Хэт хурд, хиймэл оюун ухаан, үүлэн дэд бүтцийн эрин
Хиймэл оюун ухаан, үүлэн тооцоолол, асар их өгөгдөл шаардсан үйлчилгээний өсөлт нь сүлжээний технологийг шинэ түвшинд гаргах шаардлага тавьж байна. Мэдээллийн төвүүдийн дамжуулах урсгал тасралтгүй ихсэж, ирээдүйн 6G сүлжээ хамгийн бага хоцрогдолтой, тогтвортой гигабит бус, терабитийн түвшний хурдыг хангах ёстой болжээ.
Ийм нөхцөлд Хятадын судлаачид нэгэн чухал дэвшлийг зарласан нь дэлхийн анхаарлыг татав. Тэд анх удаа шилэн кабель дээр суурилсан оптик холбоо болон утасгүй терагерцийн системийг нэг архитектурын хүрээнд шууд нэгтгэсэн платформ бүтээжээ.
Энэхүү ажлын үр дүнг Nature сэтгүүлд нийтэлж, мэргэжилтнүүд үүнийг нэгдсэн оптик ба терагерц харилцаа холбооны системийн хөгжлийг хурдасгасан, чанартай дэвшил гэж үнэлсэн байна.
Орчин үеийн сүлжээний “нарийн хоолой” хаана үүсдэг вэ?
Өнөө цагийн интернетийн нурууг шилэн кабель бүрдүүлдэг. Оптик шугам нь тив хоорондын болон хот хоорондын урт зайд фантастик хэмжээнд өндөр хурдтай, асар их өгөгдөл дамжуулах чадвартай. Харин 4G, 5G, мөн ирээдүйн 6G зэрэг утасгүй стандартууд нь энэ мэдээллийг ухаалаг гар утас, IoT мэдрэгч, төрөл бүрийн төхөөрөмж рүү “агаараар” түгээдэг.
Гол бэрхшээл нь эдгээр хоёр ертөнцийн уулзвар дээр гардаг. Оптик сувгууд бараг хязгааргүй мэт зурвасын өргөнтэй байхад агаарын суваг нь давтамжийн спектрийн хязгаарлалт, хөндлөнгийн оролцоо, антенн, чипийн физик боломж зэрэг олон хүчин зүйлээс болж “боомилогддог”. Ингэснээр шилэн кабелиар ирж буй том урсгалыг утасгүй систем бүрэн “залгиж” чаддаггүй, “зурвасын өргөний зөрүү” бий болдог.
Хиймэл оюун ухааны өгөгдлийн төвүүд, бодит цагийн аналитик, өндөр нягтралтай дамжуулалт нэмэгдэхийн хэрээр энэ зөрүү 6G-ийн гол асуудлын нэг болж хувирч байна.
“Шилэн + радио” нэгдсэн архитектур
Бээжингийн их сургуулийн баг Пенчэнгийн лаборатори, Шанхайн Технологийн их сургууль, Мэдээллийн оптоэлектроникийн Үндэсний инновацийн төвтэй хамтран оптик болон утасгүй хэсгийг нэг биед нэгтгэсэн “нэгдсэн оптик–утасгүй” платформын үзэл баримтлалыг санал болгожээ.
Тэд 250 ГГц-ээс дээш давтамжийн мужид ажиллах чадвартай, хэт өргөн зурвасын нэгдсэн фотоник төхөөрөмж бүтээсэн. Энэ нь терагерцийн бүс рүү шилжих бодит алхам бөгөөд 6G-ийн түлхүүр технологи гэж тооцогдож буй муж юм.
Нэгдсэн оптик чип, хэлхээг ашигласнаар өмнө нь хоёр өөр технологи хоорондын интеграцид байсаар ирсэн техникийн хязгаарлалтыг зөвхөн онолын биш, практик түвшинд ч сулруулах боломж гарчээ.
Дэлхийн шинэ рекорд: 400 Гбит/с “агаараар”
Шинэ платформ дээр тулгуурлан судлаачид холимог архитектур бүхий туршилтын систем угсарсан бөгөөд дараах үр дүнг харуулсан байна.
Нэгдсэн оптик суваг бүр 512 Гбит/с хүртэл дамжуулах чадалтай болсон. Үүний зэрэгцээ утасгүй сегментэд нэг радио суваг дээр 400 Гбит/с хүртэл хурд гаргаж, шинэ дээд амжилт тогтоожээ.
Судалгааны ажлын зохиогчдын нэг профессор Ван Синжун “энэ систем нь зөвхөн оптик болон утасгүй хэсгийн зурвасын зөрүүг даван туулах бус, нэгдсэн архитектурт дамжуулах хурдны дэлхийн рекордыг шинэчиллээ” гэж онцолсон байна.
