Tehnologia wireless atinge un nou nivel de performanță, în ciuda limitărilor evidente provocate de frecvențele extrem de înalte. În efortul industriei comunicațiilor de a oferi viteze aproape de cele ale conexiunilor pe fibră optică, cercetători de la University of California, Irvine, au făcut un pas important: au construit un prototip de transceiver capabil să funcționeze în jurul frecvențelor de 140 GHz, atingând viteze de transfer de 120 Gbps. Și, dacă aceste rezultate sunt încă departe de aplicarea de masă, ele deschid calea pentru o nouă paradigmă în comunicațiile wireless, în special pentru infrastructură, nu neapărat pentru dispozitivele de consum zilnic.
### Eliminarea “bottleneck-ului” DAC pentru viteze extreme
Unul dintre cele mai mari obstacole în atingerea unor viteze mari în comunicațiile wireless a fost, până acum, limita impusă de conversia digital-analog (DAC). În modelele tradiționale, DAC-urile sunt componente esențiale pentru transformarea datelor digitale în semnale analogice gata să fie transmise prin antene. La viteze de ordinul zecilor sau sutelor de gigabiți pe secundă, însă, aceste componente devin nu doar dificil de realizat, ci și consumatoare de energie, ceea ce limitează autonomia dispozitivelor și eficiența infrastructurii existente.
Soluția propusă de cercetătorii de la UC Irvine ocolește această barieră: emițătorul „bits-to-antenna” construiește semnalul direct în domeniul radiofrecvență, utilizând trei sub-transmițătoare sincronizate. Astfel, procesul de conversie digital-analog, critic în arhitecturile clasice, este eliminat sau redus semnificativ, ceea ce reduce atât complexitatea, cât și consumul energetic. În varianta testată, consumul total ajunge la circa 230 mW, o valoare extrem de competitivă pentru o tehnologie aflată încă în stadiu de prototip. Dacă această metodă va fi maturizată și adaptată pentru producție, promite să facă vitezele de laborator accesibile și pentru echipamente echipate cu baterii.
### Receptorul „analog-to-bits”: un pas spre eficiență energetică
Dacă partea de transmisie beneficiază de eliminarea DAC-ului, la recepție situația este diferită. Pentru captarea unor viteze de peste 100 Gbps, convertoarele analog-digital (ADC) devin limitative, fiind extrem de consumatoare de energie și dificil de implementat la astfel de rate. Cercetătorii au abordat această problemă printr-o metodă ierarhică de demodulare analogică, numită „antenna-to-bits”: semnalul este descompus în etape, în domeniul analogic, înainte de a fi digitizat, reducând astfel sarcina asupra ADC-urilor.
Această metodă are și un avantaj arhitectural: folosește un proces de fabricație pe 22 nm, bazat pe tehnologie FDSOI, care nu trebuie să fie cel mai avansat nivel tehnologic disponibil. Aceasta înseamnă costuri mai reduse și șanse mai mari ca soluția să fie adoptată la scară largă, odată ce testele și validările din mediul de cercetare se vor concretiza în prototipuri industriale.
### Aplicații și provocări pentru viitor
Deși aceste inovații sunt încă în stadiu experimental, ele sugerează un viitor în care comunicațiile wireless pot atinge viteze de transfer apropiate de cele ale legăturilor fizice, chiar și în condiții de mediu dificile. În special pentru infrastructură, aceste tehnologii ar putea revoluționa modul în care centrele de date își gestionează traficul intern, renunțând la cabluri interminabile și reducând semnificativ costurile de întreținere și răcire.
Totuși, provocările nu lipsesc. Frecvențele de peste 100 GHz se propagă foarte prost, fiind sensibile la obstacole și având o rază de acțiune foarte limitată. În practică, asta înseamnă că acoperirea unui oraș întreg cu asemenea tehnologii va necesita o densitate mare de puncte de acces, ceea ce face ca aceste soluții să fie extrem de utile în zone restrânse, precum universități, campusuri, zone industriale sau stadionuri. Pentru a reuși să devină o componentă obișnuită, în așa mod încât să sprijine și viitoarele standarde 6G, aceste tehnologii vor avea nevoie de reglementări clare, standarde industriale și ecosisteme de cipuri care să permită scalarea rapidă.
În final, cercetările de la UC Irvine nu promit că vom putea descarca filme sau juca jocuri pe telefon cu viteze de 120 Gbps peste noapte. Dar ele arată că, în laborator, se petrec pași reali spre o nouă generație de comunicații wireless, mai rapide și mai eficiente energetic, care va putea fi adaptată pentru infrastructura critică, dar și pentru viitorul conectivității globale. Într-o lume în care ne dorim tot mai mult performanță fără compromisuri, aceste dezvoltări sugerează că drumul spre wireless-ul de fibră optică continuă, pas cu pas, cu pași importanți și promițători.
