6G'nin Evrimi ve Mikrodalga Fotonikler İçin Gerekli

Daha yüksek veri oranları için sürekli talep, ultra-low latency ve büyük bağlantı altıncı nesil (6G) kablosuz ağların geliştirilmesini kullanıyor.5G, milimetre- dalga grupları tanıttı, 6G, sub-terahertz ve terahertz frekanslarında ( 1 THz) çalıştırmayı hedefliyor, bu frekanslarda, elektronik devreler yüksek frekanslarda, yüksek frekanslarda, elektronik devrelerin yüksek frekansları, sınırlı bant genişliği ve önemli güç tüketimine yol açıyor.

Mikrodalga fotonikler 6G için birkaç kritik işlevi sağlar: ultra-bölgeli sinyal nesli, hassas frekans sentezi, düşük büyüklükteki dağıtım ve gelişmiş kirişler.6G'de tahmin edilen yüksek frekanslı iletişim sistemleri için temelsel bir olasılıktır.

Mikrodalga Fotonikte Zorunlu Teknolojiler 6G

Tümleşik Fotonik Devreleri

En önemli gelişmelerden biri, birden fazla optik fonksiyonu birleştiren entegre fotonik devrelerin (PICs) gelişimidir - lazerler, modülatörler, filtreler ve dedektörleri – tek bir çip.İLFLT:0) Sınırlı transletilmiş fotonik devreler ) boyutlarını dramatik bir şekilde azaltır, ağırlık ve elektriksel fotonik sistemler için kullanımları hızlandırır[Dönemli)

Yüksek Hızlı Elektro-Optic Modulators

Yüksek frekanslı elektrik sinyalleri ile optik taşıyıcılar mikrodalga fotoniklere uygundur.ETHFLT:0)Electro-oplektörleri ), lityum niobate (thin-film) ve plasmonik modüller ile birlikte, 300 GHz'nin ötesinde modlama bant genişliğine doğrudan dönüşüm sağlar.Bu cihazlar, saniyede birkaç terabitin daha fazla sayıdaki ölçümde başarılı sonuçlar elde etmek için temel bir adım. 2023 yılında, araştırmacılar 0.0FLT:2 (th Zürih[D) ile ody D D D D D D mpson mp mp p>

Fotonik Kirişleme ve Fazlı Diziler

BeamInfo – belirli kullanıcılara işaretler – dar kirişli operasyon nedeniyle yüksek frekanslarda giderek daha zorludur.UVT:0)Fotoğrafik kiriş) Kaliforniya Üniversitesi'nden gelen son çalışma, Santa Barbara, 20-element fotonik geçişli bir diziyi, 20 GHz'den farklı olarak, daha yoğun dağıtımlarda frekans bağımlı kirişli çok yoğun dağıtımlarda bulunan geniş bant sinyalleri için önemli bir şekilde sunmaktadır.

Optik Frekans Combs

Optik frekans söndürücüler - eşit uzaylı lazer hatlarının korkutucu kısmı - mikrodalga fotonik için hassas frekans yöneticileri olarak gözlemleyin.6G'de, 03.000'ler (önemli Kerrtable sinyal nesli) özellikle umut vericidir; son gösterilerde ve senkronizasyonda 5-100 RF sinyali ile uyumlu bir şekilde uyumlu hale getirerek, ağların koordineli multi-point iletimi için temel olarak incelenir.

Son zamanlardaki Breakthroughs ve Research Milestones

Mikrodalga fotonik araştırma topluluğu son iki yılda önemli kilometre taşı elde etti ve bu sistem, Nokia Bell Labs'tan ortak bir ekip ve Danimarka Teknik Üniversitesi'nden bir kayıt 250 Gbit /s kablosuz bağlantı kaydetti, bir fotonik tabanlı bir verici kullanarak. Sistem bir tek yönlü fotoğraf makinesi, transistör ve transistör ile entegre etti - tek kullanımlık bir sonlu son derece son derece.

Başka bir atılım, fotonik-assisted analog-dijital dönüşüm) (ADC) THz frekanslarında, elektronik ADCs, jitter ve bant genişliği limitleri ile karşı karşıyadır. Photonic örnekleme modu-locked lazerler, 100 GS /s üzerindeki örnekleme oranlarında 10 bitlerinin ötesinde etkili bir karar elde edebilir.

