Терагерцевый прорыв позволит создать сверхбыстрые беспроводные сети

Терагерцевый прорыв позволит создать сверхбыстрые беспроводные сети

Сотрудничество американских и японских исследователей позволило разработать ключевой компонент сверхбыстрой беспроводной связи. Текущая беспроводная связь работает в диапазоне сверхвысоких частот, однако, с растущими требованиями к скорости и пропускной способности ученые ищут новые способы расширить узкие места. Между микроволновой и инфракрасной частями электромагнитного спектра разместился привлекательный кандидат – терагерцевое (ТГц) излучение.

Колеблясь с частотой около 1 триллиона раз в секунду, ТГц-волны уже использовались для рекордной беспроводной передачи данных, во время которой команда исследователей передавала данные со скоростью 100 Гбит/с. Тем не менее, в реальных системах электронные компоненты должны выполнять такие функции, как передача, мультиплексирование, демультиплексирование, обнаружение, обработка и т.д.

Любая технология с высокой пропускной способностью должна требует мультиплексирования (способность объединять несколько сигналов и передавать их через один канал) и демультиплексирования сигналов (выделение независимых потоков данных для дальнейшей обработки). Этот метод позволяет передавать массу данных через, телевидение и т.д., в результате чего огромное количество каналов передачи данных переносится по одному кабелю или же беспроводно.

Терагерцевый прорыв позволит создать сверхбыстрые беспроводные сети

Тем не менее, мультиплексирование и демультиплексирование более быстрых сигналов терагерцевого излучения остается неразрешенной задачей.

Новое устройство является модификацией обычной антенны, предназначенной для работы с ТГц-волнами. Оно было названо «пропускающая волну антенна» (показано на рисунке). Корпус устройства выполнен из двух параллельных металлических пластин, образующих волновод. В одной из пластин сделан небольшой разрез, поэтому во время прохождения волн через антенну, часть излучения просачивается. Угол «утечки» зависит от частоты излучения, следовательно, 10 различных частот будут излучаться с 10 различных углов (демультиплексирование), а с помощью обратного процесса устройство сможет мультиплексировать.

Терагерцевый прорыв позволит создать сверхбыстрые беспроводные сети

Кроме того, одним из преимуществ этого подхода, как говорят ученые, является тот факт. что регулируя расстояние между пластинами, можно управлять пропускной способностью спектра, который может быть выделен для каждого канала. Это открывает уникальные возможности для контроля над распределением спектра. Некоторые методы изложены на рисунке ниже.

Терагерцевый прорыв позволит создать сверхбыстрые беспроводные сети

Команда надеется, что этот ранний прототип станет трамплином для более сложных исследований и разработок беспроводной связи следующего поколения.

Это исследование может повлечь за собой впечатляющий прогресс, но есть данные о том, что терагерцевое излучение может быть не безопасно для биологических организмов. Теоретическое исследование, опубликованное в 2009 году учеными из MIT, предполагало, что ТГц-волны могут влиять на ДНК через нелинейные неустойчивости, однако этот процесс требует длительного воздействия излучения. Пока экспериментальные биологические не будут собраны, нельзя быть до конца уверенным в безвредности новой технологии. Тем не менее,  терагерцевое излучение не ионизирующее, и ущерб организму маловероятен.

Система Orphus
comments powered by Disqus
 
Top