นักวิทยาศาสตร์ชาวจีนประสบความสำเร็จในการสื่อสารโฟโตนิกส์อิเล็กทรอนิกส์ 6G แบนด์วิดท์กว้างพิเศษ

นักวิทยาศาสตร์ชาวจีนประสบความสำเร็จในเทคโนโลยีบูรณาการโฟโตนิกส์-อิเล็กทรอนิกส์แบนด์วิดท์กว้างพิเศษสำหรับการสื่อสารไร้สาย 6G ตามรายงานของมหาวิทยาลัยปักกิ่ง (PKU)

ด้วยการใช้ประโยชน์จากการบูรณาการไฮบริดโฟโตนิกส์-อิเล็กทรอนิกส์ ทีมวิจัยร่วมจาก มหาวิทยาลัยปักกิ่งและมหาวิทยาลัย City University of Hong Kong ประสบความสำเร็จในการพัฒนาระบบแบนด์วิดท์กว้างพิเศษที่สามารถส่งสัญญาณไร้สายความเร็วสูงที่ปรับความถี่ได้ ซึ่งถือเป็นความสำเร็จครั้งแรกของโลกที่คาดว่าจะช่วยเพิ่มความน่าเชื่อถือและประสิทธิภาพของเครือข่าย 6G ในอนาคต

ผลการวิจัยของทีมได้รับการเผยแพร่ออนไลน์ในวารสาร Nature เมื่อวันพุธ

ในฐานะการสื่อสารไร้สายยุคใหม่ 6G จำเป็นต้องรับส่งข้อมูลความเร็วสูงผ่านย่านความถี่ที่หลากหลายในสถานการณ์ที่แตกต่างกัน อย่างไรก็ตาม ฮาร์ดแวร์อิเล็กทรอนิกส์ทั่วไปมักจำกัดอยู่เพียงช่วงความถี่ที่กำหนด เนื่องจากความแตกต่างในด้านการออกแบบ โครงสร้าง และวัสดุ ทำให้การทำงานข้ามย่านความถี่หรือเต็มสเปกตรัมทำได้ยาก

ทีมงานได้ใช้เวลาสี่ปีในการพัฒนาระบบบูรณาการโฟโตนิกส์-อิเล็กทรอนิกส์แบบแบนด์วิดท์กว้างพิเศษเพื่อรับมือกับความท้าทายนี้

ระบบนี้รองรับการส่งสัญญาณความเร็วสูงที่ความถี่ใดก็ได้ระหว่าง 0.5 GHz ถึง 115 GHz ซึ่งเป็นความสามารถชั้นนำระดับโลกสำหรับความเข้ากันได้กับคลื่นความถี่เต็มรูปแบบ นอกจากนี้ ยังมีความสามารถในการปรับแต่งที่ยืดหยุ่น ช่วยให้สามารถสลับความถี่แบบไดนามิกเพื่อรักษาเสถียรภาพเมื่อเกิดสัญญาณรบกวน จึงช่วยเพิ่มความน่าเชื่อถือของการสื่อสารและประสิทธิภาพของคลื่นความถี่

หวัง ซิงจวิน รองคณบดีคณะอิเล็กทรอนิกส์ มหาวิทยาลัยปักกิ่งอธิบายว่า “เทคโนโลยีนี้เปรียบเสมือนการสร้างทางหลวงที่กว้างมาก โดยที่สัญญาณอิเล็กทรอนิกส์เปรียบเสมือนยานพาหนะ และย่านความถี่เปรียบเสมือนช่องทางเดินรถ” ก่อนหน้านี้ สัญญาณจะถูกอัดแน่นอยู่ในช่องทางเดียวหรือสองช่องทาง แต่ปัจจุบันมีช่องทางเดินรถมากมาย หากช่องทางใดช่องทางหนึ่งถูกปิดกั้น สัญญาณก็สามารถสลับไปยังช่องทางอื่นได้อย่างยืดหยุ่น ช่วยให้การสื่อสารรวดเร็วและราบรื่นยิ่งขึ้น

การทดลองแสดงให้เห็นว่า ระบบมีความสามารถในการส่งสัญญาณไร้สายได้เร็วเกิน 100 Gbps ซึ่งเพียงพอต่อการสตรีมวิดีโอความละเอียดสูงพิเศษ 8K พร้อมกัน 1,000 วิดีโอ ตอบสนองความต้องการอัตราสูงสุดของ 6G ในขณะที่ยังคงประสิทธิภาพที่สม่ำเสมอในช่วงความถี่ทั้งหมด

ขณะนี้ ทีมวิจัยกำลังทำงานเกี่ยวกับการเพิ่มระดับการบูรณาการของระบบเพื่อพัฒนาโมดูลโฟโตนิกส์อิเล็กทรอนิกส์อัจฉริยะที่สามารถปรับให้เข้ากับระบบอื่นๆ ได้หลากหลาย โดยมีเป้าหมายเพื่อลดขนาด น้ำหนัก และการใช้พลังงานให้เหลือน้อยที่สุด

หวังกล่าวว่า เครือข่าย 6G ในอนาคตจะมาพร้อมการเชื่อมต่อไร้สายที่ครอบคลุมทุกหนแห่ง ด้วยอัลกอริทึม AI ระบบใหม่นี้จะช่วยให้เครือข่ายมีความชาญฉลาดและยืดหยุ่นมากขึ้น สามารถส่งข้อมูลแบบเรียลไทม์ ตรวจจับสภาพแวดล้อมได้อย่างแม่นยำ และหลีกเลี่ยงสัญญาณรบกวนอัตโนมัติ จึงมั่นใจได้ว่าการสื่อสารจะปลอดภัยและมีประสิทธิภาพมากขึ้นในสถานการณ์ที่ซับซ้อน