Ученые из США заявляют о первой успешной передаче данных при помощи терагерцового излучения, благодаря которому им удалось превысить скорость самых быстрых мобильных сетей в примерно сто раз, говорится в статье, опубликованной в журнале Nature Communications.
«Мы показали, что мы можем передавать отдельные потоки данных при помощи терагерцовых волн на очень больших скоростях и с очень низким числом ошибок. Это первая попытка передачи множества потоков реальных данных при помощи этого излучения, и наши эксперименты показывают, что подобный подход можно применять при создании терагерцовых беспроводных сетей», — рассказывает Дэниел Миттлмэн (Daniel Mittleman) из Брауновского университета в Провиденсе (США).
Как объясняют ученые, терагерцовое излучение относится к числу самых перспективных направлений исследований в области оптики, микроэлектроники и в других высокотехнологичных сферах. В перспективе, волны такого типа можно приспособить для сверхскоростной передачи информации, наблюдения за работой живых клеток в режиме реального времени и множества других целей.
Одна из таких целей и самое известное свойство этого излучения – теоретическая способность делать наблюдаемые объекты «прозрачными». К примеру, недавно ученые из MIT научились читать закрытые книги, используя источник и приемник Т-излучения и специальную программу, анализирующую получаемые снимки.
За последние годы, как отмечает Миттлмэн, физики научились передавать и «ловить» достаточно простые терагерцовые сигналы, содержащие в себе лишь один поток информации. Подобные подходы хорошо работают в лаборатории, однако их нельзя применять на практике, так как все современные беспроводные системы связи могут обрабатывать десятки и сотни отдельных сигналов, не смешивая их между собой.
Проблема заключается в том, что аппаратные системы кодирования сигнала, используемые в современных передатчиках WiFi, LTE и других беспроводных сетей, нельзя использовать для работы с терагерцовым излучением. Поэтому ученым приходится фактически заново разрабатывать все системы, необходимые для осуществления подобных операций.
Миттлмэн и его команда приблизились к решению этой задачи, создав устройство для кодирования терагерцового сигнала, которое может передавать пока два отдельных потока информации на двух разных частотах.
Этот прибор состоит из двух металлических пластинок, представляющих собой волновод – структуру, вдоль стенок которой движутся терагерцовые волны. В одной из этих пластинок присутствует особая прорезь, через которую «раздевающие» лучи могут покинуть передатчик, если они движутся под определенным углом по отношению к этой щели.
«Теперь мы можем закачивать в световод несколько разных волн на разных частотах, каждая из которых будет передавать свой поток данных, и они не будут подавлять и портить друг друга. Каждая из этих волн будет покидать световод под определенным углом, благодаря чему потоки данных будут разделяться», — объясняет ученый.
Используя этот передатчик, Миттлмэн и его коллеги поставили новый рекорд в скорости «многоканальной» передачи данных по беспроводной сети, передавая видео в HD-качестве на два разных компьютера или телевизора со скоростью в 10 гигабит с нулевым уровнем ошибок. Скорость работы передатчика, как отмечает физик, можно повысить до 50 гигабит, но тогда в потоке начнет появляться небольшое число ошибок, что снизит эффективную пропускную способность сети.
По словам ученого, американская Федеральная комиссия по связи (FCC) уже выдала им лицензию на проведение экспериментов по созданию терагерцовой сети на открытом воздухе, включение которой станет началом, как заключает Миттлмэн, новой эры сверхбыстрой мобильной связи.