Paralel olarak, [[0)fiber-telsiz entegrasyon[Dönetici: 1) İleriye sahip. Bu yaklaşım, “fiber-to-the-antenna” (FTTA) pasif optik ağlarla sorunsuz bir şekilde entegrasyon göstermiştir.

Deployment

Söze rağmen, mikrodalga fotonikler standart bir 6G altyapısı bileşeni haline gelmeden birkaç engel aşılmalıdır.

Mevcut Elektronik Altyapı ile entegrasyon

Mevcut baz istasyonları son derece optimize edilmiş elektronik devrelere güveniyor. Tüm fotonik bileşenleri - lazerler, modülatörler ve fotodiodes - CMOS kontrol elektronikleri ile dikkatli paketleme ve termal yönetim gerektirir.ETHFLT:0)Hybrid entegrasyonu) ilerleme kaydetti, ancak fotonik cips ve RF cephesi arasındaki düşük maliyetli bağlantılar, örneğin, hafif dalga kılavuzları küçük dalga kılavuzlarına kadar baskı gerektirir.

Kumaşlama ve Malzeme Sınırları

Birçok yüksek performanslı fotonik cihazlar, lityum niobate gibi egzotik malzemelere güveniyor, predium phosphide veya polimerler.urperatif üretim süreçleri) için bu malzemeler için daha az olgunlaşıcı olmayan, silikon CMOS. sütü, üniforma ve uzun vadeli stabilite, kitle dağıtımını geliştirmek zorundadır. Ek olarak, fotodetektörlerin ve modülatörlerin hızlı bir şekilde şarj edilebilmesi için yüksek optik güçlere yönelik güçlere yönelik güçlere ihtiyaç duyar.

Maliyet ve Enerji Verimliliği

Mikrodalga fotonik sistemleri elektronik meslektaşlarından daha pahalı olabilir, özellikle de ayrık bileşenleri kullanırken. Tüm fotonik devreler, ancak fotonik üretim hatları için ilk sermaye harcamaları fotonik transceivers 100 GHz'de yüksek olduğunu gösteriyor:0, enerji verimliliği[Döneticiler ve termoelektrik soğutucular enerji tüketiyorlar).

Future Yol ve Potansiyel Etki

2030'lara doğru baktığımızda mikrodalga fotoniklerin temel istasyonların ötesine geçmeleri bekleniyor. Potansiyel uygulamalar şunları içerir: 0:0)terahertz görüntüleme), Adaptif bir kiriş yönetimi için yapay zeka ile birliktelik[DDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDD) ve optik alanda ışıklandırma işlemine yönelik olarak, elektriksel ağlarda elektriksel ağlarda elektriksel ağlarda elektriksel ağlarda elektriksel ve elektriksel ağlarda elektriksel ağlarda elektriksel ağlarda elektriksel ağlarda gecikmeli ağırlıklar azaltılabilir.

Standartlaştırma organları, fiziksel katmanlı araçta olduğu gibi:0)3GPP) ve ITU-R'nin Avrupa projesi tarafından gereksinimlerini incelemeye başlaması bekleniyor.

Başka bir heyecan verici yön, s.Q. optiks[[Döneticileri 1 ) mikrodalga fotoniklerde kullanılan ve entanglement, doğal bağışıklık ile 6G'nin güvenlik hedefleri için güvenli iletişim kanalları oluşturmak mümkün olabilir. kuantum mikrodalga fotoniklerinde erken deneyler oda sıcaklığında, on yıl içinde pratik uygulamalar önerebilir.

Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç

Mikrodalga fotonikler optik ve radyo mühendisliği kesişiyor, 6G'nin aşırı performans hedeflerini karşılamak için zorlayıcı bir yol sunuyor. Entegre fotonik devrelerde, yüksek hızlı modülatörler, fotonik kirişler ve optik frekans söndürücüler, bu teknolojiyi 2030'un ötesinde ciddi bir aday için laboratuvar merakından taşıdılar, üretim ve maliyet devam ediyor, yüksek çözünürlükte ve yüksek çözünürlükte olan 6G'nin hızı hızlanıyor.