Учёные согнули беспроводной канал в терагерцовом диапазоне — слепых зон в 6G-сетях станет меньше

Учёные впервые создали изогнутый канал передачи данных для терагерцевого диапазона, что важно для развёртывания в будущем сетей 6G. Увеличение несущей частоты сигнала, которое произойдёт с внедрением следующего стандарта беспроводных сетей, повысит скорость передачи данных, но ограничит работу приёмников в основном зоной прямой видимости. Передавать данные, огибая препятствия в такой ситуации — важное решение, путь к которому уже найден.

Источник изображения: Brown University

Технологию обхода препятствия по кривой на оптических, инфракрасных и терагерцевых частотах (дальний инфракрасный диапазон) впервые испытали в оптическом диапазоне в 2007 году. Опираясь на эту работу, учёные из Университета Брауна в Провиденсе и Университета Райса в Хьюстоне впервые создали изогнутый канал для терагерцевых частот, показав, что по этому каналу можно передавать данные вне зоны прямой видимости, огибая препятствия между передатчиком и приёмником.

Учёные не искривляли пространство-время, что возможно только рядом с гравитационными объектами типа чёрных дыр или нейтронных звёзд, рядом с которыми электромагнитные волны изгибают свои траектории. Также они не использовали законы квантового мира, делая ставку на туннельные эффекты. Исследователи воспользовались свойством волн интерферировать, создав канал определённой кривизны в заданном направлении.

Также надо заметить, что проделать такой трюк можно далеко не на всём участке работы передатчика. Эффекта «кривизны» можно добиться только в ближней зоне работы передатчика — в так называемом ближнем поле, где электрические и магнитные поля ещё не пришли в состояние баланса энергий. Для Wi-Fi с 10-см антенной это смысла не имеет. Для диапазона 3 ГГц ближняя зона будет ограничена полуметром или около того. Зато для частоты 300 ГГц, например, для той же 10-см антенны ближняя зона распространится на десятки метров и в неё попадёт множество непрозрачных для таких волн препятствий, обогнуть которые было бы заманчиво и просто необходимо.

«То, что мы сделали, это показали, что можно загрузить эти лучи цифровыми данными и посылать сигнал в обход препятствий, — говорят авторы исследования. — Данные могут быть успешно доставлены к цели, даже если есть препятствие, которое частично закрывает вид цели от передатчика».

Проделанная работа далеко не полная, добавляют авторы. Предстоит ещё много работы, например, необходимо изучить, как ведут себя волны на разных частотах всей полосы пропускания, ведь каждые из них будут иметь разную кривизну изгиба. Также величина изгиба зависит от размера передатчика, антенны и многого другого, что предстоит выяснить до начала разговора о каком-либо коммерческом применении разработки.