倫敦大學學院的研究人員創造了無線傳輸的新世界紀錄，有望實現更快、更可靠的無線通訊。

該團隊成功地以每秒 938 吉比特 (Gb/s) 的速度在創紀錄的 5 – 150 吉赫茲 (GHz) 頻率範圍內無線發送資料。

該速度比英國最佳平均 5G 下載速度（目前為 100 兆位元每秒 (Mb/s) 或以上）快 9,380 倍。145GHz總頻寬比之前提升五倍以上無線傳輸世界紀錄。

通常，無線網路會使用以下方式傳輸訊息無線電波在很窄的頻率範圍內。目前的無線傳輸方法，例如 Wi-Fi 和 5G 移動，主要在 6GHz 以下的低頻下運作。

但此頻率範圍內的擁塞限制了無線通訊的速度。

倫敦大學學院電子與電氣工程學院的研究人員透過結合無線電和電氣技術，透過更廣泛的無線電頻率傳輸訊息，克服了這一瓶頸。光學技術首次。結果是描述的在發表在《光波技術學報。

這種對無線頻譜的更有效利用預計將有助於滿足未來三到五年對無線資料容量和速度不斷增長的需求。

倫敦大學學院電子與電氣工程系這項研究的資深作者 Zixin Liu 博士表示：「目前的無線技術溝通系統正在努力滿足對高速資料存取不斷增長的需求，用戶和光纖網路之間最後幾公尺的容量阻礙了我們。

「我們的解決方案是使用更多可用頻率來增加頻寬，同時保持高訊號品質並提供存取不同頻率資源的靈活性。這導致超快速和可靠的無線網路，克服用戶終端與互聯網之間的速度瓶頸。

「我們的新方法首次結合了兩種現有的無線技術，即高速電子技術和毫米波光子學，以克服這些障礙。這種新系統允許以前所未有的速度傳輸大量數據，這對於無線通訊的未來。

為了解決當前無線技術的局限性，倫敦大學學院的研究人員開發了一種新穎的方法，該方法結合了先進的電子技術（在5-50 GHz 範圍內表現良好）和光子學技術，該技術利用光產生無線電訊息，在50-150GHz 範圍。

該團隊透過將電子數模訊號產生器與基於光的無線電訊號產生器結合來產生高品質訊號，從而允許資料在 5 – 150 GHz 的廣泛頻率範圍內傳輸。

對無線技術的影響

最先進的通訊網路依賴多種技術來運作。光纖通訊系統可以在各大洲之間以及從資料中心到人們的家中長距離傳輸資料。無線技術通常出現在最後階段，此時資料會進行短距離傳輸，例如從家庭網路路由器到透過 Wi-Fi 連接的裝置。

儘管構成現代通訊網路骨幹的光纖近年來在頻寬和速度方面取得了巨大進步，但如果沒有在家庭、工作場所和公共場所將資訊傳輸到最後幾公尺的無線技術方面的類似進步，這些進步是有限的。

倫敦大學學院開發的新技術有可能徹底改變各個領域，尤其是人們在家庭和其他公共場所所依賴的 Wi-Fi 連線。

手機用戶可以期待更快的行動互聯網速度和更穩定的連接，5G 和後來的 6G 網路均由此類系統提供支援。這將使更多的人在人口稠密的城市環境或音樂會等大型活動中使用網路而不會出現速度下降的情況，或為相同數量的用戶提供更快的速度。

例如，一部兩小時的 4k 超高清電影（約 14GB 數據）需要 19 分鐘才能以 100 Mb/s 的速度在 5G 上下載。使用新技術，只需 0.12 秒即可下載。

該研究的作者之一、倫敦大學學院電子與電機工程學院通信與互聯繫統研究所(ICCS) 所長伊扎特·達爾瓦澤(Izzat Darwazeh) 教授表示：「無線技術的美妙之處在於其在空間和位置的靈活性。

“這項工作使無線技術與下一代數位通訊基礎設施中的射頻和光通訊系統所實現的頻寬和速度增加相結合。”

雖然該技術目前僅在實驗室中得到驗證，但正在努力生產可用於商業測試的原型系統。如果成功，該技術將在三到五年內準備好融入商業設備。

該研究的作者之一、ICCS 聯合主任兼倫敦大學學院光網絡小組負責人 Polina Bayvel 教授表示：「我們感謝 UKRI 和 EPSRC 支持這項工作，使我們能夠建立世界領先的測試平台和實驗平台。這些領域的能力對於英國國家通信基礎設施的未來至關重要，這是一項關鍵資源。

更多資訊：Zichuan Zhou 等人，使用電子和光子輔助訊號產生相結合的 938 Gb/s、5-150 GHz 超寬頻空中傳輸，光波技術學報（2024）。DOI：10.1109/JLT.2024.3446827