6G’de 112 Gbps Rekoru: Bezelye Büyüklüğündeki Çip Fiber Kabloların Geleceğini Değiştirebilir

Teknoloji Haberleri - 6G’de 112 Gbps Rekoru, kablosuz iletişim teknolojilerinin yıllardır aşamadığı kritik eşiklerden birinin sonunda geçildiğini gösteriyor. Japonya’daki Tokushima Üniversitesi araştırmacıları, yalnızca 5 milimetre boyutundaki fotonik bir vericiyle 560 GHz frekansında saniyede 112 gigabit veri aktarımı gerçekleştirdi. Bu gelişme yalnızca yeni bir hız rekoru anlamına gelmiyor. Aynı zamanda şehirlerin altına kilometrelerce fiber kablo döşeme zorunluluğunu sorgulatabilecek yeni bir dönemin kapısını aralıyor.

Mobil iletişim dünyasında son yılların en büyük problemi hız değil, kapasite oldu. 5G teoride yüksek performans sunuyor ancak veri tüketimi yapay zekâ sistemleri, bulut servisleri, otonom araçlar ve artırılmış gerçeklik uygulamaları nedeniyle katlanarak büyüyor. Operatörler baz istasyonlarını birbirine bağlamak için hâlâ büyük ölçüde fiber optik altyapıya bağımlı durumda. İşte Japon araştırmacıların geliştirdiği sistem tam olarak bu noktayı hedef alıyor.

560 GHz Bandında İlk Büyük Sıçrama

Tokushima Üniversitesi Post-LED Fotonik Enstitüsü’nde çalışan Prof. Takeshi Yasui ve ekibi, uzun süredir terahertz iletişim alanında çalışmalar yürütüyor. Son yayınlanan araştırma ise şimdiye kadar ortaya koydukları en önemli sonuç olarak görülüyor.

Araştırmacılar, 560 GHz frekansında tek kanallı kablosuz veri aktarımında 112 Gbps seviyesine ulaşmayı başardı. Daha da önemlisi, bu performans 420 GHz üzerindeki frekanslarda ilk kez 100 Gbps sınırının aşılması anlamına geliyor.

Bu nokta kritik çünkü elektronik tabanlı geleneksel sistemler 350 GHz seviyesinden sonra ciddi sorunlarla karşılaşıyor. Güç kayıpları artıyor, faz gürültüsü kontrolden çıkıyor ve sinyal kararlılığı hızla bozuluyor. Bu nedenle bugüne kadar birçok deney laboratuvar ortamında etkileyici görünse de ticari kullanım açısından yeterince uygulanabilir bulunmuyordu.

Japon ekibinin başarısı tam olarak bu darboğazı hedef alıyor.

Mikrotarak Teknolojisi Neden Bu Kadar Önemli?

Araştırmanın merkezinde “soliton microcomb” adı verilen özel bir fotonik yapı bulunuyor.

Basit anlatımla bu sistem, lazer ışığını son derece düzenli ve kararlı frekans çizgilerine ayırıyor. Ortaya çıkan yapı bir cetvel gibi davranıyor. Böylece çok yüksek frekanslarda bile sinyal kararlılığı korunabiliyor.

Bugüne kadar terahertz iletişim projelerinin önündeki en büyük engellerden biri faz gürültüsüydü. Sinyal ne kadar yüksek frekansa çıkarsa küçük bozulmaların etkisi de o kadar büyüyordu.

Tokushima ekibi ise silikon nitrür tabanlı mikrorezonatör kullanarak bu sorunu büyük ölçüde bastırmayı başardı. Sonuç olarak 16QAM modülasyonunda 112 Gbps, QPSK modülasyonunda ise 84 Gbps seviyesine ulaşıldı.

Bu rakamlar birkaç yıl önce terahertz haberleşme alanında teorik hedef olarak görülüyordu.

Yarım Metrelik Sistemler 5 Milimetreye İndi

Araştırmanın belki de en etkileyici kısmı hızdan çok boyut tarafında yaşanan gelişme.

Benzer görevleri yerine getiren eski fotonik sistemler yaklaşık 450 milimetrelik laboratuvar düzeneklerinden oluşuyordu. Bu yapılar hassas optik hizalama gerektiriyordu. Küçük titreşimler bile sistemi kullanılamaz hale getirebiliyordu.

