Un nou „super Wi-Fi” atinge viteze de fibră, dar vine cu o condiție

În goana după viteze mai mari, industria comunicațiilor a ajuns într-un punct în care nu mai e suficient să “înghesui” mai multă putere de procesare într-un cip și să speri că totul va scala frumos. La frecvențe foarte înalte, fiecare conversie între digital și analog începe să coste enorm, atât ca energie, cât și ca complexitate. Iar asta lovește direct în autonomia dispozitivelor mobile și în bugetele de consum ale infrastructurii.

Exact aici intră în scenă un prototip realizat de cercetători de la University of California, Irvine: un sistem transceiver (emițător + receptor) care operează în jurul a 140 GHz și a demonstrat transfer de date la 120 Gbps, adică aproximativ 15 GB/s. Ca ordin de mărime, vorbim de o viteză care se apropie de legături pe fibră folosite frecvent în centre de date.

Cum ajunge la 140 GHz și 120 Gbps fără „blocajul” DAC

Ideea care face diferența ține de un “dușman” clasic al transmisiilor rapide: convertorul digital-analog (DAC). În arhitecturile tradiționale, DAC-ul e componenta care transformă datele digitale în semnal analogic gata de emis prin antenă. Problema e că, la zeci sau sute de gigabiți pe secundă, un DAC suficient de rapid devine nu doar complicat, ci și flămând de energie – un obstacol pe care echipa îl descrie drept “DAC bottleneck”.

Soluția propusă la UC Irvine ocolește DAC-ul: emițătorul „bits-to-antenna” construiește semnalul direct în domeniul radiofrecvență, folosind trei sub-transmițătoare sincronizate. În varianta prezentată public, consumul raportat ajunge la aproximativ 230 mW, tocmai pentru că “munca grea” se mută în analog, nu în lanțuri digitale costisitoare. E genul de truc care, dacă se maturizează, ar putea face mai realistă promisiunea de viteze “de laborator” și în dispozitive cu baterie.

O nouă mutare la Antena 1. Prezentatoarea de ştiri care ar urma să se alăture postului TV cât de curând

Liviu Dragnea, apariţii din ce în ce mai rare. Fostul lider PSD şi-a schimbat viaţa de când a ieşit din lumea politică

Pe lângă economia de energie, abordarea are și un avantaj de arhitectură: dacă elimini o componentă care devine disproporționat de dificilă la viteze extreme, simplifici întregul lanț de transmitere. În practică, asta poate însemna mai puțină căldură disipată, mai puține constrângeri de layout pe cip și un drum mai clar spre implementări comerciale, măcar în echipamente specializate.

Receptorul „antenna-to-bits”: de ce contează analogul și la recepție

Dacă partea de transmisie a scăpat de DAC, partea de recepție are propriul ei “hop”: convertorul analog-digital (ADC). Ca să “prinzi” un flux de 120 Gbps în mod convențional, ai nevoie de ADC-uri masive, care ajung să ardă wați întregi. Aici apare ceea ce cercetătorii numesc “sampling bottleneck”: chiar dacă ai semnalul, digitizarea lui completă la asemenea rate devine prohibitivă energetic.

Abordarea lor pentru receptor, „antenna-to-bits”, folosește o demodulare analogică ierarhică. Pe scurt, semnalul e prelucrat în analog, “desfăcut” în etape, înainte să fie convertit în biți în forma finală. Avantajul e că nu mai ceri unui singur bloc digital să facă totul la viteză maximă, ci distribui inteligent efortul și reduci consumul total. În comunicarea publică a echipei, receptorul ajunge tot la un consum de ordinul sutelor de miliwați, ceea ce îl face relevant măcar ca prototip pentru aplicații compacte.

Important e și contextul de fabricație: cercetătorii menționează utilizarea unui proces pe 22 nm cu tehnologie FDSOI. Faptul că nu depind de noduri “de vârf” extrem de scumpe poate conta mult dacă ideea ajunge la scalare, fiindcă reduce barierele de producție și, teoretic, accelerează adoptarea în industrie.

Unde ar putea fi folosit: de la centre de date la orașe conectate

Pe termen scurt, pariul pare să fie mai degrabă infrastructura decât telefonul din buzunar. Conceptul seamănă cu un “patch cord” wireless: legături ultrarapide între rack-uri și echipamente din centrele de date, care ar putea înlocui porțiuni de cablare și ar reduce atât complexitatea instalării, cât și costurile de operare. Într-un data center modern, cablurile nu sunt doar un consumabil ieftin, ci și o sursă de dificultăți: ocupă spațiu, îngreunează mentenanța, pot limita flexibilitatea reconfigurărilor și contribuie indirect la probleme de răcire.

Dacă un link wireless stabil ar putea duce 100+ Gbps pe distanțe mici, în linie de vizibilitate, apare o oportunitate reală: rearanjezi infrastructura mai ușor, scalezi mai rapid și, în anumite scenarii, reduci costuri. Pentru aplicații industriale, aceeași logică poate funcționa în hale automatizate, laboratoare, campusuri sau zone logistice, unde ai control asupra mediului și poți instala puncte de acces dese.

În paralel, demonstrația se potrivește și cu discuția despre “post-5G” și 6G, unde benzile de peste 100 GHz sunt privite ca un teritoriu posibil pentru capacități mult mai mari. Totuși, faptul că o bandă e disponibilă teoretic nu înseamnă că poate fi folosită ușor la scară largă: ai nevoie de reglementări clare, standarde, ecosistem de cipuri și infrastructură compatibilă.

Obstacolele reale: rază mică, infrastructură densă și reglementări

Partea mai puțin spectaculoasă e că frecvențele foarte înalte se propagă prost. Și deja știm asta din 5G mmWave: în practică, raza e limitată, iar obstacolele (pereți, sticlă, ploaie, chiar oameni) pot “tăia” conexiunea. Dacă 5G mmWave are deja limitări serioase de acoperire, o soluție în jur de 140 GHz poate cere și mai multă densitate de puncte de acces ca să ofere o experiență constantă.

Asta înseamnă că viitorul “15 GB/s prin aer” nu arată ca un singur turn care acoperă un oraș, ci mai degrabă ca o rețea foarte deasă de celule mici în zone-cheie. În loc să te gândești la acoperire națională, e mai realist să te gândești la “insule” de viteză extremă: un campus universitar, o zonă de birouri, un stadion, un hub de transport sau un data center.

În final, demonstrația UC Irvine nu spune că mâine vei avea asemenea viteze pe stradă, ci că există o cale tehnică pentru a atinge capacități de fibră în wireless fără să sacrifici totul pe altarul consumului energetic. Dacă te uiți după semne că tehnologia se apropie de lumea reală, urmărește două direcții: cât de bine poate fi extinsă raza în condiții reale și cât de repede pot apărea implementări industriale care să dovedească fiabilitatea, nu doar vârful de performanță din laborator.