Nhật Bản đã đạt được bước đột phá trong công nghệ truyền thông khi phát triển thành công chipset thu phát dữ liệu không dây có tốc độ cao nhất thế giới, lên đến 640 Gbps. Công nghệ này được thực hiện bởi giáo sư Kenichi Okada và nhóm nghiên cứu tại Viện Công nghệ Tokyo, hợp tác cùng Viện Công nghệ Thông tin và Truyền thông Quốc gia.
Đột Phá Công Nghệ
Chipset mới sử dụng băng tần D và được phát triển theo quy trình 65 nm với công nghệ CMOS (bán dẫn oxit kim loại bổ sung silicon). Đây là công nghệ tiên tiến nhưng có giá thành rẻ, giúp giảm chi phí sản xuất khi đưa vào ứng dụng hàng loạt. Giáo sư Okada nhấn mạnh rằng việc đạt được tốc độ cao bằng công nghệ CMOS giá rẻ là một điểm đáng chú ý, mở ra khả năng ứng dụng rộng rãi và tiết kiệm chi phí.
So Sánh Với 5G
Công nghệ kết nối 5G hiện tại cho tốc độ cao nhất là 10 Gbps và hoạt động ở các băng tần 24-47 GHz. Trong khi đó, chipset mới của Nhật Bản hoạt động trên băng tần từ 114 đến 170 GHz với băng thông tín hiệu 56 GHz. Điều này cho phép chipset đạt tốc độ nhanh hơn gấp 100 lần so với 5G hiện có trên thị trường.
Thiết Kế và Thử Nghiệm
Các nhà nghiên cứu đã sử dụng bảng mạch tích hợp để tạo ra một thiết bị thu và một thiết bị phát. IC dành cho bộ phát có kích thước 1,87 x 3,3 mm và IC cho bộ thu là 1,65 x 2,6 mm. Bảng mạch này còn được trang bị bộ khuếch đại công suất để nâng tín hiệu lên mức phù hợp, bộ khuếch đại nhiễu thấp để tăng cường tín hiệu và bộ biến tần để điều chỉnh tín hiệu theo dải tần.
Trong thử nghiệm với cấu hình nhiều đầu vào và đầu ra (MIMO), các nhà nghiên cứu đã sử dụng bốn modul máy phát và bốn modul máy thu. Mỗi ăng-ten trong hệ thống này có thể xử lý luồng dữ liệu riêng. Khi sử dụng điều chế 16QAM, tốc độ mỗi kênh đạt 160 Gbps, và tổng tốc độ đạt được là 640 Gbps.
Ứng Dụng Tiềm Năng
Chipset mới hứa hẹn sẽ trở thành hệ thống không dây thế hệ tiếp theo, hỗ trợ các lĩnh vực như ô tô tự động, y tế từ xa và trải nghiệm thực tế ảo tiên tiến. Giáo sư Okada cho biết, công nghệ này sẽ mở ra những khả năng mới cho các ứng dụng cần tốc độ truyền dữ liệu cao và độ trễ thấp.
Trình Bày Tại Hội Thảo IEEE 2024
Kết quả nghiên cứu này đã được trình bày tại Hội thảo IEEE 2024, diễn ra từ ngày 16-20/6 tại Honolulu, Mỹ. Công trình nghiên cứu cũng nhận được sự hỗ trợ từ Bộ Nội vụ và Truyền thông Nhật Bản, cho thấy sự quan tâm và đầu tư mạnh mẽ của chính phủ Nhật Bản vào công nghệ truyền thông tiên tiến.
Với chipset thu phát dữ liệu không dây đạt tốc độ 640 Gbps, Nhật Bản không chỉ khẳng định vị thế dẫn đầu trong công nghệ truyền thông mà còn mở ra những ứng dụng tiềm năng trong nhiều lĩnh vực khác nhau. Đây là bước tiến quan trọng trong việc phát triển các hệ thống không dây thế hệ tiếp theo, góp phần thúc đẩy sự phát triển của công nghệ và cải thiện chất lượng cuộc sống.
