Terahertzové pripojenie umožní holografickú komunikáciu v reálnom čase

Internetové pripojenie, ktoré bude nielen bleskurýchle, ale aj veľmi spoľahlivé, sa rýchlo približuje realite vďaka novému výskumu terahertzových komunikačných technológií. Umožní to novo vyvinutý kremíkový terahertzový čip na topologické tvarovanie lúča (topological beamformer chip). Ako naznačuje názov, slúži na formovanie terahertzových vĺn do smerovaných lúčov. Terahertzové frekvencie sú kľúčové pre 6G siete, ktoré telekomunikačné spoločnosti plánujú spustiť okolo roku 2030.

Rádiofrekvenčné spektrum, ktoré využívajú súčasné bezdrôtové siete, je čoraz viac preťažené. Terahertzové vlny ponúkajú riešenie využitím relatívne neobsadenej časti elektromagnetického spektra medzi mikrovlnami a infračerveným žiarením. Tieto vyššie frekvencie môžu prenášať obrovské množstvo dát, vďaka čomu sú ideálne pre dátovo náročné aplikácie budúcnosti. Nový čip berie terahertzový signál z jedného zdroja a rozdeľuje ho na 54 čiastkových signálov, ktoré sú potom vedené cez 184 malých kanálov.

Každý lúč môže prenášať a prijímať dáta rýchlosťou 40 až 72 gigabitov za sekundu, čo je mnohonásobne rýchlejšie ako dnešné siete 5G. Tím z Univerzity Notre Dame du Lac pod vedením inžiniera Ranjana Singha pomocou umelej inteligencie navrhol čip tak, aby mal špecifický mikroskopický voštinový vzor na vytvorenie pruhov pre terahertzové vlny. Súbor kanálov vysiela silné, zaostrené lúče, ktoré pokrývajú celých 360 stupňov okolo čipu.

To umožňuje telefónu alebo inému bezdrôtovému zariadeniu kdekoľvek v okolí smerovača Wi-Fi alebo iného komunikačného zariadenia pomocou čipu prijímať vysokorýchlostný signál. Terahertzové vlny majú kratší dosah v porovnaní s nízkofrekvenčnými signálmi používanými v sieťach 4G a 5G. Čip rieši túto výzvu presným nasmerovaním vysokofrekvenčných signálov, aby sa zabezpečilo, že dosiahnu svoj cieľ bez straty alebo degradácie. Tvarovače lúča (beamformers) sú nevyhnutné pre ďalšiu generáciu bezdrôtovej komunikácie.

Na rozdiel od tradičných antén, ktoré vysielajú signály bez rozdielu, tvarovače lúča sústreďujú signály do špecifických smerov, čím zvyšujú efektivitu aj spoľahlivosť. Nový čip zaisťuje, že tieto lúče poskytujú pokrytie vo všetkých smeroch. Terahertzové čipy by napríklad mohli umožniť sťahovanie 4K filmu s ultravysokým rozlíšením za pár sekúnd v porovnaní s 11 minútami cez dnešné W-Fi alebo podporovať aplikácie virtuálnej a rozšírenej reality bez akéhokoľvek oneskorenia.

Okrem zábavy by mohli urobiť realitou holografickú komunikáciu v reálnom čase, kde sa ľudia javia ako živé hologramy. Inteligentné mestá by mohli využiť túto technológiu na bezproblémovú koordináciu dopravných systémov a zdravotná starostlivosť by mohla ťažiť z chirurgie na diaľku, kde lekári diaľkovo ovládajú robotické nástroje.

Zdroj: theconversation.com.

_{^{Zdroj Foto: Wenhao Wang, Guillaume Ducournau, and Ranjan Singh}}