RAIU

ตัวกรอง Photonic แยกสัญญาณจากคลื่นรบกวน อนาคตสู่ 6G

นักวิจัยพัฒนาตัวกรอง Microwave Photonic ขนาดเท่าชิปเพื่อแยกสัญญาณสื่อสารจาก Noise และการก่อกวนที่ไม่ต้องการใน Spectrum ของความถี่วิทยุเต็มรูปแบบ คาดว่าอุปกรณ์ดังกล่าวจะเป็นเทคโนโลยีการสื่อสารไร้สายยุคคต่อไปที่มีประสิทธิภาพในด้านข้อมูลสูงภายใต้พื้นที่ที่สัญญาณหนาแน่นจากอุปกรณ์ เช่น มือถือ ยานยนต์ขับขี่ด้วยตัวเอง อุปกรณ์ที่เชื่อมต่ออินเทอร์เน็ตและโครงสร้างพื้นฐานของเมืองอัจฉริยะ

ชิปสำหรับกรองคลื่นไมโครเวฟนี้มีศักยภาพในการยกระดับการสื่อสารไร้สาย เช่น 6G ทำให้สามารถใช้งานอินเทอร์เน็ตได้เร็วยิ่งขึ้น มีประสบการณ์การสื่อสารที่ดัยิ่งขึ้นทั้งยังมีค่ใช้จ่ายและการใช้พลังงานที่น้อยลงสำหรับระบบส่อสารไร้สายอีกด้วย โดยเทคโนโลยีใหม่นี้สามารถทำงานได้ใน Spectrum ความถี่วิทยุที่มากกว่า 30 GHz ขึ้นไป

เทคโนโลยี 6G นั้นอยู่ในช่วงกำลังพัฒนาเพื่อยกระดับการสื่อาร 5G ให้มีอัตราการส่งข้อมูลที่เร็วกว่า โดยเครือข่าย 6G ถูกคาดหวังว่าจะใช้คลื่นในระดับมิลลิเมตรและความถี่แบนด์ระดับ Terahertz ที่ทำให้สามารถกระจายสัญญาณบนความถี่ Spectrum ได้กว้างยิ่งขึ้นซึ่งจะช่วยอัตราการส่งข้อมูลให้มีประสิทธิภาพสูง แต่ในขณะเดียวกันก็มีโอกาสที่คลื่นสัญญาณจะถูกก่อกวนหรือปะปนบนช่องสื่อสารที่แตกต่างกันได้

เพื่อแก้ปัญหาดังกล่าวนักวิจัยได้พัฒนาตัวกรองที่ป้องกันการรับสัญญาณจากคลื่นที่อาจก่อกวนได้ขึ้นมา ให้ความสำคัญกับการใช้ต้นทุนที่คุ้มค่าและใช้งานง่าย ทั้งยังต้องมีขนาดเล็ก ใช้พลังงานน้อย และมีฟังก์ชันในการกรองที่หลากหลาย

ตัวกรองแบบใหม่นี้เป็นการสร้างขึ้นจากสถาปัตยกรรม Photonic ที่เรียบง่ายด้วยส่วนประกอบหลัก 4 อย่าง ได้แก่ Phase Modulator, Double-ring, Adjustable Microring และ Photodetector โดยในการทดสอบอุปกรณ์นักวิจัยได้ใช้โพรบความถี่สูงเพื่อโหลดบนสัญญาณความถี่วิทยุลงไปในชิป จากนัน้ทำการเก็บและกู้สัญญาณด้วย Photodetector ความเร็วสูง ทีมวิจัยยังใช้ Arbitrary Waveform Generator และ Directional Antennas เพื่อจำลองการสร้างสัญญาณ 2Gb/s ซึ่งเป็นการส่งสัญญาณไร้สายความเร็วสูง และ Oscilloscope ความเร็วสูงเพื่อรับสัญญาณที่ถูกประมวลผลแล้ว ด้วยการเปรียบเทียบผลลัพธ์ระหว่างการใช้และไม่ใช้ตัวกรองนักวิจัยสามารถวัดผลของประสิทธิภาพตัวกรองได้ พบว่ามีการสูญเสียและความซับซ้อนที่น้อยลงเปรียบเทียบกับ Programmable Photonic Filters ที่ปรกอบด้ยอุปกรณ์ Repeating Unit นับร้อยตัว