اخباری که امروز در اخبار جهان منتشر شد حاکی از آن است که محققان چینی اولین تراشه 6G تمام‌فرکانسی دنیا را با استفاده از فناوری فوتونیک ساخته‌اند که قادر است سرعت اینترنت موبایل را به بیش از 100 گیگابیت بر ثانیه برساند. این دستاورد می‌تواند با پوشش‌دهی کل طیف بی‌سیم، شکاف دیجیتالی میان مناطق شهری و روستایی را از بین ببرد.
این تیم پژوهشی که متشکل از دانشمندان دانشگاه پکن و دانشگاه سیتی هنگ کنگ است، توانسته طیف وسیعی از فرکانس‌ها، از 0.5 گیگاهرتز تا 115 گیگاهرتز را بر روی یک تراشه کوچک به اندازه یک ناخن ادغام کند. در حالی که در روش‌های سنتی، برای دستیابی به چنین پوششی به 9 سیستم رادیویی مجزا نیاز بود، اکنون تمام این قابلیت‌ها در یک تراشه فشرده شده است.
این تراشه که ابعادی تنها 11 در 1.7 میلی‌متر دارد، ارتباطات موج میلی‌متری و تراهرتز را با باندهای مایکروویو فرکانس پایین ترکیب می‌کند. این امر امکان جابجایی روان میان فرکانس‌های مختلف را فراهم می‌آورد، که هم برای پوشش‌دهی از راه دور و هم برای کاربردهای پرسرعت ایده‌آل است.
پروفسور وانگ شینگجون از دانشگاه پکن در این باره می‌گوید که نیاز فوری به حل چالش‌های توسعه 6G احساس می‌شود. با توجه به افزایش سریع دستگاه‌های متصل، شبکه‌های نسل آینده باید از مزایای باندهای فرکانسی گوناگون بهره‌مند شوند. فرکانس‌های بالاتر پهنای باند وسیع و تأخیر بسیار کمی را برای کاربردهایی نظیر واقعیت مجازی و جراحی از راه دور فراهم می‌کنند، در حالی که باندهای پایین‌تر پوشش گسترده‌تری را برای مناطق دورافتاده، زیر آب و حتی فضا ارائه می‌دهند.
در روش‌های معمول، سخت‌افزارهای بی‌سیم در محدوده فرکانسی محدودی عمل می‌کنند و نیاز به چندین سیستم، هزینه‌ها و پیچیدگی‌ها را افزایش می‌دهد. محققان برای غلبه بر این مشکل، رویکرد ادغام فوتونیک و الکترونیک را در پیش گرفتند. در این روش، یک ماژولاتور الکترواپتیکی پهن‌باند، سیگنال‌های بی‌سیم را به سیگنال‌های نوری تبدیل کرده و پردازش از طریق اجزای فوتونیکی انجام می‌شود. انتقال سیگنال نیز با استفاده از اختلاط فرکانس بین لیزرهای قابل تنظیم صورت می‌گیرد.
تمامی واحدهای عملکردی در این تراشه کوچک جای گرفته‌اند و کیفیت ارتباط در کل طیف فرکانسی در طول آزمایش پایدار باقی ماند. این سیستم توانست در 180 میکروثانیه به تنظیم فرکانس 6 گیگاهرتز دست یابد که صدها برابر سریع‌تر از پلک زدن است. سرعت داده تک کاناله آن نیز از 100 گیگابیت بر ثانیه فراتر رفت. برای مقایسه، متوسط سرعت اینترنت موبایل در مناطق روستایی ایالات متحده حدود 20 مگابیت بر ثانیه برآورد شده است.
به گفته پژوهشگران، این سیستم قادر است سیگنال‌های ارتباطی را با سرعت، دقت و بدون نویز در هر فرکانسی در بازه 0.5 تا 115 گیگاهرتز تولید کند.
پروفسور وانگ چنگ از دانشگاه سیتی هنگ کنگ افزود که این تراشه دارای قابلیت “ناوبری فرکانسی” است؛ به این معنی که در صورت بروز تداخل، به طور خودکار به یک کانال شفاف تغییر مسیر می‌دهد. وی این قابلیت را به راننده‌ای ماهر تشبیه کرد که در ترافیک به راحتی مسیر خود را عوض می‌کند تا جریان ارتباطی پیوسته و بدون وقفه تضمین شود.
استاد شو هائوون از دانشگاه پکن نیز اظهار داشت که این دستگاه به قابلیت برنامه‌ریزی چندمنظوره و تنظیم فرکانس پویا دست یافته و تعادلی میان اندازه، مصرف انرژی و عملکرد برقرار کرده است. این ویژگی، آن را برای محیط‌های شلوغی مانند کنسرت‌ها و استادیوم‌ها که هزاران دستگاه به طور همزمان متصل می‌شوند، ایده‌آل می‌سازد.
شینگجون همچنین بیان کرد که این تراشه، پایه‌ی سخت‌افزاری لازم برای شبکه‌های بومی هوش مصنوعی را فراهم می‌کند. وی توضیح داد که این تراشه برای اولین بار، زیرساخت سخت‌افزاری شبکه‌ای واقعاً بومی هوش مصنوعی را ایجاد کرده است؛ شبکه‌ای که می‌تواند پارامترهای ارتباطی را با استفاده از الگوریتم‌های داخلی و به صورت پویا تنظیم کند تا با محیط‌های الکترومغناطیسی پیچیده سازگار شود و در عین حال، حسگرهای محیطی را به صورت لحظه‌ای فعال نماید.
محققان در نظر دارند ماژول‌های ارتباطی کوچکی به اندازه فلش USB مبتنی بر این تراشه تولید کنند. این ماژول‌ها را می‌توان در تلفن‌های هوشمند، ایستگاه‌های پایه، پهپادها و دستگاه‌های اینترنت اشیا به کار گرفت و بدین ترتیب، روند گسترش شبکه‌های انعطاف‌پذیر و هوشمند 6G را تسریع بخشید.
