NTTら,テラヘルツ周波数帯無線向け超高速ICを開発

日本電信電話(NTT)と東京工業大学は共同で,テラヘルツ波の周波数帯で動作する無線フロントエンド向け超高速ICを開発し,300GHz帯における世界最高データレートである100Gb/sの無線伝送に成功した(ニュースリリース)。

未利用のテラヘルツ波は,周波数帯域を広く確保できることから高速無線への適用が期待されている。しかし,周波数が高いことから,IC内部や実装における各ポート間の不要信号の漏れなどが生じやすく,これまで十分に高い信号対雑音比(SNR)特性を得られなかった。そのため300GHz帯を利用したとしても,広い伝送帯域幅と高い変調多値数とを両立して得ることができず,これまで数10Gb/s級の無線伝送に留まっていた。

今回,独自の高アイソレーション設計技術を適用したミキサ回路を,インジウム燐高電子移動度トランジスタ(InP-HEMT)で実現し,従来の300GHz帯無線フロントエンドで課題となっていた伝送帯域幅の拡大と信号対雑音比(SNR)の向上とを両立させる技術を創出した。また,これを用いた300GHz帯無線フロントエンドモジュールを実現し,100Gb/sの無線伝送に成功した。

今回,1波(1キャリア)で100Gb/sのメートル級無線伝送を実現したので,将来的に,300GHz帯の広い周波数帯域を活かして複数キャリアに拡張したり,MIMOやOAM等の空間多重技術を併用することにより,400Gb/sの大容量の無線伝送を可能とする超高速IC技術として期待されるという。これは,現在のLTEやWi-Fiのおよそ400倍,次世代の移動体通信技術である5Gの40倍に相当する伝送容量。また,未利用のテラヘルツ波周波数帯の通信分野及び非通信分野への活用を切り拓く技術として期待されるとしている。

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