Беспроводной приёмник для «последней мили»

Световые волны, передаваемые по оптическим волокнам, обеспечивают высокую скорость передачи данных, но «последняя миля» (расстояние от оптического кабеля до интернет порта в доме) является самой сложной и дорогой. В будущем новый модулятор света, разработанный исследователями из Швейцарской высшей технической школы Цюриха при поддержке Вашингтонского университета, позволит проходить «последнюю милю» максимально эффективно и дешево.

last mile

 Новый модулятор является многообещающей альтернативой преодоления «последней мили». Данные, передаваемые миллиметровыми волнами (красные стрелки), преобразуются в импульсы, передающиеся по оптическому волокну (желтый цвет).

 

В основе модулятора лежит микроволновая антенна – узкая щель длиной в несколько микрон и шириной менее 100 нм. Свет из оптического волокна попадает в щель и внутри распространяется не как электромагнитная волна, а как плазмон. Электрически чувствительный нелинейный материал внутри щели гарантирует, что даже самое слабое электрическое поле, созданное антенной, сильно повлияет на распространение плазмонов. Плазмонная схема не ограничена электронной скоростью, и, со слов исследователей, совместима с будущими терагерцевыми технологиями.

 

В лабораторном эксперименте с микроволновыми сигналами на частоте 60 ГГц исследователи смогли продемонстрировать скорость передачи данных до 10 Гбит/с на расстоянии 5 метров и до 20 Гбит/с на расстоянии 1 метра.

last mile1

 В новом модуляторе сигналы миллиметрового диапазона (синий) принимаются антенной и преобразуются в оптические сигналы (красный). Устройство является пассивным и имеет размер менее миллиметра.

 

Модулятор работает без батарей и дорогостоящей электроники. «Это делает наше устройство полностью независимым от внешних источников питания и, кроме того, модулятор чрезвычайно мал, так что его можно установить на любой фонарный столб» - сказал исследователь Янник Саламин (Yannick Salamin). «Оттуда он может получать сигналы от отдельных домов и передавать их прямо в центральное оптическое волокно».

 

«Прямой перенос информации от миллиметровых волн на световые волны делает модулятор универсальным относительно частоты и точного формата кодирования данных» - сообщил профессор Юрг Лейтхольд (Jürg Leuthold).

 

В отличие от радиоволн или микроволн Wi-Fi, распространяющихся всенаправленно, миллиметровые волны могут распространяться направленно внутри луча диаметром 20 см. Это значительно снизит мощность, необходимую для передачи.

 

Со слов исследователей, модулятор совместим с новой технологией 5G и с будущими отраслевыми стандартами, основанными на миллиметровых волнах, 300 ГГц частотах и скорости передачи 100 Гбит/с. Он может быть произведен с использованием традиционной кремниевой технологии, и, следовательно, будет отличаться низкой стоимостью.

 

По материалам https://www.photonics.com