Разработан чип, обеспечивающий скорость передачи данных 72 Гбит/с
Новое исследование показывает, что передовые топологические материалы в конечном счёте могут помочь в создании таких соединений. Экспериментальное устройство, созданное исследователями, достигло скорости передачи данных в 72 гигабита в секунду скорости передачи данных и охватило более 75 % трёхмерного пространства вокруг себя.
«Он обеспечивает очень высокую скорость передачи данных, широкое покрытие без движущихся частей, поддержку нескольких одновременных подключений и двустороннюю связь, при этом потери сигнала минимальны», — говорит Ранджан Сингх, профессор электротехники в Университете Нотр-Дам в Саут-Бенде, штат Индиана. «Современные решения обычно обеспечивают только одну или две из этих функций и часто используют сложные антенные решетки или механическое управление».
Топология — математика форм, сохраняющих определённые свойства при деформации — показывает, что свет может проходить по защищённым каналам в материалах со специальной структурой, устойчивых к рассеянию и дефектам. В этой терагерцовой антенне такая топологическая защита спроектирована таким образом, чтобы сигналы выходили наружу по контролируемой трёхмерной схеме.
Вместо того чтобы полностью подавлять утечку, в новом исследовании учёные спроектировали чип таким образом, чтобы часть терагерцового излучения, проходящего через него, утекала наружу.Топологическая конструкция этой «антенны с утечкой» обеспечила беспрепятственную передачу сигналов без значительных потерь или искажений, что улучшило пропускную способность и скорость передачи данных. В то же время способ распространения света внутри микрочипа таков, что при выходе он распространяется конусом, обеспечивая как горизонтальное, так и вертикальное покрытие и позволяя антенне охватывать 75 % окружающего трёхмерного пространства.
Кремниевый чип перфорирован рядами треугольных отверстий: одни шириной 264 микрометра, другие — 99 микрон. В зависимости от расположения этих больших и маленьких треугольных отверстий терагерцовое излучение либо проходило внутри чипа, либо утекало наружу.
По сравнению с предыдущими современными нетопологическими терагерцовыми антеннами новое устройство обеспечивает в 30 раз большее покрытие трёхмерного пространства и примерно в 275 раз более высокую скорость передачи данных. Кроме того, новый микрочип может служить как приёмником, так и передатчиком, что позволяет сигналам беспрепятственно передаваться в обоих направлениях по одному и тому же пути, не мешая друг другу.
В ходе экспериментов эффективность излучения антенны составляла от 90 до 100 процентов, то есть почти все терагерцовые сигналы, проходящие через чип, выходили наружу по точно контролируемой схеме. Такая высокая эффективность привела к появлению практических возможностей: система могла одновременно передавать несжатое видео высокой чёткости и поддерживать дополнительный высокоскоростной беспроводной канал передачи данных со скоростью 24 гигабита в секунду.
В ближайшем будущем исследователи планирует создать TeraFi — терагерцовый Wi-Fi, обеспечивающий скорость, намного превышающую сегодняшние стандарты, — в домах, офисах и центрах обработки данных.
Сообщение Разработан чип, обеспечивающий скорость передачи данных 72 Гбит/с появились сначала на Время электроники.