Платформ нь хоёр горимоор ажиллах боломжтой. Өөрөөр хэлбэл нэг ижил нэгдсэн систем нь шилэн сүлжээнд ч, утасгүй терагерцийн холболтод ч ашиглагдаж, хөндлөнгийн оролцоо, шуугианд өндөр тэсвэртэй байх чадварыг хадгалдаг.
86 суваг, 8K дамжуулалт, 5G-ээс 10 дахин давсан үзүүлэлт
Баг онолын тоо баримтаа баталгаажуулахын тулд 6G нөхцөлд олон хэрэглэгч нэгэн зэрэг холбогдсон хувилбарыг туршилтаар дуурайлган шалгасан.
Туршилтын үеэр 8K нягтралтай видеог бодит цаг хугацаанд дамжуулах 86 сувгийг зэрэг ажиллуулжээ. Үүссэн нийлмэл дамжуулах чадвар нь өнөөгийн 5G стандартын онолын дээд чадавхаас даруй 10 дахин өндөр байсан гэж тэмдэглэсэн байна.
Энэ нь ирээдүйн 6G сүлжээ зөвхөн ганц төхөөрөмжид гигабитийн түвшний хурд өгөхөөс цааш гарч, өндөр ачаалалтай орчинд ч – “ухаалаг” хот, олон сая мэдрэгч бүхий үйлдвэрлэлийн парк, үүлэн дата төв зэрэгт – тогтвортой байдлаа хадгалах боломжтойг харуулж байна.
Ирээдүйн хэрэглээ: суурь станцаас “ухаалаг” хот хүртэл
Шинэ технологийн боломжит хэрэглээг хэд хэдэн чиглэлээр төсөөлж байна. Нэгдсэн платформ дээр суурилсан 6G-ийн дараагийн үеийн суурь станцууд өндөр нягтралтай хэрэглэгчийн бүсэд тасралтгүй холбоо өгөх чадвартай болж, утасгүй дата төвийн концепц бодит төсөл болон хөгжих нөхцөл бүрдэнэ.
Автономит тээврийн хэрэгслийн сүлжээ, AR/VR дэд бүтэц, олон тэрбум IoT төхөөрөмжийг нэгэн зэрэг холбох систем зэрэгт ч бага хоцрогдолтой, эрчим хүчний хувьд үр ашигтай дамжуулалтын шаардлага улам өсөж байгаа нь ийм төрлийн нэгдсэн архитектурын ач холбогдлыг нэмэгдүүлж байна.
Судлаачдын онцолсноор энэхүү платформ нь зөвхөн хурдыг нэмэгдүүлэхээс гадна хоцрогдлыг багасгах, нэг битэд ногдох эрчим хүчний хэрэглээг бууруулах боломжийг нээж байгаа нь ирээдүйн 6G дэд бүтцийн үндсэн шаардлагуудын нэгтэй давхцаж байна.
Терагерцийн холбооны шинэ үеийн үүд нээгдэв
Nature сэтгүүлийн шүүмжлэгчид уг ажлыг нэгдсэн оптик–терагерц холбооны хөгжлийн гол шугамд байрлах, чанартай үсрэлт гэж дүгнэсэн.
Энд зөвхөн “хурд дахин өссөн” ээлжит тохиолдол бус, сүлжээний бүтцийн тухай ойлголтыг өөрчлөх боломж яригдаж байна. Хэрэв 5G нь өмнөх үеийн технологийг сайжруулсан хувьслын алхам байсан бол оптик ба утасгүй сегментүүдийг нэг хэлхээ, нэг архитектурт уусгасан ийм шийдлүүд нь жинхэнэ 6G дэд бүтцийн суурийг тавьж чадна.
Цаашид технологийн цар хүрээг нэмэгдүүлэх, үйлдвэрлэлийн түвшний хэрэгжилтэд тохируулах, бодит операторын сүлжээтэй уялдуулах зэрэг шат дараалсан ажил үлдэж байгаа ч нэг зүйл тодорхой болж байна. Утастай болон утасгүй харилцаа холбоо хоорондын ялгаа алгуур бүдгэрч, “кабель” ба “агаар” гэсэн хоёр салангид ертөнц нэг нэгдсэн сүлжээний хэсэг болон уусах чиг хандлага улам тодорчээ.
Ирээдүйн сүлжээ хэрэглэгчиддээ “утасгүй” эсвэл “утастай” гэдгийг мэдрүүлэхгүйгээр, зүгээр л хурдан, тогтвортой, хаанаас ч саадгүй ажиллах ёстой болж байна.
