새로운 실리콘 칩이 6G 통신의 잠재력을 열어준다.

테라헤르츠 통신은 무선 기술의 최전선에 있으며, 현재 시스템을 훨씬 능가하는 데이터 전송 속도를 약속한다.

테라헤르츠 주파수에서 작동하는 이 시스템은 비교할 수 없는 대역폭을 제공하여 번개처럼 빠른 무선 통신 및 데이터 전송을 가능하게 한다. 그러나 사용 가능한 스펙트럼의 효과적인 관리 및 활용은 테라헤르츠 통신에서 엄청난 과제를 제시한다.

이 팀은 기판이 없는 실리콘 기반에 구현된 최초의 초광대역 통합 테라헤르츠 편파 (디)멀티플렉서를 개발했다. 그들은 6G 통신 이상을 위해 테라헤르츠 이하 J 대역(220-330GHz)에서 성공적으로 테스트했다.

애들레이드 대학교 전기 및 기계 공학부의 교수인 위타와트 위타야쿰난쿨이 팀을 이끌었고, 이 팀에는 애들레이드 대학교의 전 박사 과정 학생인 웨이지에 가오 박사도 포함되었다. 가오 박사는 현재 오사카 대학교의 마사유키 후지타 교수와 함께 일하는 박사후 연구원이다.

"제안된 편광 멀티플렉서는 동일한 주파수 대역에서 여러 데이터 스트림을 동시에 전송할 수 있게 하여 데이터 용량을 효과적으로 두 배로 늘릴 수 있다."라고 위타야쿰난쿨 교수는 말했다. "이 큰 상대 대역폭은 모든 주파수 범위에서 발견되는 모든 통합 멀티플렉서의 기록이다. 광 통신 대역의 중심 주파수로 조정된다면 이러한 대역폭은 모든 광 통신 대역을 커버할 수 있다."

멀티플렉서는 여러 전화 통화에서 단일 와이어를 통해 데이터를 전송하는 것과 같이 여러 입력 신호가 단일 리소스를 원활하게 공유할 수 있도록 한다. 이 팀이 개발한 혁신적인 장치는 기존 대역폭 내에서 통신 용량을 두 배로 늘리는 동시에 데이터 손실을 크게 줄일 수 있는 놀라운 기능을 자랑한다. 이 장치를 차별화하는 것은 표준 제조 공정을 사용하여 비용 효율적인 대량 생산이 가능하다는 것이다.

"이 혁신은 테라헤르츠 통신 시스템의 효율성을 향상시킬 뿐만 아니라 보다 견고하고 안정적인 고속 무선 네트워크의 길을 열어준다."라고 가오 박사는 말했다. "결과적으로, 편파 멀티플렉서는 테라헤르츠 통신의 잠재력을 최대한 실현하는 데 중요한 요소이며 고화질 비디오 스트리밍, 증강현실, 6G와 같은 차세대 모바일 네트워크와 같은 다양한 분야에서 발전을 촉진한다."

팀의 획기적인 연구는 중요한 과제를 해결하고 광자 기반 테라헤르츠 기술의 실용성을 발전시킨다.

논문의 공동 저자인 후지타 교수는 "이 혁신은 주요 기술적 장벽을 극복함으로써 이 분야에 대한 관심과 연구 활동의 급증을 촉진할 준비가 되었다."라고 말했다. "앞으로 1~2년 내에 연구자들이 새로운 응용 분야를 탐구하고 기술을 개선하기 시작할 것으로 예상한다."

앞으로 3~5년 내에 팀은 고속 통신에서 상당한 진전을 예상하여 상업적 프로토타입과 초기 단계 제품의 길을 열 것이다.

위타야쿰난쿨 교수는 "10년 내에 이러한 테라헤르츠 기술이 다양한 산업에 널리 채택되고 통합되어 통신, 이미징, 레이더, 사물 인터넷과 같은 분야에 혁명을 일으킬 것으로 예상한다."라고 말했다.

이 최첨단 편광 멀티플렉서는 동일한 플랫폼에서 팀의 이전 빔포밍 장치와 원활하게 통합되어 고급 통신 기능을 활용할 수 있다.