Инновационная технология для связи 6G
Передача потоков данных с использованием терагерцового (ТГц) диапазона спектра может удовлетворить постоянно растущий спрос на беспрецедентную скорость передачи данных, то есть терабит в секунду (Тбит/с), поскольку она обеспечивает более высокую доступная пропускная способность. Однако чрезвычайно сложно разработать физические компоненты, которые выходят за рамки самых элементарных функций обработки для построения будущих систем связи на терагерцовых частотах. Исследователь с докторской степенью Цзюньлян Донг и международная группа ученых под руководством профессора Роберто Морандотти из Национального института научных исследований (INRS) разработали новый волновод для преодоления этих ограничений. Их работа, первая в этой области, была опубликована в престижном журнале 9.0003 Связь с природой .
Гравировка волновода
В статье ученые предложили новый подход к реализации обработки широкополосного терагерцового сигнала в волноводах из металлической проволоки путем проектирования поверхности проволоки.
Они действуют как трубы для электромагнитных волн и ограничивают их распространение.
«Мы демонстрируем, что, выгравировав правильно спроектированные канавки с многоуровневыми структурами непосредственно на металлической проволоке, мы можем изменить, какие частоты будут отражаться или передаваться (например, терагерцовая брэгговская решетка) без добавления какого-либо материала в волновод».
-Junliang Dong
Эта концепция впервые используется в терагерцовом режиме. Это обеспечивает беспрецедентную гибкость в управлении терагерцовыми импульсами, распространяющимися в волноводах, что, в свою очередь, обеспечивает более сложные функции обработки сигналов. Например, мы могли бы подумать о «голографическом обмене сообщениями» в 6G по сравнению с SMS и голосовой почтой в 1G и 2G.
Помимо передачи потоков данных, инновационные ТГц волноводы могут обеспечивать универсальные функции обработки сигналов. Явные преимущества металлопроволочных волноводов, в том числе конструктивная простота, устойчивость к изгибам, а также сходство с кабелями для соединений, делают их весьма перспективными.
Однако жесткое ограничение ограничивает возможные способы манипулирования распространяющимися терагерцовыми волнами.
Универсальный подход
В качестве доказательства концепции исследователи вводят совершенно новую геометрию волновода: четырехпроводной волновод (FWWG), способный поддерживать две независимые волны, ортогонально поляризованные (вертикально и горизонтально). чтобы они не мешали друг другу. Он впервые применил мультиплексирование с разделением поляризации в терагерцовых волноводах. Другими словами, он позволяет передавать два канала информации по одному пути передачи. Самое главное, интегрируя решетки Брэгга с гравировкой, ими можно манипулировать независимо.
«Наше устройство представляет собой первую архитектуру терагерцового волновода с новой конструкцией на основе металла, которая поддерживает мультиплексирование с разделением поляризации. В частности, возможность реализации такой сложной функции обработки сигналов, т. е. независимого управления мультиплексированными терагерцовыми сигналами, еще нигде не была достигнута», — заключает профессор Морандотти.
Этот универсальный подход к реализации широкополосной обработки терагерцового сигнала в сочетании с новой конструкцией волновода прокладывает путь к сети следующего поколения. Это позволит реализовать увлекательные сценарии приложений, такие как многоканальная передача несжатого видео сверхвысокой четкости, сверхскоростная передача данных на короткие расстояния между устройствами, а также связь между чипами.
Об исследовании
Статья «Универсальные металлопроволочные волноводы для обработки и мультиплексирования широкополосных терагерцовых сигналов» Джунляна Донга, Алессандро Томасино, Джакомо Балистрери, Пей Ю, Антона Воробьева, Этьена Шаретта, Бориса Ле Дрогоффа, Мохамед Чакер, Айкан Юртсевер, Сальваторе Стивала, Мария А. Винсенти, Костантино Де Анджелис, Детлеф Кип, Хосе Асанья и Роберто Морандотти, была опубликована 8 февраля 2022 г. Работа выполнена при поддержке Совета по естественным наукам и инженерным исследованиям Канады. (NSERC), Mitacs Elevate Postdoctoral Fellowship и Канадской исследовательской программы.
