더 빠르고 더 안정적인 무선 통신을 약속하는 무선 전송 분야의 새로운 세계 기록이 UCL 연구진에 의해 수립되었습니다.

팀은 5~150GHz(기가헤르츠)의 기록적인 주파수 범위에서 초당 938기가비트(Gb/s)의 속도로 데이터를 무선으로 전송하는 데 성공했습니다.

이 속도는 현재 100Mb/s 이상인 영국 최고의 평균 5G 다운로드 속도보다 최대 9,380배 빠릅니다.총 대역폭 145GHz는 기존 대비 5배 이상 증가무선 전송세계 기록.

일반적으로 무선 네트워크는 다음을 사용하여 정보를 전송합니다.전파좁은 범위의 주파수에 걸쳐.Wi-Fi, 5G 모바일 등 현재 무선 전송 방식은 주로 6GHz 이하의 저주파에서 작동합니다.

그러나 이 주파수 범위의 혼잡으로 인해 무선 통신 속도가 제한되었습니다.

UCL 전자전기공학 연구원들은 무선과 전기를 결합해 훨씬 더 넓은 범위의 무선 주파수를 통해 정보를 전송함으로써 이러한 병목 현상을 극복했습니다.광학 기술처음으로.결과는 다음과 같습니다설명에 발표된 연구에서광파 기술 저널.

무선 스펙트럼을 보다 효율적으로 사용하면 향후 3~5년 동안 증가하는 무선 데이터 용량 및 속도에 대한 수요를 충족하는 데 도움이 될 것으로 예상됩니다.

이번 연구의 수석저자인 UCL 전자전기공학부(UCL Electronic & Electrical Engineering)의 Zhixin Liu 박사는 이렇게 말했습니다.의사소통시스템은 사용자와 광섬유 네트워크 사이의 마지막 몇 미터의 용량으로 인해 고속 데이터 액세스에 대한 증가하는 수요를 따라잡기 위해 고군분투하고 있습니다.

"우리의 솔루션은 사용 가능한 주파수를 더 많이 사용하여 대역폭을 늘리는 동시에 높은 신호 품질을 유지하고 다양한 주파수 리소스에 액세스할 수 있는 유연성을 제공하는 것입니다. 이를 통해 매우 빠르고 안정적인 결과를 얻을 수 있습니다.무선 네트워크, 사용자 단말과 인터넷 간의 속도 병목 현상을 극복합니다.

"우리의 새로운 접근 방식은 이러한 장벽을 극복하기 위해 처음으로 두 가지 기존 무선 기술인 고속 전자 장치와 밀리미터파 포토닉스를 결합합니다. 이 새로운 시스템은 전례 없는 속도로 대량의 데이터를 전송할 수 있으며, 이는무선 통신의 미래."

현재 무선 기술의 한계를 해결하기 위해 UCL 연구원들은 5~50GHz 범위에서 잘 작동하는 첨단 전자 장치와 빛을 사용하여 무선 정보를 생성하는 포토닉스라는 기술을 결합하는 새로운 접근 방식을 개발했습니다.50~150GHz 범위.

팀은 전자 디지털-아날로그 신호 발생기와 광 기반 무선 신호 발생기를 결합하여 고품질 신호를 생성하여 5~150GHz의 광범위한 주파수에 걸쳐 데이터를 전송할 수 있었습니다.

무선 기술에 미치는 영향

최첨단 통신 네트워크는 여러 가지 기술을 사용하여 작동합니다.광섬유 통신 시스템은 장거리, 대륙 간, 데이터 센터에서 사람들의 집까지 데이터를 전송합니다.무선 기술은 예를 들어 가정용 인터넷 라우터에서 Wi-Fi를 통해 연결된 장치로 데이터가 단거리로 전송되는 마지막 단계에서 종종 사용됩니다.

현대 통신 네트워크의 중추를 형성하는 광섬유는 최근 몇 년간 대역폭과 속도 면에서 큰 발전을 이루었지만, 집, 직장, 공공장소에서 마지막 몇 미터까지 정보를 전송하는 무선 기술의 발전이 없다면 이러한 이점은 제한적입니다.전 세계.

UCL이 개발한 새로운 기술은 사람들이 집과 기타 공공 장소에서 사용하는 Wi-Fi 연결뿐만 아니라 다양한 분야에 혁명을 일으킬 잠재력을 가지고 있습니다.

휴대폰 사용자는 이러한 유형의 시스템을 기반으로 하는 5G 및 이후 6G 네트워크를 통해 더 빠른 모바일 인터넷 속도와 더 안정적인 연결을 기대할 수 있습니다.이를 통해 인구 밀도가 높은 도시 환경이나 콘서트와 같은 대규모 행사에서 더 많은 사람들이 속도 저하 없이 네트워크를 사용할 수 있게 되거나, 동일한 수의 사용자에게 훨씬 더 빠른 속도를 제공할 수 있습니다.

예를 들어, 2시간 분량의 4k Ultra HD 영화(약 14GB 데이터)를 100Mb/s의 속도로 5G를 통해 다운로드하는 데 19분이 걸립니다.신기술을 적용해 단 0.12초 만에 다운로드가 가능했다.

이번 연구의 저자이자 UCL 전자전기공학부 ICCS(통신 및 연결 시스템 연구소) 소장인 Izzat Darwazeh 교수는 “무선 기술의 장점은 공간과 위치 측면에서 유연성이 있다는 점이다.복잡한 장비 배열이 포함된 공장과 같이 광케이블 연결이 어려운 시나리오에 사용됩니다.

"이 작업은 차세대 디지털 통신 인프라 내에서 무선 주파수 및 광통신 시스템을 통해 달성한 향상된 대역폭과 속도로 무선 기술의 속도를 향상시킵니다."

이 기술은 현재 실험실에서만 시연되었지만 상업용 테스트에 사용할 수 있는 프로토타입 시스템을 생산하기 위한 작업이 진행 중입니다.이것이 성공한다면, 이 기술은 3~5년 내에 상용 장비에 통합될 준비가 될 것입니다.

연구 저자이자 ICCS 공동 책임자이자 UCL 광 네트워크 그룹 책임자인 Polina Bayvel 교수는 "세계 최고의 테스트베드와 실험 시설을 구축할 수 있도록 이 작업을 지원해준 UKRI와 EPSRC에 감사드립니다"라고 말했습니다.이러한 분야의 역량은 중요한 자원인 영국의 국가 통신 인프라의 미래에 필수적입니다."

추가 정보:Zichuan Zhou 외, 결합된 전자 및 광자 보조 신호 생성을 사용한 938Gb/s, 5~150GHz 무선 초광대역 전송,광파 기술 저널(2024).DOI: 10.1109/JLT.2024.3446827