6 Гбит/с: новый рекорд беспроводной связи
Беспроводная передача больших объёмов данных на большие расстояния стало особенно востребованной в связи с развитием облачных технологий, концепций «Интернета вещей» и «Индустрии 4.0». Уже сегодня из-за одних только облачных сервисов сетевая инфраструктура работает на пределе возможностей, а ведь в ближайшем будущем нас ждёт новое поколение спутниковой связи и создание спутниковой сети общепланетного масштаба, которые потребуют намного большей пропускной способности.
Ключ к решению проблемы — в обновлении сетевой инфраструктуры и внедрении принципиально новых технологических решений. Одно из них и предлагают немецкие ученые из университета Штутгарта, Технологического института Карлсруэ, компании Radiometer Physics и Института прикладной физики твёрдого тела Общества имени Фраунгофера, объединившиеся в рамках проекта ACCESS (Advanced E Band Satellite Link Studies).
Как утверждают авторы исследования, им удалось установить связь на расстоянии 36,7 км между Кёльном и городом Вахтбергом со скоростью 6 Гбит/с, что примерно в 10 раз превышает скорость любых существующих сегодня решений. Такая скорость была достигнута благодаря использованию так называемого е-диапазона 72−76 ГГц, который применяется для наземной и спутниковой радиосвязи. Только в этом диапазоне миллиметровых волн существует полосы, доступные для передачи очень больших объёмов данных. Однако, чтобы транслировать такой сигнал на большие расстояния, требуется особенно мощный передатчик и приёмник, способный эффективно усиливать слабый сигнал.
Вид от передатчика в Кёльне на приёмную антенну в Вахтберге
Для решения поставленной задачи учёные использовали монолитные микроволновые интегральные схемы MMIC, которые были разработаны и выпускаются партнёрами Института прикладной физики твёрдого тела. Широкополосные сигналы в передатчиках усиливаются до уровня 1 Вт при помощи усилителей мощности на базе полупроводникового материала из нитрида галлия (GaN) и транслируются через направленную параболическую антенну. В свою очередь, в приёмник встроены малошумящие усилители на основе высокоскоростных транзисторов с применением арсенида галлия-индия (InGaAs) с высокой подвижностью электронов, которые обеспечивают приём слабого сигнала на больших расстояниях.
На смену проекту ACCESS, который завершился 30 апреля 2016 года, пришёл новый проект ELIPSE (E Band Link Platform and Test for Satellite Communication), цель которого — дальнейшее исследование скоростной связи в e-диапазоне и создание следующего поколения телекоммуникационных систем для быстрой связи между спутниками. Как считают участники проекта, в будущем этот диапазон можно будет использовать также и в системах наземной фиксированной беспроводной связи.
Многочисленные беспроводные сигналы, окружающие нас уже сегодня, мы можем увидеть благодаря мобильному приложению голландского художника Рихарда Вийгена.
