新型純硅多路復用器驅動下一代通信發(fā)展

  ICC訊（編譯：Aiur）  近期，日本大阪大學和澳大利亞阿德萊德大學研究人員聯(lián)合開展的一項研發(fā)成功推出了基于純硅的新型多路復用器(multiplexer)，面向300-GHz頻段太赫茲通訊應用，這項研究已發(fā)表在Optica雜志上。

硅多路復用器 | 來源：大阪大學

  阿德萊德大學電力和電子工程學院副教授Withawat Withayachumnankul表示：“為了控制太赫茲波的巨大頻譜帶寬，用于分路與合路信號的多路復用器對于將數據化分成數個管理塊以實現簡易處理而言至關重要，數據可以因此更快地從一端設備傳輸到另一端設備。迄今為止，業(yè)界尚未開發(fā)出適用于太赫茲范圍且緊湊實用的多路復用器，而這款新型太赫茲多路復用器擁有低廉的制造成本，對于超寬帶無線通信將非常有價值。新開發(fā)的芯片形態(tài)是通道合波與分波的關鍵，以便讓更多數據得到快速處理，簡單就是它的美!”

  隨著移動設備在互聯(lián)網訪問比重中越來越高，驅動連接設備的數量呈指數級增長。不久的將來，機器也將在物聯(lián)網實現通信互聯(lián)，這需要滿足快速傳輸大量數據的強大無線網絡。赫茲波是電磁頻譜的一部分，其原始頻譜帶寬比基于微波的常規(guī)無線通信的頻譜帶寬要寬得多。由于采用新穎的光通道(optical tunneling )工藝，科研團隊開發(fā)了更緊湊、更高效的太赫茲多路復用器

集成多路復用器的示意圖，顯示寬帶太赫茲波被分成四個不同的頻率，每個頻率都能夠承載數字信息 | 來源：大阪大學

  大阪大學副教授暨研究團隊領導者Masayuki Fujita表示：“我們的四通道復用器可以支持高達48Gbit/s的總體速率，滿足未壓縮的8K超高清視頻進行實時的流式傳輸。

  這項研究的主要作者，來自大阪大學的Dr. Daniel Headland 表示：“一個傳統(tǒng)的四通道光學多路復用器可能會跨越2000多個波長，這在300 GHz頻帶中大約是兩米長，而我們的器件僅跨越25個波長，可將尺寸顯著減小6000倍。新型多路復用器的頻譜帶寬是日本分配的總頻譜30倍以上，這是目前使用的最快移動技術4G/LTE和下一代5G的總和。由于帶寬與數據速率有關，因此新型多路復用器可以實現超高速的數字傳輸。為了使整個系統(tǒng)具有便攜性，我們計劃將多路復用器與共振隧穿二極管集成在一起，以實現緊湊型多通道太赫茲收發(fā)器。”

多路復用器的實驗，顯示了與外部系統(tǒng)的連接。多路復用器沒有任何形式的支撐基板 | 來源：大阪大學

  團隊使用基礎的調制方案，太赫茲電源只需打開和關閉即可傳輸二進制數據。現有更先進的技術可以將更高的數據速率以1 TB/s的速度壓縮到給定的帶寬分配中。

  大阪大學教授Tadao Nagatsuma表示：“新型多路復用器比計算機芯片更加簡單，將同樣實現大規(guī)模的批量制造，這將使未來6G或更高級應用以及物聯(lián)網、無人駕駛飛機之間的低攔截通信成為可能。”

  文章來源：https://phys.org/news/2021-04-silicon-multiplexer-chip.html