Ricercatori dell'Università di Osaka, Giappone e l'Università di Adelaide, L'Australia ha lavorato insieme per produrre il nuovo multiplexer realizzato in puro silicio per comunicazioni in terahertz nella banda a 300 GHz.

"Per controllare la grande larghezza di banda spettrale delle onde terahertz, un multiplexer, che viene utilizzato per dividere e unire i segnali, è fondamentale per dividere le informazioni in blocchi gestibili che possono essere elaborati più facilmente e quindi possono essere trasmessi più velocemente da un dispositivo all'altro, ", ha affermato il professore associato Withawat Withayachumnankul della School of Electrical and Electronic Engineering dell'Università di Adelaide.

"Finora non sono stati sviluppati multiplexer compatti e pratici per la gamma terahertz. I nuovi multiplexer terahertz, che sono economici da produrre, sarà estremamente utile per le comunicazioni wireless a banda ultra larga.

"La forma dei chip che abbiamo sviluppato è la chiave per combinare e suddividere i canali in modo che più dati possano essere elaborati più rapidamente. La semplicità è la sua bellezza".

Le persone in tutto il mondo utilizzano sempre più dispositivi mobili per accedere a Internet e il numero di dispositivi connessi si sta moltiplicando in modo esponenziale. Presto le macchine comunicheranno tra loro nell'Internet of Things che richiederà reti wireless ancora più potenti in grado di trasferire velocemente grandi volumi di dati.

Le onde terahertz sono una porzione dello spettro elettromagnetico che ha una larghezza di banda spettrale grezza molto più ampia di quella delle comunicazioni wireless convenzionali, che si basa sulle microonde. Il team ha sviluppato multiplexer terahertz ultra compatti ed efficienti, grazie a un nuovo processo di tunneling ottico.

"Un tipico multiplexer ottico a quattro canali potrebbe estendersi su più di 2000 lunghezze d'onda. Ciò sarebbe di circa due metri di lunghezza nella banda a 300 GHz, ", ha affermato il dottor Daniel Headland dell'Università di Osaka, autore principale dello studio.

"Il nostro dispositivo ha solo 25 lunghezze d'onda, che offre una drastica riduzione delle dimensioni di un fattore di 6000."

Il nuovo multiplexer copre una larghezza di banda spettrale che è oltre 30 volte lo spettro totale allocato in Giappone per 4G/LTE, la tecnologia mobile più veloce attualmente disponibile e il 5G che è la prossima generazione, combinato. Poiché la larghezza di banda è correlata alla velocità dei dati, La trasmissione digitale ad altissima velocità è possibile con il nuovo multiplexer.

"Il nostro multiplexer a quattro canali può supportare potenzialmente una velocità dati aggregata di 48 gigabit al secondo (Gbit/s), equivalente a quello del video ad altissima definizione 8K non compresso trasmesso in streaming in tempo reale, ", ha affermato il Professore Associato Masayuki Fujita, il capo della squadra dell'Università di Osaka.

"Per rendere portatile l'intero sistema, abbiamo in programma di integrare questo multiplexer con diodi tunneling risonanti per fornire compatte, ricetrasmettitori terahertz multicanale."

Lo schema di modulazione impiegato nello studio del team era piuttosto elementare; La potenza di un terahertz è stata semplicemente accesa e spenta per trasmettere dati binari. Sono disponibili tecniche più avanzate che possono spremere velocità di trasmissione dati ancora più elevate verso 1 Terabit/s in una data allocazione di larghezza di banda.

"Il nuovo multiplexer può essere prodotto in serie, proprio come i chip dei computer, ma molto più semplice. Quindi è possibile una penetrazione del mercato su larga scala, ", ha affermato il professor Tadao Nagatsuma dell'Università di Osaka.

"Ciò consentirebbe applicazioni in 6G e oltre, così come l'Internet delle cose, e comunicazioni a bassa probabilità di intercettazione tra velivoli compatti come i droni autonomi".

Questo studio, che viene pubblicato sulla rivista ottica .