk te overtreffen.
Terahertz-golven gebaseerde 6G-netwerken kunnen recorddatasnelheden opleveren
Het voordeel van terahertzgolven is dat ze grote hoeveelheden data zonder problemen kunnen overbrengen. Terwijl 4G- en 5G-netwerken op zichzelf al krachtig zijn, is terahertz-gebaseerde technologie vergelijkbaar met het implementeren van bredere, ruimere wegen in drukke gebieden. Met andere woorden, het kan de datatransmissie die we vandaag de dag als snel beschouwen, langzaam laten lijken.
De basis van het onderzoek is een kleine chip gemaakt van een 250 micrometer dikke siliciumwafer. De chip vereist ook een hoge elektrische weerstand als een belangrijke eigenschap. Het team onderwierp het aan verschillende tests van gegevensoverdracht met behulp van terahertzgolven. De chip, genaamd “polarisatiemultiplexer”, was in staat om effectief enkele van de belangrijkste obstakels aan te pakken bij het werken met terahertztechnologie.
Ten eerste zijn dit soort golven moeilijk efficiënt te beheren. De polarisatiemultiplexer kon echter fungeren als “verkeersagent” en de oriëntatie en oscillatie van twee golven sturen met minimaal signaalverlies. Dit is cruciaal voor een potentiële implementatie van een telecommunicatiestandaard. De kleine chip had een gemiddeld signaalverlies van ongeveer 1 decibel.
Tot 190 gigabit per seconde met minimaal verlies
Het team demonstreerde de ongelooflijke eigenschappen van hun chip in real-world tests door twee videosignalen tegelijkertijd te streamen via een terahertz-verbinding. De resultaten verdubbelden de huidige gegevensoverdrachtscapaciteit via een conventioneel kanaal. Wat betreft transmissiesnelheden bereikte de chip tot 64 gigabits per seconde. De snelheid was nog hoger met behulp van een complexer modulatieschema (16-QAM), waarbij 190 gigabits per seconde werd bereikt.
Deze technologische doorbraak zou telecommunicatie en interacties op afstand zoals we die kennen, kunnen revolutioneren. Hoewel veel mensen zich concentreren op de snelheid van gegevensoverdracht, mogen we het resulterende extreem lage signaalverlies niet over het hoofd zien. Stel je een toekomst voor met vertragingsvrije draadloze netwerken voor online gaming of het aansturen van operaties op afstand met vertragingsvrije verbindingen en beelden met een ultrahoge resolutie. Het zou ook vooral nuttig zijn voor meer realistische en meeslepende VR-ervaringen. Dat laatste zou vooral belangrijk kunnen worden nadat Samsung en Apple in de toekomst nieuwe VR-headsets lanceren.
Uitdagingen die overwonnen moeten worden voordat er sprake is van een massale implementatie
Natuurlijk is het implementeren van terahertz-technologie in hele telecommunicatienetwerken niet zonder uitdagingen. Deze golven vertonen bijvoorbeeld een laag bereik en veel interferentie met obstakels op de weg. In die zin is het vergelijkbaar met de 5 GHz-band op uw wifi-router. Er zijn ook efficiëntere systemen nodig om terahertz-golven te creëren en detecteren. De studio testte een kleine chip, maar deze heeft efficiënte schaalmethoden nodig om te voldoen aan de eisen van veel grotere platforms.
Toch is het niet zo dat je morgen terahertz-aangedreven 6G-netwerken met recordsnelheden zult zien. Ondertussen blijven 5G-netwerken evolueren en worden ze ingezet. De verwachtingen van het onderzoeksteam zijn echter hooggespannen. “Binnen tien jaar voorzien we een brede acceptatie en integratie van deze terahertz-technologieën in verschillende sectoren, wat een revolutie teweegbrengt in sectoren als telecommunicatie, beeldvorming, radar en het internet der dingen”, voorspelt prof. Withayachumnankul van de Universiteit van Adelaide.