Версия для слабовидящих
Продемонстрирована сверхскоростная связь в терагерцевом диапазоне Печать Email
Новости науки
30.11.2013
Учёные во главе со Свеном Кёнигом (Swen König) из Технологического института Карлсруэ (Германия) явили миру связь в радиодиапазоне 237,5 ГГц — то есть далеко за пределами обычного радиодиапазона повседневного использования.

И связь эта была реализована на скорости в 100 Гбит/с, дорогие друзья.

Чтобы лучше понять значение этих цифр, напомним: во многих странах мира (включая Россию) с 3G всё очень плохо, хотя это то, что может обеспечить конечному пользователю скорость лишь в какие-то несколько мегабит в секунду (без HSPA+). На практике же часто и такая скорость остаётся «расчётной», отчего все мы и тянемся к 4G. Не будем воспевать преимущества таких сетей, просто скажем, что даже следующее поколение технологий связи (а это, как ни странно, 5G) предполагает лишь 1–10 Гбит/с на абонента.

Два компонента луча лазера с синхронизационными модами светят на фотодиод, чтобы получить субтерагерцевое излучение. Затем интегральная схема получает сигнал и извлекает из него переданную информацию. (Иллюстрация Emily Cooper.)


Между тем, по уверениям немецких кудесников, продемонстрированные ими 100 Гбит/с потенциально вполне доступны всем и каждому, кто реализует связь в названном диапазоне. Дело в том, что сегодня на 237,5 ГГц и в помине нет той толкучки, от которой задыхается 3–3 000 МГц. Кроме того, по своим параметрам это излучение очень близко к терагерцевому, то есть при отсутствии ионизирующего воздействия сравнительно легко проникает через капли дождя и туман, ухудшающие связь на других частотах. Этот «субтерагерцевый диапазон» лишь недавно «увлёк» разработчиков по всему миру, потому что создание мощных терагерцевых передатчиков-приёмников — пока довольно сложная задача. Между тем свободный диапазон существует и на волнах, что чуть короче терагерцевых.

Для достижения таких параметров немцы интегрировали в передатчик элементы, обычно относящиеся к фотонике, — фотонный смеситель производства японской компании NTT-NEL. Он состоит из фотодиода, на который накладываются два лазерных сигнала с разной частотой. Один из них модулируется для того, чтобы нести информацию, а другой — нет. В итоге их воздействия на фотодиод генерируется электрический сигнал с частотой, соответствующей разнице частот двух оптических (237,5 ГГц). Лишь после этого сигнал излучается с помощью антенны.

Для приёма использовалась специально созданная интегральная схема из транзисторов с высокой подвижностью электронов. Схема размером в несколько квадратных миллиметров уже сейчас может быть интегрирована в смартфоны и планшеты, делая, таким образом, широкое распространение приёмников, успешно работающих в миллиметровом диапазоне на высоких скоростях, сравнительно простой задачей. Схема усиливает входящее излучение и смешивает его с другой частотой для полного извлечения передаваемых данных.

Хотя передача данных состоялась на дистанции всего в 20 метров, подчёркивается, что это лишь проба сил, а использование именно субтерагерцевого диапазона позволяет надеяться на неплохое преодоление обычных преград на пути такой связи — тех же домовых стен и прочего. В сравнении с другим высокоэффективным беспроводным способом передачи данных — лазерными системами атмосферного пользования — субтерагерцевые передатчики и приёмники малочувствительны к атмосферным помехам, делающим применение лазерной связи в туман весьма проблематичным.

Часть экспериментальной установки (фото Swen König et al.).


Сейчас ведутся работы по доводке экспериментальной системы беспроводной связи для дистанций в сотни метров. Ну а перспективы здесь более чем многообещающие. Так, в мае 2013 года, используя чисто электронную систему без фотонного смесителя, группа г-на Кёнига уже передала данные на частоте в 240 ГГц со скоростью 40 Гбит/с, то есть с фотонным смесителем, который учёные интегрируют в схему сейчас, скорость должна возрасти в несколько раз. «Полагаем, этот подход обеспечит путь к развёртыванию беспроводных коммуникаций со скоростями до терабита в секунду на дистанциях более одного километра», — заявляют разработчики. Если всё это так, то подобная связь станет отличным средством преодоления расстояния от вышки до конечного пользователя — часто самого некачественного сегмента, считающегося крупнейшим источником проблем беспроводного Интернета как в больших городах, так и за их пределами.

Отчёт об исследовании опубликован в журнале Nature Photonics.

Подготовлено по материалам IEEE Spectrum. Изображение на заставке принадлежит Shutterstock.

Материал подготовлен при поддержке проекта

Источник - http://compulenta.computerra.ru/tehnika/internet/10010359/

 

Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта