نخستین تراشۀ 6G با قابلیت پوشش «تمام طیف فرکانسی» رونمایی شد

به گزارش خبرگزاری آنا؛ نخستین تراشۀ ۶G با قابلیت پوشش «تمام طیف فرکانسی» توسط گروهی از پژوهشگران رونمایی شد. این دستاورد فناورانه که گامی مهم در مسیر تحقق ارتباطات نسل ششم محسوب می‌شود، با استفاده از ماده‌ای نوین به نام «نیوبات لیتیم لایه‌نازک» (TFLN) ساخته شده است.

محصول موبایلی طراحی‌شده نیز قادر است در بازه‌ای وسیع از فرکانس‌ها از مایکروویو تا موج میلی‌متری و تراهرتز عمل کند. جزئیات فنی و روش ساخت این چیپ‌ست در مقاله‌ای علمی منتشر شده، هرچند هنوز مشخص نیست که آیا آزمایش‌های میدانی کامل روی آن انجام شده یا نتایج حاصل فعلاً تئوری و نظری هستند.

همکاری دانشگاهی برای توسعه زیرساخت نسل ششم

در مقاله‌ای با عنوان «فوتونیک روی تراشه با پهنای باند فوق‌العاده برای ارتباطات بی‌سیم تمام‌طیفی» که در نشریه Nature و از طریق Tech Xplore منتشر شده، پژوهشگران دانشگاه پکن و دانشگاه شهر هنگ‌کنگ، مشخصات این چیپ‌ست نسل ششم را تشریح کرده‌اند.

آنان تأکید کرده‌اند که زیرساخت شبکه‌های بی‌سیم ۶G باید قادر باشد در بازه فرکانسی گسترده‌ای فعالیت کند تا بتواند نیاز‌های متنوع کاربردی را پوشش دهد. برای تحقق این هدف، نیاز به سخت‌افزاری واحد است که بتواند به‌صورت پویا بازپیکربندی شده و با تغییرات طیف سازگار شود. راه‌حل پیشنهادی آنان، توسعه سکویی مبتنی بر سیستم فوتونیک بی‌سیم TFLN بوده است.

سرعت خارق‌العاده و هوش مصنوعی در قلب چیپست

بر اساس این مقاله، چیپ‌ست ۶G جدید قادر است سرعتی بیش از ۱۰۰ گیگابیت بر ثانیه برای اینترنت موبایل فراهم کند و ویژگی‌هایی، چون اتصال فوق‌سریع، تأخیر بسیار پایین، و ادغام فناوری هوش مصنوعی را ارائه دهد.

پژوهشگران این طرح علمی فناورانه می‌گویند که هوش مصنوعی استفاده شده روی تراشۀ جدید آن‌ها به‌صورت خودکار مدیریت و بهینه‌سازی شبکه را در زمان واقعی انجام می‌دهد. این سیستم، به‌واسطه طراحی خاص خود، در بازه فرکانسی ۰٫۵ تا ۱۱۵ گیگاهرتز فعال است. مقاله همچنین اشاره می‌کند که در حالت معمول، پوشش چنین طیف وسیعی نیازمند استفاده از ۹ سامانه رادیویی مجزا است.

فناوری نوری-الکتریکی در استفاده مینیاتوری

چیپ‌ست جدید که با ماده TFLN ساخته شده، ابعادی برابر با ۱۱ در ۱٫۷ میلی‌متر دارد. با وجود اندازه کوچک، این تراشه به سامانه‌ای نوآورانه برای تولید و انتقال سیگنال مجهز است. در آن از مدولاتور الکترواپتیکی پهن‌باند استفاده شده که سیگنال‌های بی‌سیم را به امواج نوری تبدیل می‌کند. این امواج سپس از طریق نوسان‌ساز‌های اپتوالکترونیکی عبور داده می‌شوند تا فرکانس‌های رادیویی موردنظر تولید شوند.

این سامانه با بهره‌گیری هم‌زمان از نور و برق، سیگنال‌هایی پایدار تولید و منتقل می‌کند. طبق ادعای مقاله، در آزمایش‌های داخلی، چیپ‌ست توانسته در مدت ۱۸۰ میکروثانیه به فرکانس ۶ گیگاهرتز تنظیم شود.

