Dit nieuwe record belooft snellere en betrouwbaardere draadloze communicatie in de hopelijk niet al te verre toekomst.
De gemiddelde downloadsnelheid in Nederland is 188 Mbps. Dit staat in schril contrast met het nieuwe wereldrecord dat onderzoekers onlangs hebben behaald. Zij hebben met succes data draadloos verzonden met een snelheid van 938 gigabit per seconde (Gb/s) over een frequentiebereik van 5 tot 150 Gigahertz (GHz). Dit betekent dat deze snelheid bijna 5000 keer hoger is dan de gemiddelde downloadsnelheid in ons land! De resultaten zijn gepresenteerd in een nieuwe studie die is gepubliceerd in The Journal of Lightwave Technology.
Lage frequenties
Draadloze netwerken sturen doorgaans informatie via radiogolven over een beperkt frequentiebereik. Huidige transmissiemethoden, zoals wifi en 5G, maken voornamelijk gebruik van lage frequenties, die meestal onder de 6 GHz liggen. Drukte in dit frequentiebereik heeft echter de snelheid van draadloze communicatie belemmerd. “Tegenwoordig hebben draadloze communicatiesystemen moeite om de groeiende vraag naar snelle data-toegang bij te benen”, legt onderzoeker Zhixin Liu uit. “Dit komt omdat de capaciteit in de laatste paar meters tussen de gebruiker en het glasvezelnetwerk een belemmering vormt.”
Maar nu hebben onderzoekers dit probleem opgelost door informatie te verzenden over een veel breder scala aan radiofrequenties. “Onze oplossing is om meer beschikbare frequenties te gebruiken, zodat we de bandbreedte kunnen vergroten zonder in te boeten op signaalkwaliteit, en we flexibiliteit bieden in het gebruik van verschillende frequenties”, vervolgt Liu. “Dit zorgt voor razendsnelle en betrouwbare draadloze netwerken, waardoor de snelheidsbeperkingen tussen apparaten en het internet worden verholpen.”
Combinatie
Om dit te doen, hebben de onderzoekers een nieuwe benadering ontwikkeld. Deze benadering combineert geavanceerde elektronica, die effectief werkt in het bereik van 5-50 GHz, met fotonica. Fotonica is een technologie die licht gebruikt om radiogegevens te genereren en goed functioneert in het bereik van 50-150 GHz. Dit is de eerste keer dat onderzoekers radio- en optische technologieën hebben gecombineerd. “Onze nieuwe aanpak brengt voor het eerst twee bestaande draadloze technologieën samen”, licht Liu toe. “Dit nieuwe systeem stelt ons in staat om enorme hoeveelheden data met ongekende snelheden te verzenden, wat van essentieel belang zal zijn voor de toekomst van draadloze communicatie.”
Wereldrecord
De onderzoekers hebben onmiskenbaar aangetoond dat de nieuwe aanpak effectief is. Het is namelijk indrukwekkend om data draadloos te verzenden met een snelheid van 938 Gb/s. Bovendien is de totale bandbreedte van 145 GHz meer dan vijf keer hoger dan het vorige wereldrecord voor draadloze transmissie. Deze verbeterde inzet van het draadloze spectrum zal naar verwachting helpen om in de toenemende vraag naar draadloze datacapaciteit en -snelheid te voorzien. De nieuwe technologie heeft dan ook de potentie om verschillende sectoren ingrijpend te veranderen, vooral de wifi-verbindingen waar mensen thuis en op andere openbare plekken op rekenen.
Mobiele telefoon
Maar het heeft ook verstrekkende gevolgen voor onze mobiele telefoons. Zo kunnen mobiele telefoongebruikers rekenen op snellere internetsnelheden en stabielere verbindingen, dankzij 5G- en later 6G-netwerken die gebruikmaken van dit systeem. Dit betekent dat meer mensen het netwerk kunnen gebruiken in drukbevolkte steden of tijdens grote evenementen zoals concerten, zonder vertraging te ondervinden.
Film downloaden
De nieuwe benadering is vooral heel fijn voor mensen die niet zo goed kunnen wachten. Een film van twee uur in 4K Ultra HD (ongeveer 14 GB aan data) zou via 5G met een snelheid van 100 Mb/s 19 minuten duren om te downloaden. Maar met de nieuwe technologie zou dat echter maar 0,12 seconden in beslag nemen.
Hoewel de technologie nu alleen in een laboratorium is getest, wordt er hard gewerkt aan de ontwikkeling van een prototype dat geschikt is voor commerciële tests. Als dit succesvol is, kan de technologie binnen drie tot vijf jaar worden geïntegreerd in commerciële apparatuur.