Yeni geliştirilen verici ise yalnızca 5 milimetre genişliğinde.

Başka bir ifadeyle yaklaşık bir bezelye tanesi kadar.

Üstelik ekip yalnızca boyutu küçültmekle kalmadı. Fiber bağlantıyı doğrudan mikrorezonatöre sabitleyerek optik hizalama sorununu da ortadan kaldırdı. Bu sayede sistem gerçek saha koşullarında çalışabilecek kadar dayanıklı hale geldi.

Araştırmada ayrıca sıcaklık değişimlerini dengeleyen özel bir kontrol mekanizması kullanıldığı belirtiliyor. Bu detay küçük görünse de ticari ürün geliştirme açısından kritik önem taşıyor.

Laboratuvarda çalışan sistem yapmak kolaydır.

Sıcaklık değişimlerinde çalışmaya devam eden sistem yapmak ise çok daha zordur.

Bu Hız Telefonlara Gelmeyecek

112 Gbps rakamını gören birçok kişi doğal olarak telefonlarda böyle hızlar beklemeye başlayabilir.

Ancak burada geliştirilen teknoloji son kullanıcı bağlantısı için tasarlanmadı.

Asıl hedef “backhaul” olarak bilinen omurga bağlantıları.

Yani baz istasyonlarının birbirleriyle veya merkezi ağlarla haberleşmesini sağlayan yüksek kapasiteli bağlantılar.

Bugün bu görev büyük ölçüde fiber optik kablolar tarafından yerine getiriliyor.

Yarın ise aynı iş havadan yapılabilir.

Bu yüzden araştırmanın etkisi cep telefonu hızlarından çok telekom altyapılarında hissedilecek.

Fiber Kabloların Yerini Gerçekten Alabilir mi?

Bu noktada biraz temkinli olmak gerekiyor.

Araştırma etkileyici olsa da 560 GHz frekansındaki dalgaların önemli sınırlamaları bulunuyor.

Bu frekanslar duvarlardan geçemiyor.

Yağmur ve atmosferik koşullardan etkilenebiliyor.

Doğrudan görüş hattı gerektiriyor.

Bu nedenle teknoloji evlerdeki Wi-Fi yönlendiricilerin yerini almayacak.

Ancak baz istasyonları arasında birkaç yüz metre veya birkaç kilometrelik yüksek kapasiteli bağlantılar kurmak için son derece uygun olabilir.

Özellikle yoğun şehir merkezlerinde, stadyumlarda, festival alanlarında ve afet bölgelerinde büyük avantaj sağlayabilir.

Bugün birçok ülkede yeni baz istasyonları kurmanın en pahalı kısmı cihazlar değil, altyapı kazıları.

Fiber kablo çekmek için alınan izinler bazen aylar sürebiliyor.

Bu nedenle telekom şirketleri uzun süredir kablosuz omurga çözümlerine yatırım yapıyor.

Tokushima Üniversitesi’nin çalışması tam olarak bu ihtiyacın merkezine oturuyor.

6G Yarışında Yeni Dönem Başlıyor

Dünyanın birçok ülkesi 2030 sonrasını hedefleyen 6G standartları üzerinde çalışıyor.

Çin, Japonya, Güney Kore, Avrupa Birliği ve ABD farklı alanlarda milyarlarca dolarlık araştırma bütçeleri ayırmış durumda.

Ancak son dönemde dikkat çeken eğilim, elektronik tabanlı çözümlerden fotonik sistemlere doğru yaşanan kayış.

Çünkü terahertz seviyelerine çıkıldığında klasik elektronik mimariler fiziksel sınırlarla karşılaşıyor.

Bu araştırma, fotonik temelli çözümlerin artık teorik olmaktan çıktığını gösteriyor.

112 Gbps bugün için bir son nokta değil.

Aslında başlangıç.

Araştırma ekibi şimdi çıkış gücünü artırmaya, faz gürültüsünü daha da azaltmaya ve daha uzun mesafelerde veri aktarımını mümkün hale getirmeye çalışıyor.

Eğer bu çalışmalar beklenen sonuçları verirse önümüzdeki on yıl içerisinde şehirlerin veri omurgası görünmez terahertz köprülerle kurulabilir.

Bu da telekom sektörünün son yirmi yıldaki en büyük altyapı dönüşümlerinden biri anlamına gelir. Teknoloji Haberleri - Teknoloji Medya