5 Minuty
Chiński układ o pełnym zakresie częstotliwości może zrewolucjonizować sprzęt 6G
Chiny ogłosiły opracowanie prototypu, który naukowcy określają jako pierwszy na świecie układ scalony front-end RF o pełnym zakresie częstotliwości, stworzony z myślą o przyszłych urządzeniach 6G. Ten miniaturowy komponent jest zdolny do obsługi całego konsumenckiego widma bezprzewodowego, od pasm sub-GHz aż po zakresy mmWave i terahercowe. Według doniesień, osiąga on prędkości transmisji danych powyżej 100 Gb/s na pojedynczym kanale, przy jednoczesnym przełączaniu się pomiędzy pasmami w czasie mikrosekund. W przypadku wdrożenia komercyjnego, technologia ta mogłaby znacznie przyspieszyć wdrażanie 6G oraz umożliwić powstanie nowych, kompaktowych i energooszczędnych urządzeń oraz sieci wspieranych przez sztuczną inteligencję.
Dlaczego to ma znaczenie dla rozwoju i standaryzacji 6G
Prace nad 6G, określanym również przez branżę jako IMT-2030, trwają już w organizacjach standaryzacyjnych takich jak Międzynarodowy Związek Telekomunikacyjny (ITU-R) i 3GPP. Ponieważ wdrożenia 6G mają nabrać tempa około 2030 roku na głównych rynkach, innowacje sprzętowe upraszczające obsługę wielu pasm i zwiększające wydajność widmową są kluczowe. Front-end RF, który obejmuje zakres od 0,5 GHz do 115 GHz w jednym komponencie, redukuje złożoność produkcji urządzeń i może przyspieszyć wprowadzenie rozwiązań 6G – od smartfonów po stacje bazowe, drony oraz urządzenia edge.
Najważniejsze cechy nowego układu
- Obsługa pełnego zakresu częstotliwości: Zaprojektowany do pracy w całym konsumenckim widmie, od niższych pasm sub-6 GHz po mmWave i zakresy terahercowe.
- Kompaktowe wymiary: Część aktywna układu mierzy około 11 mm na 1,7 mm, co pozwala na montaż w małych modułach i urządzeniach mobilnych.
- Błyskawiczne dostrajanie: Przełączanie częstotliwości poniżej 180 mikrosekund umożliwia niemal natychmiastowe przejścia między pasmami i środowiskami.
- Bardzo wysokie przepustowości: Zademonstrowano transmisję powyżej 100 Gb/s na kanał, co przewyższa typowe prędkości szczytowe 5G o rząd wielkości.
- Adaptacyjne wybieranie kanałów: Wbudowana funkcjonalność pozwala automatycznie identyfikować dostępny lub „czysty” kanał w przypadku blokady czy zakłóceń na preferowanej częstotliwości.
Kontekst techniczny: co zastępuje wiele radiowych modułów?
Obecne smartfony i stacje bazowe korzystają zwykle z kilku oddzielnych układów RF—nadajników-odbiorników, wzmacniaczy mocy oraz modułów antenowych—każdy zoptymalizowany pod konkretne pasmo (niskie, średnie, mmWave). Ten prototyp wprowadza programowalność i dynamiczne dostrajanie częstotliwości do jednego, uniwersalnego komponentu, minimalizując układ toru RF i poprawiając efektywność energetyczną bez utraty wydajności.
Porównanie i znaczenie rynkowe
Obecne maksymalne prędkości pobierania 5G w wielu bogatych krajach osiągają około 1 Gb/s w idealnych warunkach; na obszarach wiejskich średnie prędkości to często kilkadziesiąt megabitów. Tymczasem pojedynczy kanał o prędkości 100+ Gb/s w tym układzie pozwoliłby na błyskawiczne ściąganie filmów 8K o rozmiarze 50 GB czy korzystanie z aplikacji chmurowych o bardzo wysokiej jakości. Dla operatorów i producentów OEM, zintegrowane rozwiązanie RF może obniżyć koszty komponentów, ułatwić certyfikację w różnych regionach i zmniejszyć rozmiary urządzeń.
Przewagi nad obecnymi architekturami RF
- Zredukowana złożoność sprzętu: Jeden układ zastępuje wiele dedykowanych modułów RF.
- Mniejsze rozmiary urządzeń: Umożliwia konstrukcję jeszcze bardziej kompaktowych smartfonów, urządzeń ubieralnych i czujników.
- Niższe zapotrzebowanie na moc i chłodzenie: Integracja zwiększa efektywność energetyczną względem osobnych wzmacniaczy wysokiej mocy dla każdego pasma.
- Płynna obsługa wielu pasm: Szybkie przełączanie wspiera bezproblemowe przejścia między zasięgiem niskopasmowym na obszarach wiejskich i punktami mmWave w miastach.
Praktyczne zastosowania i wczesne wdrożenia
Prototyp jest skierowany do szerokiego zakresu zastosowań konsumenckich i przemysłowych. Pierwsi użytkownicy mogą obejmować:
- Smartfony i tablety wymagające stałej wysokiej przepustowości w różnych strefach zasięgu.
- Stacje bazowe i small cellsy, które potrzebują elastycznego zarządzania widmem i dynamicznego przydzielania pasm.
- Drony, roboty i pojazdy autonomiczne, korzystające z połączeń o niskich opóźnieniach i wysokiej przepustowości w gęsto zabudowanych miastach.
- Rozwiązania AR/VR dla firm, narzędzia holograficznej współpracy czy zdalna medycyna krytyczna, np. zdalne wsparcie chirurgiczne za pomocą łączy terahercowych o wyjątkowo niskich opóźnieniach.
Mapa drogowa: od układu do ekosystemu
Według badaczy, kolejnym krokiem jest rozwój gotowych do wdrożenia inteligentnych modułów komunikacyjnych – wielkości pamięci USB, przeznaczonych do integracji z różnymi urządzeniami, od smartfonów i stacji bazowych po drony i bramki IoT. Poza samym sprzętem, zespół spodziewa się, że taki komponent pobudzi rozwój sieci bezprzewodowych wspieranych przez AI, które będą dynamicznie kierować ruchem, optymalizować korzystanie z widma oraz samoistnie omijać zakłócenia.
Wyzwania na drodze do komercjalizacji
Wdrożenie komercyjne będzie wymagało rozwiązania problemów z produkcją na skalę masową, uzyskaniem certyfikacji regulacyjnych na rynkach międzynarodowych, efektywnego zarządzania temperaturą w niewielkich obudowach oraz integracji z istniejącymi modemami i antenami. Na tempo adopcji wpłyną także czynniki geopolityczne i dostępność łańcucha dostaw.
Znaczenie dla globalnej konkurencji w obszarze 6G
Niezależnie od tego, czy ten prototyp stanie się globalnym standardem, czy zyska przewagę regionalną, pokazuje on, że badania nad pełną integracją RF postępują bardzo dynamicznie. Dla operatorów, dostawców chipsetów i producentów urządzeń, kompaktowe, efektywne energetycznie i superszybkie komponenty RF mogą przyspieszyć komercjalizację 6G i otworzyć nowe możliwości dla zaawansowanych aplikacji następnej generacji.
Źródło: phonearena
Komentarze