Використання радіоімпульсної технології дозволить досягти терабітної швидкості в бездротових мережах

86 Views Comment Off

Група дослідників з університету Вільяма Марша Райса (William Marsh Rice University), США, розробила нову радіоімпульсну технологію, в якій не використовуються лазери, на базі якої в майбутньому можуть бути створені бездротові мережі, що забезпечують швидкість передачі даних не менше 1 терабіта (1 трильйона біт) в секунду. Це в 20 тисяч разів більше швидкості нинішніх бездротових мереж 4G і в 20 разів швидше, ніж швидкість найкращих оптичних каналів, через які надається доступ в Інтернет кінцевим споживачам.

Згідно з результатами цих досліджень тільки протягом 2015 року глобальний мобільний трафік виріс на 74 відсотки в порівнянні з попереднім роком, досягнувши значення 3,7 екзабіта (близько 30 мільйонів терабіт) у грудні 2015 року. Кількість трафіку, згенерованого смартфонами, зросла в 2015 році на 43 відсотки, досягнувши середнього показника в 929 мегабайт на місяць на одного користувача.

“Подолання терабітного порога дозволить вирішити проблему забезпечення якісним трафіком кінцевих користувачів, це дозволить реалізувати цілий набір нових мобільних сервісів і змінить деякі з існуючих комунікаційних парадигм” – розповідає Едвард Найтлі (Edward Knightly), професор з університету Райс.

Використана дослідниками радіоімпульсна технологія в корені відрізняється від технологій модуляції несучої частоти, які протягом багатьох десятиліть використовуються в області бездротових комунікацій. І, з великим відсотком ймовірності, радіоімпульсна технологія є єдиною, яка дозволить “перестрибнути” через терабітний бар’єр, використовуючи для цього єдиний канал передачі даних. Але для практичної реалізації розробленої технології вчені мають подолати ще ряд складних технічних проблем.

Нагадаємо, що першу імпульсну радіо-технологію для передачі даних використовував Гульєльмо Марконі (Guglielmo Marconi) на початку 1900-х років. Він використовував антену, з’єднану з великим конденсатором. При заряді конденсатора і досягненні певного електричного потенціалу відбувався пробій повітряного проміжку і вся енергія конденсатора спрямовувалася в антену у вигляді короткого імпульсу.

tbitwireless

“Наша імпульсна система також побудована на принципах, які використовував Марконі. Але замість конденсатора і повітряного проміжку в ній використовується високошвидкісний біполярний транзистор, що подає енергію на антену, що знаходиться прямо на кристалі чіпа” – розповідає Едвард Найтлі, – “Ми накопичуємо енергію всередині чіпа в магнітному вигляді і використовуємо простий цифровий “спусковий механізм”, який дозволяє отримати радіоімпульси з пікосекундною тривалістю. У нашій системі немає ніякого генератора, на її виході ми отримуємо чисті цифрові радіоімпульси”.

Лабораторія, в якій працює дана група дослідників, встановила в цьому році свого роду рекорд, отримавши найкоротший радіоімпульс, тривалість якого становила 1,9 пікосекунди. А зараз дослідники працюють над створенням передавача, який зможе посилати ще більш короткі радіоімпульси з частотою від 100 гігагерц до декількох терагерц. Цей передавач буде містити близько 10 тисяч окремих антен, кожна з яких буде пов’язана з власним керуючим чіпом. Така кількість антен дозволить отримати високу потужність вихідного сигналу, якої буде достатньо для організації зв’язку на відстані до 300 метрів спочатку. Крім цього, така кількість антен дозволить з високою точністю керувати формою і іншими параметрами радіосигналу, що виробляється.

“Комунікаційні технології, засновані на модуляції сигналу несучої частоти, використовувані в останні кілька десятків років, прекрасно підходять для роботи на відносно низьких частотах. Але все це в корені змінюється при переході на більш високі частоти, в діапазон, що лежить вище позначки в 100 гігагерц” – розповідає Едвард Найтлі, – “в цьому випадку ми повинні використовувати тільки вузькоспрямовану передачу в межах прямої видимості. Це дозволить нам уникнути небажаних віддзеркалень сигналів і це максимально ускладнить перехоплення переданої інформації. Наша технологія використовує радіосигнали, але ці радіосигнали сфокусовані подібно променю лазерного світла”.

... ... .
In : Техно

Related Articles

404