100 Gbps ระบบเครือข่ายไร้สายยุคใหม่ บนย่านความถี่ Terahertz

ทีมนักวิจัยจากมหาวิทยาลัยฮิโรชิมา สถาบันด้านเทคโนโลยีสารสนเทศและการสื่อสารแห่งชาติของประเทศญี่ปุ่น ประสบความสำเร็จในการสาธิตการรับส่งข้อมูลบนย่านความถี่ระดับ 300 GHz หรือที่เรียกว่า Terahertz ภายในงานสัมมนา IEEE โดยได้ความเร็วสูงสุดถึง 100 Gbps เรียกได้ว่าเป็นการเบิกทางสู่ระบบเครือข่ายไร้สายยุคใหม่

Terahertz คืออะไร

Terahertz หรือ T-Ray เป็นหนึ่งในสเปกตรัมของคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าที่มีความถี่สูงกว่าคลื่นไมโครเวฟแต่ต่ำกว่าอินฟราเรด หรือประมาณ 300 GHz – 3 THz และมีความยาวคลื่นประมาณ 0.1 – 1 mm เป็นช่วงคลื่นความถี่ใหม่ที่นักวิทยาศาสตร์กำลังให้ความสนใจ โดยจากการทดลอง พบว่าสามารถให้ความเร็วในการรับส่งข้อมูลสูงกว่าเทคโนโลยีเครือข่ายไร้สายในปัจจุบันกว่า 100 เท่า (ระบบเครือข่ายไร้สายในปัจจุบันใช้คลื่นความถี่ 2.4 หรือ 5 GHz)

ความเร็วระดับ 100 Gbps บนช่องสัญญาณขนาด 25 GHz

การสาธิตดังกล่าวกระทำขึ้นภายในงาน IEEE Internation Solid State Circuits Conference ที่จัดขึ้นเมื่อต้นเดือนกุมภาพันธ์ที่ผ่านมา โดยทีมนักวิจัยใช้ย่านความถี่ระดับ 300 GHz และใช้ช่องสัญญาณขนาด 25 GHz (290 – 315 GHz) ซึ่งมีขนาดใหญ่กว่าช่องสัญญาณของคลื่นความถี่ 4G ในปัจจุบันที่มีขนาด 20 MHz ถึง 1,250 เท่า เพื่อรับส่งข้อมูลให้ได้ถึงระดับ 100 Gbps

ทีมนักวิจัยยังระบุอีกว่า เป้าหมายของงานวิจัยนี้คือการใช้งาน 2 แบบ คือ ให้บริการบรอดแบนด์ในพื้นที่ชาญเมือง และการเชื่อมต่อผ่านดาวเทียม ที่ไม่มีปัญหาเรื่อง Line-of-sight ถึงแม้ว่าในการใช้งานจริงอาจต้องรองรับการเชื่อมต่อระดับหลายกิโลเมตร แต่ย่านความถี่ 300 GHz มีข้อดีตรงที่ไม่ถูกดูดซับโดยฝนหรือละอองน้ำในอากาศ

คำถามที่พบบ่อย

Q: ทำไมถึงเรียกย่านความถี่ 300 GHz ว่า “Terahertz” ทั้งๆ ที่มีขนาดเพียงแค่ 1/3
A: เนื่องจาก International Telecommunication Union (ITU) ระบุว่าอย่างนั้น ซึ่ง Terahertz เป็นย่านความถี่ที่ครอบคลุมตั้งแต่ระดับ 300 GHz จนถึง 3 THz

Q: ทำไมถึงมีงานวิจัยที่เกี่ยวข้องกับ Terahertz เป็นจำนวนมาก
A: เนื่องจากการใช้สเปกตรัมคลื่นวิทยุในปัจจุบันถูกกดดันให้ทำแบบนั้น ช่องสัญญาณความถี่ 4G กว้างเพียงแค่ 20 MHz ในขณะที่ย่านความถี่ 300 GHz ช่องสัญญาณขนาด 1 GHz ก็กว้างกว่า 4G ถึง 50 เท่าแล้ว เรียกได้ว่ามีทรัพยากรให้ใช้งานได้อย่างมหาศาล

Q: ความท้าทายของ Terahertz
A: ด้านอิเล็กทรอนิกส์ เนื่องจากจำเป็นต้องสร้างคลื่นสัญญาณในระดับ 300 GHz พร้อมทั้งมอดูเลตสัญญาณให้สามารถส่งข้อมูลได้ในปริมาณมาก ทำให้ต้องศึกษาด้าน Semiconductor เพิ่มขึ้น รวมไปถึงต้องออกแบบเสาส่งสัญญาณใหม่สำหรับย่านความถี่ 300 GHz อีกด้วย

รายละเอียดเพิ่มเติม: https://www.nict.go.jp/en/press/2017/02/06-1.html

ที่มา: https://www.theregister.co.uk/2017/02/07/japanese_team_unveiling_better_100_gbps_wireless_tech/