مسیر شبکه تا استقرار کامل ۶G​

همان‌طور که اشاره شد، هنوز مشخص نیست که آیا آزمایش‌های واقعی و میدانی روی این چیپ‌ست انجام شده یا خیر، ولی حتی اگر این فناوری در شرایط سخت عملکرد مطلوبی داشته باشد، فقط یکی از اجزای سازنده شبکه ۶G خواهد بود. مسیر استقرار کامل این نسل از ارتباطات، از زیرساخت‌های پایدار تا دستگاه‌های سازگار، همچنان طولانی و نیازمند توسعه‌های بیشتر است

جهش فناورانه با تراشه ۶G تمام‌طیفی 
رونمایی از نخستین تراشه ۶G با قابلیت پوشش «تمام طیف فرکانسی» نقطه عطفی در مسیر توسعه ارتباطات نسل ششم محسوب می‌شود. این تراشه که با ماده نوین نیوبات لیتیم لایه‌نازک (TFLN) ساخته شده، قادر است در بازه‌ای از ۰.۵ تا ۱۱۵ گیگاهرتز فعالیت کند و سرعتی بیش از ۱۰۰ گیگابیت بر ثانیه ارائه دهد.

پژوهشگران می‌گویند این تراشه اتصال فوق‌سریع و تأخیر بسیار پایین را فراهم می‌کند و ضمن ادغام هوش مصنوعی، مدیریت شبکه را به‌صورت خودکار و لحظه‌ای انجام می‌دهد. اگر این تراشه در شرایط واقعی عملکرد مطلوبی داشته باشد، می‌تواند زیرساختی بنیادین برای تحقق شبکه ۶G باشد و مسیر تحول ارتباطات جهانی را هموار کند.

تأثیرات عملیاتی‌سازی تراشه در آینده ارتباطات 
باید گفت در صورت عملیاتی‌شدن این تراشه، شاهد تحولاتی بنیادین در حوزه‌هایی، چون واقعیت افزوده، خودرو‌های خودران، پزشکی از راه دور و شهر‌های هوشمند خواهیم بود.

سرعت خارق‌العاده، تأخیر نزدیک به صفر و توانایی پردازش داده‌های حجیم در لحظه، امکان اجرای خدماتی را فراهم می‌کند که در شبکه‌های فعلی غیرممکن یا محدود هستند. به‌عنوان مثال، جراحی‌های از راه دور با دقت بالا، ارتباطات هولوگرافیک، و تعاملات چندحسی در محیط‌های مجازی از جمله کاربرد‌های بالقوه ۶G هستند. این فناوری می‌تواند زیرساختی برای «جامعه هوشمند» باشد که در آن ارتباطات سریع، هوشمند، پایدار و فراگیر هستند.

الزامات تحقق شبکه نسل ششم در جهان

البته برای عملیاتی‌شدن شبکه ۶G، مجموعه‌ای از الزامات فنی، زیرساختی و مقرراتی باید فراهم شود. توسعه استاندارد‌های جهانی، تخصیص طیف فرکانسی مناسب، طراحی آنتن‌های هوشمند، و ایجاد زیرساخت‌های ابری و لبه‌ای از جمله پیش‌نیاز‌های کلیدی هستند.

همچنین، همکاری بین‌المللی در حوزه تنظیم‌گری، امنیت داده‌ها، و توسعه تجهیزات سازگار با ۶G اهمیت بالایی دارد. طبق گزارش کمیسیون ارتباطات آمریکا، فناوری‌هایی مانند ارتباطات تراهرتز، شبکه‌های غیرزمینی (NTN)، و سطوح هوشمند قابل‌پیکربندی، نقش مهمی در شکل‌گیری معماری ۶G خواهند داشت.

تفاوت‌های بنیادین میان ۵G و ۶G

باید اذعان کرد اگرچه ۵G جهشی بزرگ در سرعت و ظرفیت ارتباطات ایجاد کرد، اما ۶G فراتر از آن عمل می‌کند. ۵G عمدتاً در بازه فرکانسی زیر ۱۰۰ گیگاهرتز فعالیت می‌کند و حداکثر سرعت آن حدود ۲۰ گیگابیت بر ثانیه است؛ در حالی‌که ۶G با استفاده از امواج تراهرتز، سرعت‌هایی تا ۱ ترابیت بر ثانیه را هدف‌گذاری کرده است. به علاوه ۶G با ادغام هوش مصنوعی، ارتباطات را از حالت صرفاً انتقال داده به سطحی هوشمند و خودمدیریت ارتقاء می‌دهد. تفاوت دیگر، پوشش سه‌بعدی ۶G است که شامل ایستگاه‌های زمینی، هوایی و فضایی می‌شود و امکان اتصال در مناطق دورافتاده را فراهم می‌سازد.