Сегодняшние сотовые сети и системы Wi-Fi полагаются на микроволновую радиацию, чтобы нести данные, но спрос на все большее количество пропускной способности быстро становится больше, чем микроволновые печи могут обращаться. У этого есть исследователи, думающие о передаче данных по волнам терагерца более высокой частоты, у которых есть целых 100 раз пропускная способность данных микроволновых печей. Но коммуникационные технологии терагерца находятся в своем младенчестве.
Есть много фундаментального исследования, которое будет сделано и много проблем преодолеть.Например, было предположено, что связи терагерца потребуют прямой линии вида между передатчиком и приемником.
В отличие от микроволновых печей, волны терагерца полностью заблокированы большинством твердых объектов. И предположение было то, что не возможно подпрыгнуть, луч терагерца вокруг – говорят, от стены или два – чтобы найти ясный путь вокруг объекта.«Я думаю, что справедливости ради стоит отметить, что большинство людей в области терагерца сказало бы Вам, что будет слишком много потерь мощности на тех сильных ударах, и таким образом, не связи угла обзора не будут быть выполнимыми в терагерце», сказал Дэниел Миттлмен, преподаватель в Школе Университета Брауна Технического и ведущего автора нового исследования, изданного в Фотонике языка АПЛ. «Но наша работа указывает, что потеря на самом деле довольно допустима в некоторых случаях – вполне немного меньше, чем многие люди думали бы».
Для исследования Миттлмен и его коллеги заставили волны терагерца отскочить на четырех различных частотах прочь множества объектов – зеркалах, металлических дверях, шлакоблочных стенах и других – и измерили частоту ошибок по битам данных по волне после сильных ударов. Они показали, что приемлемые частоты ошибок по битам были достижимы со скромными увеличениями власти сигнала.«Беспокойство было то, что, чтобы сделать те сильные удары и не потерять Ваши данные, Вам будет нужно больше власти, чем было выполнимо произвести», сказал Миттлмен. «Мы показываем, что Вам не нужно столько власти, сколько Вы могли бы думать, потому что потеря на сильном ударе не так, как Вы думали бы».В одном эксперименте исследователи заставили луч отскочить от двух стен, позволив успешную связь, когда передатчик и приемник были вокруг угла друг от друга без прямого угла обзора вообще.
Это – открытие обещания, чтобы поддержать идею локальных сетей терагерца.«Вы можете вообразить беспроводную сеть», объяснил Миттлмен, «где чей-то компьютер связан с маршрутизатором терагерца и между этими двумя есть прямой угол обзора, но тогда кто-то идет промежуточный и блокирует луч.
Если Вы не можете найти альтернативный путь, та связь будет закрыта. То, что мы показываем, – то, что Вы могли бы все еще быть в состоянии поддержать связь, ища новый путь, который мог включить подпрыгивание от стены где-нибудь.
Есть технологии сегодня, которые могут сделать такое новаторское для более низких частот и нет никакой причины, они не могут быть развиты для терагерца».Исследователи также выполнили несколько наружных экспериментов на связях радио терагерца. Экспериментальная лицензия, выпущенная FCC, делает Брауна единственным местом в стране, где наружное исследование может быть проведено по закону на этих частотах.
Работа важна, потому что ученые только начинают понимать детали того, как каналы связи терагерца ведут себя в элементах, говорит Миттлмен.Их исследование сосредоточилось на том, что известно как зеркальное отражение. Когда сигнал передан по большим расстояниям, волны разветвляются, формируя когда-либо расширяющийся конус. В результате этого разветвление часть волны подпрыгнут прочь земли прежде, чем достигнуть приемника.
Та отраженная радиация может вмешаться в главный сигнал, если декодер не дает компенсацию за него. Это – хорошо понятое явление в микроволновой передаче. Миттлмен и его коллеги хотели характеризовать его в диапазоне терагерца.Они показали, что этот вид вмешательства действительно происходит в волнах терагерца, но происходит с меньшей степенью по траве по сравнению с бетоном.
Это вероятно, потому что у травы есть много воды, которая имеет тенденцию поглощать волны терагерца. Таким образом по траве, отраженный луч поглощен до большей степени, чем бетон, оставив меньше из него, чтобы вмешаться в главный луч.
Это означает, что связи терагерца по траве могут быть более долгими, чем те по бетону, потому что есть меньше вмешательства, чтобы иметь дело с, говорит Миттлмен.Но есть также позитивный аспект к такому вмешательству с землей.
«Зеркальное отражение представляет другой возможный путь для Вашего сигнала», сказал Миттлмен. «Вы можете предположить, что, если Ваш путь линии места заблокирован, Вы могли бы думать о подпрыгивании его от земли добираться там».Миттлмен говорит, что эти виды основных исследований природы передачи данных терагерца очень важны для понимания, как проектировать сетевую архитектуру для будущих систем данных терагерца.Соавторами Миттлмена был Джиэнджун Ма, Раби Шреста и Лотар Мёллер. Исследование было поддержано Национальным научным фондом и Фондом В.М.
Кека.