Japonia przekroczyła barierę 100 Gb/s w terahercach. Czy to klucz do sieci 6G?
Japońscy naukowcy osiągnęli prędkość transmisji 112 Gb/s w paśmie 560 GHz, wykorzystując miniaturowe grzebienie optyczne. To pierwszy raz, gdy udało się pokonać ograniczenia szumu fazowego powyżej 420 GHz, otwierając drogę do sieci 6G bez konieczności kopania rowów pod światłowody.
„Ten wynik stanowi poważny krok w kierunku praktycznych systemów bezprzewodowych 6G” — ocenia Takeshi Yasui z Tokushima University. W maju 2026 roku jego zespół dokonał czegoś, co jeszcze niedawno wydawało się technologiczną mrzonką: przesłał dane z prędkością 112 gigabitów na sekundę przez fale terahercowe o częstotliwości 560 GHz. To ponad 3000 razy szybciej niż przeciętne amerykańskie łącze 5G. Problem, który przez lata blokował rozwój komunikacji w tych pasmach, był prozaiczny — szum. Teraz rozwiązano go za pomocą światła.
Dlaczego elektronika nie daje rady
→ Czytaj też: Zamrozili światłowód do -196°C. Efekt może zmienić komputery na zawsze
Współczesne sieci bezprzewodowe duszą się w zatłoczonym spektrum poniżej 350 GHz. Im wyższa częstotliwość, tym więcej danych można upchnąć w falę radiową, ale konwencjonalna elektronika napotyka tam mur. Sygnały tracą moc, a przede wszystkim cierpią na tak zwany szum fazowy — chaotyczne fluktuacje, które rozmazują granicę między informacją a zakłóceniem. Przy częstotliwościach przekraczających 420 GHz oddzielenie sygnału od szumu staje się tak trudne, że dotychczasowe systemy po prostu nie nadążały z przetwarzaniem danych.
Rozwiązaniem, jak udowodnił zespół Yasui, nie jest lepszy tranzystor, lecz fotonika. Zamiast zmagać się z elektronami, naukowcy postanowili kodować informacje w impulsach światła laserowego. Kluczowym elementem układu okazały się mikrogrzebienie optyczne (optical microcombs) — struktury fotoniczne wielkości ziarnka piasku, które generują miliony precyzyjnie rozstawionych linii spektralnych. Zastąpiły one nieporęczne, wymagające mikroskopowej precyzji lasery stosowane w starszych eksperymentach.
„Po raz pierwszy udało się jednocześnie osiągnąć stabilną generację sygnału i modulację wysokiego rzędu dla szybkiej transmisji danych” — podkreślają autorzy w Communications Engineering.
Światłowód wprost na chip
→ Czytaj też: Chiny połączyły chipy światłem. Komputery przyspieszyły 100 razy
Największą innowacją opisaną w badaniu z 16 maja 2026 roku jest sposób, w jaki połączono światłowód z rezonatorem. W konwencjonalnych systemach fotonicznych wiązkę laserową trzeba precyzyjnie ustawiać na wielu osiach przy użyciu mikroskopów optycznych — każda wibracja grozi zerwaniem połączenia. Japoński zespół poszedł inną drogą: bezpośrednio scalił włókno optyczne z krzemowo-azotkowym mikrorezonatorem, tworząc monolityczny układ odporny na wstrząsy.
Efekt? Cały nadajnik ma zaledwie 5 milimetrów średnicy. Standardowy system z mikro-grzebieniem optycznym zajmował dotąd blisko pół metra. Miniaturyzacja nie jest tu tylko popisem inżynierii — to warunek konieczny, by technologia kiedykolwiek opuściła laboratorium i trafiła do masztów telekomunikacyjnych. Zespół dodał jeszcze funkcję kontroli temperatury, dzięki czemu rezonator zachowuje stabilność nawet przy zmiennych warunkach otoczenia.
Do kodowania danych wykorzystano dwa formaty modulacji: QPSK oraz 16QAM. Ten drugi pozwolił wycisnąć rekordowe 112 Gb/s, podczas gdy prostszy QPSK osiągnął „zaledwie” 84 Gb/s. W obu przypadkach sygnał optyczny został przekształcony w falę terahercową o częstotliwości 560 GHz poprzez technikę zwaną fotomiksowaniem, a następnie odebrany przez antenę po drugiej stronie łącza.
Koniec z kopaniem rowów?
Komercyjne sieci 6G mają pojawić się około 2030 roku, ale już teraz wiadomo, że ich kręgosłupem będą łącza typu wireless backhaul — bezprzewodowe szkieletowe połączenia między stacjami bazowymi. Dziś takie połączenia realizuje się głównie za pomocą światłowodów zakopywanych w ziemi, co jest kosztowne, powolne i kłopotliwe w trudnym terenie. Sieć zdolna do przesyłu danych z prędkościami rzędu 100 Gb/s drogą radiową mogłaby ten problem wyeliminować.
„To otwiera drogę do stworzenia fundamentu technologicznego dla ultraszybkich sieci bezprzewodowego szkieletu” — czytamy w konkluzjach badania. W praktyce oznacza to, że operatorzy mogliby stawiać maszty 6G bez konieczności ciągnięcia do każdego z nich kabla. Wystarczyłoby połączenie radiowe w paśmie terahercowym, które samo w sobie stanowiłoby szkielet sieci.
Oczywiście pozostają wyzwania. Zespół planuje dalsze ograniczanie szumu fazowego i zwiększanie mocy wyjściowej, by osiągnąć jeszcze wyższe prędkości transmisji. Teoretyczny limit dla 6G to 1 terabit na sekundę — wartość, która przy obecnym tempie rozwoju fotoniki przestaje brzmieć abstrakcyjnie. Następnym razem, gdy ktoś zapyta, po co nam sieć tysiąc razy szybsza od 5G, odpowiedź może być zaskakująco prosta: by w ogóle nie musieć kopać.
