В рубрике «Поговорим о науке» затрагивается вопрос развития технологий сверхбыстрой передачи данных. На сегодняшний день такая работа ведётся в десятках университетов и научных лабораторий по всему миру. На днях о своих наработках в этом направлении поведали учёные из Брауновского университета (США).
Команда учёных продемонстрировала разработанный в Брауновском университете способ, позволяющий цифровым устройствам обнаруживать друг друга в определённой части пространства в сверхбыстрых терагерцевых (ТГц) сетях. Эти сети считаются относящимися к следующему поколению обмена данными (то, что последует за 5G).
ТГц-волны из-за высокой частоты способны передать в сотни и тысячи раз больше данных в единицу времени, чем волны которые используются при передаче данных сегодня (речь о сравнении в первую очередь с микроволнами). Но ТГц-волны распространяются не так, как микроволны. Терагерцевые волны идут от источника в узких «каналах», а не по всей сфере (полусфере). В этой связи возникает проблема, связанная с тем, как маршрутизатор может определить, где находится то или иное устройство-клиент, чтобы точно направить на него сигнал — ТГц-волну.
Профессор Дэн Миттлман сообщает о том, что проблему способен решить так называемый негерметичный волновод. Он позволяет обнаруживать канал на ТГц-частотах.
Негерметичный волновод – это две металлических пластины с промежутком, по которому и может распространяться волна. В одной пластине имеется узкая прорезь, которая позволяет определённым составляющим волн выйти. Обнаружение устройств основано на принципе анализа волн по углам их отклонения на выходе из волновода.
Учёные сравнивают это с цветовым спектром (радугой), когда каждый цвет представляет собой пучок волн с определённым диапазоном частот. По показателям спектра можно многое узнать об объектах, испускающих и поглощающих излучение.
Из работы учёных:
Представьте себе негерметичный волновод, расположенный на точке доступа. В зависимости от того, где расположено клиентское устройство относительно точки доступа, оно увидит другой цвет (другую длину волны), выходящий из волновода. Клиенту достаточно направить сигнал обратно в точку доступа с информацией: «Я видел жёлтый/синий/красный цвет (определённую длину волны)», и теперь точка доступа сама будет знать, где именно находится устройство-клиент. После этого она может продолжать его отслеживание в пространстве.
При этом учёные отмечают наличие проблем у этого метода. Проблемы связаны с необходимостью постоянно корректировать процесс при перемещениях устройства-клиента.
Эти разработки сегодня волнуют не только гражданских специалистов, но и военных. Причина военного интереса связана с обновлением систем передачи секретной информации, её кодирования. Например, речь может идти о новом поколении сетецентрической системы ведения разведки или боевых действий — когда в единицу времени для успешной операции нужно передавать всё больше полезной информации, которая, к тому же будет защищена от перехвата или искажения противником. Также интерес связан с ускорением передачи данных от военных спутников к клиентским устройствам, включая бортовые системы управления вооружениями на самолётах, БПЛА или боевых кораблях.
Но есть мнение, что в случае такого рода применения тот самый негерметичный волновод, с которым работают в Брауновском университете, вряд ли сможет быть эффективным.