О INRS
INRS — это университет, специализирующийся исключительно на исследованиях и обучении выпускников. С момента своего создания в 1969 году INRS играет активную роль в экономическом, социальном и культурном развитии Квебека и занимает первое место в Квебеке по интенсивности исследований. INRS состоит из четырех междисциплинарных исследовательских и учебных центров в Квебеке, Монреале, Лавале и Варене, специализирующихся в стратегических секторах: Eau Terre Environnement, Énergie Matériaux Télé Communications, Urbanization Culture Société и Armand-Frappier Santé Biotechnologie. Сообщество INRS включает более 1500 студентов, аспирантов, преподавателей и сотрудников.
Источник:
Audrey-Maude Vézina
Service Des Communications et des Affaires Publiques de L’Inrs
418 254-2156
Facebook.
Journal
Природная связь
DOI
10.
1038/S41467-022-27993-7
Статья название
Версильные металлические волновые газа для широкополосной Terahert Rescess Resconcing и Multipleblebleble.0005
Дата публикации статьи
8 февраля 2022 г.
Отказ от ответственности: AAAS и EurekAlert! не несут ответственности за достоверность новостных сообщений, размещенных на EurekAlert! содействующими учреждениями или для использования любой информации через систему EurekAlert.
Цифровой двойник для сетей 6G
Исследования в области сетей 6G направлены на удовлетворение широкого круга требований и обеспечение повсеместного подключения с адекватным уровнем качества, определяемым приложением, а также автоматизацию сети 6G на основе искусственного интеллекта. На основе мобильных сетей 6G появится множество новых приложений и услуг, начиная от расширенной реальности (XR), иммерсивных мультимедиа и заканчивая индустрией 4.0 и выше, автономным вождением и метавселенными. Для удовлетворения требований, предъявляемых такими приложениями, следует использовать различные современные технологии, например, граничные вычисления с множественным доступом (MEC) и методы искусственного интеллекта.
Кроме того, проектирование и эксплуатация сети 6G, вероятно, будут использовать преимущества взаимодействия и синхронизации в реальном времени между физическими системами и их виртуальным образом для оценки эффективности проектирования и операционных процедур детерминированным образом на основе методов цифровых двойников.
Digital Twin (DT) — многообещающая технология, которая может применяться как к элементарным компонентам, так и к более сложным системам. DT направлен на предоставление виртуального образа физического объекта или системы для моделирования дизайна, проверки политики или оценки поведения объекта или системы. Цифровой двойник — это цифровая копия реального объекта в реальном времени, которая соединяет физические системы и цифровые пространства. Цифровой двойник может отслеживать, проектировать, моделировать, анализировать, оптимизировать и прогнозировать поведение физических систем. Использование цифрового двойника для 6G, в частности, мотивировано необходимостью оценки адекватности и эффективности политик качества обслуживания, а также разработки и эксплуатации инновационных услуг.
- Новая архитектура цифровых двойников и протоколы для 6G
- Цифровые двусторонние сети (DITEN) в 6G
- Цифровая двойная сеть для 6G
- Масштабируемый, легкий и отказоустойчивый цифровой двойник для 6G
- Энергоэффективный цифровой двойник с малой задержкой в 6G
- AI/машинное обучение для цифрового двойника в 6G
- Ассоциация краев, адаптивная ассоциация краев, цифровая двойная передача
- Цифровой двойник для управления ресурсами и оптимизации сети в 6G
- Безопасность и конфиденциальность для сетей 6G с цифровым двойником
- Инновационные приложения и услуги цифровых двойников для 6G
- Использование DT для автоматизированной междоменной сети 6G и производства услуг
- Цифровой двойник для мобильного вертикального домена, например, цифровой двойник для конвергентных ОТ (технология эксплуатации) и ИКТ
- Аппаратное, программное обеспечение, платформы для цифровых двойных систем в 6G
- Моделирование, прототип и испытательные стенды для 6G с цифровым двойником
Правила подачи
Рукописи должны соответствовать стандартному формату, указанному в разделе «Информация для автора» Правил подачи статей.