بهبود لینک‌های ارتباطی تراهرتز برای شبکه 6G

به گزارش کارگروه فناوری اطلاعات سایبربان؛ گروهی از دانشمندان دانشگاه برون (Brown University) به‌تازگی اعلام کردند در حال ایجاد راه‌کاری هستند که مشکل استفاده از لینک‌های ارتباطی بی‌سیم امواج تراهرتز (Terahertz) را در شبکه‌های فراتر از 5G برطرف می‌کند.

در طیف الکترومغناطیس، امواج تراهرتز در بازه‌ای میان امواج نوری و میکرو قرار دارند. فرکانس این امواج در بازه 0.1 تا 10 تراهرتز است و محققان قصد دارند از آن در شبکه‌های 6G بهره بگیرند؛ زیرا ماکان انتقال چندین ترابیت داده را در ثانیه فراهم می‌آورد.

در حالی که امواج رادیویی داده‌ها را می‌توانند اطلاعات را از طریق فرستنده‌ها به همه جهات منتشر کنند، امواجی که دارای فرکانس بالایی هستند کمتر پراکنده می‌شوند؛ بنابراین در این گونه ارتباطات از پرتوهای باریک استفاده می‌شود. در نتیجه برقراری سریع لینک ارتباطی میان فرستنده و گیرنده بسیار دشوارتر است.

همچنین با توجه به فرکانس‌های مورد استفاده در شبکه‌های 5G امروزی، رویکرد رایج برای مکان‌یابی دستگاه‌ها و اتصالات آن‌ها به شبه این است که به فرستنده‌ها اجازه دهیم با استفاده از پرتوهای ضعیف منطقه را اسکن کنند؛ اما استفاده از این روش برای شناسایی لینک‌های ارتباطی در بستر تراهرتز امکان‌پذیر نیست. با توجه به اینکه پرتوهای فرستنده تراهرنز 10 برابر کوچک‌تر از 5G به مدت‌زمان بیشتری برای اسکن منطقه نیاز پیدا می‌شود.

محققان برای رفع چالش بالا به دنبال ایجاد راه‌هایی بودند که اکسس پوینت تراهرتز (terahertz access point) -که می‌توان آن‌ها را به‌عنوان روترهای بی‌سیم در نظر گرفت- با گیرنده‌ها ارتباط برقرار کنند. آن‌ها متوجه شدند با اضافه کردن یک هدایتگر امواج (leaky waveguide) به اکسس پوینت تراهرتز می‌توانند آن را به گونه‌ای تقویت کنند که سراسر یک منطقه را بدون هیچ اتلاف وقتی، برای شناسایی گیرنده به‌سرعت اسکن کند.

هدایتگر امواج یاد شده در واقع تنها 2 صفحه فلزی با فضایی میان آن‌ها است که امکان تابش نور از وسط آن وجود دارد. یکی از صفحات دارای شکاف‌های باریکی است که باعث می‌شود بخشی از تابش‌ها به بیرون نشت پیدا کنند. زمانی که پالسی حاوی طیف گسترده‌ای از فرکانس‌های تراهرتز از میان صفحات عبور می‌کنند. هر یک از فرکانس‌ها با زاویه‌های گوناگون از شکاف عبور می‌کنند.

با توجه به موقعیت گیرنده به نسبت فرستنده مجهز به هدایت‌گر امواج، می‌توان فرکانس‌های مختلفی را مشاهده کرد. سپس گیرنده سیگنالی را نقطه دسترسی ارسال کرده و اعلام کند که فرکانس‌ها را دریافت کرده است. این ویژگی باعث می‌شود تا اکسس پوینت به صورت دقیق محل گیرنده را شناسایی کند.

محققان شرح دادند با استفاده از دستاورد یاد شده می‌توان چندین بار در هر ثانیه موقعیت گیرنده را شناسایی کرد. حتی اگر به صورت پیوسته در حال حرکت باشد.

محققان توضیح دادند هم‌اکنون در مرحله امکان سنجی قرار داشته و در مقیاس کوچک لینکی در شعاع 30 سانتیمتر ایجاد کرده‌اند؛ اما این ویژگی می‌تواند آینده بسترهای ارتباطی را به نمایش بگذارد.