СТРАТЕГІЇ ТЕХНОЛОГІЧНОГО РОЗВИТКУ АПАРАТНОГО ЗАБЕЗПЕЧЕННЯ ІНФОКОМУНІКАЦІЙНИХ РАДІОМЕРЕЖ - Васильківський, Микола; Городецька, Оксана; Климчук, Богдан; Говорун, Володимир (Інформаційні технології та комп’ютерна інженерія, 2023)
Розглянуто технології побудови телекомунікаційних систем та мереж на основі технології 6G, які зможуть забезпечити доступ до нових функціональних можливостей та інформаційних послуг з використанням інноваційних бездротових технологій та методів штучного інтелекту. При цьому, інфокомунікаційні системи на основі 6G характеризуються новими функціональними параметрами та пристроями, зокрема новий спектр, нові канали, нові матеріали, нові антени, нові обчислювальні технології та нові кінцеві пристрої з врахуванням можливості одночасного використання ТГц-діапазону для зв’язку та процесу сканування. Робота систем зв’язку та сканування в нових високочастотних діапазонах на основі нових матеріалів та антен базується на застосуванні кремнієвої фотоніки, фотонних кристалів, гетерогенних, реконфігурованих, фотоелектричних та плазмонних матеріалів. При цьому, також виникає необхідність використання нових типів антен для діапазонів ТГц частот. Це особливо важливо, оскільки через значні втрати при передачі в ТГц-діапазоні антени істотно відрізняються від звичайних, які підключаються до радіочастотних систем через коаксіальні кабелі або мікросмужкові лінії. Враховуючи, що закон Мура незабаром втратить свою актуальність, здіснено дослідження нових обчислювальних технологій, таких як обчислення на основі структур штучного інтелекту та квантові обчислення. Розглянуто ключові показники ефективності майбутніх телекомунікаційних кінцевих пристроїв у складі інфокомунікаційних радіомереж 6G та визначено їх функціональні можливості. Виконано дослідження архітектури систем терагерцового зв’язку на двох різних підходах побудови апаратного забезпечення: електронного, де радіочастоти множаться до ТГц; та фотонного, де оптичні частоти діляться до ТГц. Визначено, що більшість таких систем та мереж використовуються для зв’язку на малих відстанях усередині приміщень через високе атмосферне згасання в ТГц-діапазоні. Розглянуто передумови досягнення більш високих характеристик за рахунок додавання нових матеріалів в кремнієвий чіп, таких як фотонні кристали, фотоелектричні елементи і плазмові поверхні. В результаті, нові конструкції антени на кристалі та в корпусі, поряд із технологією компактних лінз, такий як RIS зможуть забезпечити більш точну реалізацію бажаних характеристик антени, а також зменшити розмір системи. Визначено можливості використовувати нові методи зв’язку та візуалізації, але реалізація терагерцових систем, заснованих на електроніці, оптоелектроніці та фотоніці, залежатиме від сценарію використання та робочих частот.