Sóng vô tuyến có thể thay thế liên kết cáp trong các trung tâm dữ liệu

Các nhà nghiên cứu thuộc Viện công nghệ Georgia cho biết: Các thiết bị mạng và thiết bị mạng không dây dựa trên nền tảng 5G trong tương lai sẽ kết hợp ăng-ten và kênh vô tuyến tương ứng vào một bộ vi xử lý.

Theo nhóm nghiên cứu, việc tích hợp tất cả các yếu tố không dây cần thiết trong một đài phát sẽ làm giảm nhiệt thải và cho phép điều chế tốt hơn. Họ cũng cho biết thời gian truyền tải lâu hơn và tốc độ dữ liệu tốt hơn sẽ mang lại kết quả.

Hua Wang, giáo sư trợ giảng tại Trường Kỹ thuật Điện và Máy tính của Georgia Tech, cho biết trong một bài báo trên website của đại học về ý tưởng này:"Trong cùng một băng thông, máy phát được đề xuất có thể truyền tải dữ liệu cao hơn từ sáu đến mười lần".

Thiết kế họ đang nghiên cứu sẽ đặc biệt phù hợp với các băng mm sẽ được sử dụng trong mạng 5G sau này. Đó là bởi vì số lượng lớn các phần tử có thể được kết hợp - nhiều anten và đài phát sẽ tốt cho việc truyền các tần số nhỏ. Kết hợp tất cả chúng cùng với số lượng kết nối tối thiểu sẽ mang lại hiệu quả cần thiết.

Ông Wang cho biết: thiết kế mới “nâng cao đáng kể hiệu quả của toàn bộ máy phát. Hàng trăm hoặc thậm chí hàng nghìn yếu tố [có thể] làm việc cùng nhau như một hệ thống đồng bộ” - nghĩa là các hệ thống nhỏ gọn có thể được tạo ra.

Bài viết cũng cho biết: trên thực tế, người ta có thể chỉ cần thêm các chip mô-đun vào một mẫu để tạo các mảng lớn hơn cho các ăng-ten MIMO hoặc thay vào đó, đặt nhiều bộ truyền và máy thu trên cùng một chip”. MIMO là một kỹ thuật được sử dụng trong thiết kế ăng-ten vô tuyến khai thác đa luồng - nó nhân rộng các đường tín hiệu bằng cách sử dụng nhiều anten.

Cách các trung tâm dữ liệu có thể hưởng lợi từ radio điện tử kết hợp ăng-ten

Ông Wang cho biết: cơ sở hạ tầng tại các trung tâm dữ liệu có thể được hưởng lợi từ vô tuyến điện tử kết hợp ăng-ten. Các loại cáp liên kết có thể được thay thế trong các phòng lớn bằng cách sử dụng lược đồ - tốc độ dữ liệu tốt hơn cùng với các yêu cầu làm mát thấp hơn, so với các thiết bị vô tuyến khác sẽ làm cho các ăng-ten và chip điện tử kết hợp vì lý do quản lý nhiệt năng.

Điều thú vị là các nhà nghiên cứu cho rằng thiết kế của họ có thể duy trì hiệu quả năng lượng khi đài phát hoạt động ở cả công suất tối đa và công suất trung bình. Họ giải thích: đó không phải là cách các máy phát bình thường hoạt động, các máy phát truyền thống thường chỉ hoạt động hiệu quả ở công suất tối đa.

Nhóm đã thực hiện tối ưu hóa điện áp đầu ra và dòng điện của các bóng bán dẫn điện để có được một số lợi ích. Các nhà nghiên cứu cho biết, các giao thức điều chế xây dựng cũng được sử dụng để có được tốc độ dữ liệu cao hơn. Và sau đó, tất nhiên, các kết nối nói trên giữa các bộ phận, bao gồm cả các thiết bị điện tử nhỏ lẻ khác, làm suy giảm hiệu quả thường thấy.

Ông Wang cho biết “Việc tích hợp ăng-ten mang đến cho chúng ta nhiều mức độ tự do hơn để khám phá sự đổi mới trong thiết kế, những việc không thể thực hiện được trước đây”

Thật thú vị vì sự kết hợp của hai ngành kỹ thuật hoàn toàn riêng biệt đang diễn ra trong việc thiết kế chip điện tử, vì thông thường ăng-ten và các bảng mạch vô tuyến thường được thiết kế và nghiên cứu độc lập với nhau.

Sensen Li, trợ lý nghiên cứu sau đại học của Georgia Tech, cho biết: “Chúng tôi đang hợp nhất các công nghệ điện tử và ăng-ten, đưa hai ngành này lại với nhau để vượt qua các giới hạn”.