- O transceptor atinge 15 GB/s, excedendo drasticamente a largura de banda dos sistemas sem fio de consumo existentes.
- O processamento de sinal analógico reduz drasticamente o consumo de energia, mantendo taxas de dados extremas
- Três subtransmissores sincronizados substituem os DACs convencionais, consumindo apenas 230 miliwatts
Um novo transceptor sem fio alcançou taxas de dados mais altas do que os sistemas sem fio de consumo atuais em condições operacionais práticas.
Pesquisadores da Universidade da Califórnia, Irvine, relataram um transceptor sem fio operando na faixa de 140 GHz que pode mover dados a aproximadamente 120 Gbps.
Essa taxa de transferência é de cerca de 15 GB/s, excedendo em muito os atuais limites sem fio do consumidor.
Excedendo os limites tradicionais de velocidade de dados
O Wi-Fi 7 é teoricamente limitado a cerca de 3,75 GB/s (30 Gbps), enquanto o 5G mmWave atinge aproximadamente 0,625 GB/s (5 Gbps).
Isso torna o desempenho de 15 GB/s (120 Gbps) do novo transceptor 300% superior ao Wi-Fi 7 e cerca de 2.300% superior ao 5G mmWave.
A principal questão abordada pelos pesquisadores é a alta demanda de potência associada aos conversores digital-analógico usados em transmissores tradicionais.
Em frequências muito altas, estes componentes tornam-se complexos, ineficientes e difíceis de escalar para dispositivos móveis.
A equipe descreve essa limitação como um gargalo no DAC que reduz ainda mais os ganhos de velocidade.
Seu design alternativo substitui um único conversor de alta velocidade por três subtransmissores sincronizados que trabalham juntos enquanto consomem apenas 230 mW.
Um conversor digital capaz de desempenho semelhante consumiria vários watts, o que é impraticável para hardware alimentado por bateria.
Se fossem utilizados métodos tradicionais, a duração da bateria dos dispositivos da próxima geração poderia cair para minutos.
Em vez de enviar mais computação para circuitos digitais, o sistema executa operações de sinal no domínio analógico.
Essa abordagem reduz o uso de energia e ao mesmo tempo suporta taxas de dados muito altas. O futuro poderá favorecer métodos analógicos, pelo menos no sentido de que a computação analógica oferece uma solução prática.
Este transceptor foi projetado como um único chip integrado, em vez de uma coleção de componentes discretos.
O chip é fabricado em silício usando um processo de isolador de silício totalmente esgotado de 22 nm, evitando a complexidade de fabricação associada aos nós de ponta.
Esta abordagem é mais simples do que os nós de 2nm ou 18A usados pela TSMC e Samsung.
Reduz a dificuldade de fabricação e pode facilitar a produção em larga escala em comparação com tecnologias experimentais associadas a geometrias menores.
As velocidades relatadas aproximam-se das dos links de fibra normalmente implantados em data centers, abrindo a possibilidade de substituições sem fio de curto alcance para cabeamento extenso.
O cabeamento reduzido pode reduzir os custos de instalação e melhorar a flexibilidade quando instalado em ambientes de servidor restritos.
No entanto, a física ainda estabelece limites. Os atuais sistemas 5G de ondas milimétricas, que podem atingir até 71 GHz, já suportam distâncias de transmissão curtas de cerca de 300 metros.
Operar em frequências ainda mais elevadas reduzirá ainda mais a cobertura, pelo que qualquer implantação generalizada exigiria uma infra-estrutura densa e um planeamento cuidadoso.
Esta demonstração mostra o que é tecnicamente viável, mas a adoção prática dependerá da expansão do alcance, da gestão de interferências e da integração nas redes existentes.
Através Ferragens do Tom
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