日本廣島大學(xué)、國(guó)家信息與通信技術(shù)研究所和松下公司正在研發(fā)一種太赫茲發(fā)射器，能利用300吉赫茲的波段，通過(guò)單信道以超過(guò)100吉比特（0.1太比特）/秒的速率傳輸數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)。

第五代移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)（5G網(wǎng)絡(luò)）將在2020年左右實(shí)現(xiàn)，而該團(tuán)隊(duì)研發(fā)的技術(shù)可使數(shù)據(jù)速率比5G網(wǎng)絡(luò)快10倍以上。2017年國(guó)際固態(tài)電路會(huì)議（ISSCC）于2月5~9日在舊金山召開，研究團(tuán)隊(duì)在會(huì)上提供了該技術(shù)的詳細(xì)信息。

太赫茲發(fā)射器

太赫茲波段是巨大的新型頻率資源，有望用于未來(lái)超高速無(wú)線通信。日本研究團(tuán)隊(duì)已研發(fā)出一種發(fā)射器，能使用290~315吉赫茲（GHz）范圍的頻率，實(shí)現(xiàn)105吉比特/秒的通信速度。該頻率范圍目前尚未被分配，包含在275~450 吉赫茲的頻率范圍之內(nèi)，2019年世界無(wú)線電通信大會(huì)（WRC）將討論275~450 吉赫茲頻率的使用范圍。

該團(tuán)隊(duì)驗(yàn)證得出，通過(guò)使用正交幅度調(diào)制（QAM），利用300吉赫茲波段的無(wú)線聯(lián)接速度能得到大幅提高，每信道的數(shù)據(jù)速率可提高6倍，作為基于集成電路的發(fā)射器，數(shù)據(jù)速率首次超過(guò)100吉比特/秒。以這種數(shù)據(jù)速率，一張DVD的全部?jī)?nèi)容能在幾分之一秒內(nèi)傳輸完畢。

與衛(wèi)星之間的太赫茲無(wú)線通信可在任何時(shí)間向地球上任何地點(diǎn)、任何個(gè)體提供吉比特/秒的聯(lián)接速度

太赫茲通信性能優(yōu)勢(shì)

廣島大學(xué)物質(zhì)先進(jìn)科學(xué)研究生院明納·藤島教授表示，光纖通信實(shí)現(xiàn)了超高速有線連接，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超越了無(wú)線聯(lián)接速率。太赫茲還可為衛(wèi)星提供超高速無(wú)線聯(lián)接，這可大幅提高飛行中的網(wǎng)絡(luò)聯(lián)接速度。其他潛在應(yīng)用包括從內(nèi)容服務(wù)器到移動(dòng)設(shè)備的快速下載以及基站之間的超快速無(wú)線聯(lián)接。另一方面，太赫茲無(wú)線通信還可提供全新的可能性，也就是高數(shù)據(jù)速率、最低延時(shí)的通信。光纖由玻璃制成，光速在光纖中不斷減小，因此光纖不適用于需要實(shí)時(shí)響應(yīng)的應(yīng)用。由于無(wú)法同時(shí)滿足這兩方面需求，所以必須在“高數(shù)據(jù)速率”（光纖）和“最低延時(shí)”（微波聯(lián)接）之間做出選擇。然而使用太赫茲無(wú)線通信，可獲得支持光纖數(shù)據(jù)速率的、最低延時(shí)的光速聯(lián)接。

未來(lái)研發(fā)計(jì)劃

藤島教授稱，當(dāng)前太赫茲無(wú)線通信技術(shù)已配備了非常廣泛的帶寬和正交幅度調(diào)制（QAM）能力。對(duì)于在300吉赫茲波段上實(shí)現(xiàn)100吉比特/秒的數(shù)據(jù)速率而言，QAM的應(yīng)用是關(guān)鍵。該團(tuán)隊(duì)計(jì)劃進(jìn)一步研發(fā)300吉赫茲的超高速無(wú)線電路，為300吉赫茲波段研發(fā)接收器電路以及適用于超高速通信的調(diào)制解調(diào)電路。

來(lái)源：美國(guó)NextBigFuture網(wǎng)站/圖片來(lái)自互聯(lián)網(wǎng)

中國(guó)國(guó)防科技信息中心  馮云皓