- Kapacita mobilních sítí a Wi-Fi dosahuje svých limitů
- Nadějnou možností jsou terahertzové vlny, které by mohly být využity i v technologiích 6G a 7G
- Velkým problémem terahertzových vln ale je, že neumějí procházet překážkami
Rychlý vzestup digitální éry a rostoucí závislost na datech přináší neustálý nárůst poptávky po efektivním přenosu informací. Mobilní sítě a Wi-Fi, přestože se neustále vyvíjejí, se setkávají s omezením své kapacity, což vede k hledání nových technologií s větší propustností. Vědci se tak obrací k terahertzovým vlnám (Thz), které nabízejí ohromný potenciál pro přenos dat ve srovnání s mikrovlnami, jež jsou v současnosti běžně používané. Tato technologie slibuje revoluci v bezdrátové komunikaci na krátkou vzdálenost, která by mohla najít široké uplatnění v oblastech, jako je 5G, 6G.
Thz vlny se nacházejí na pomezí mezi infračerveným zářením a mikrovlnným zářením s vlnovou délkou v rozmezí 0,03 až 3 mm.
Bohužel, terahertzové vlny mají jedno zásadní omezení. Jsou snadno blokovány pevnými předměty. To znamená, že jakákoli překážka může narušit připojení. Tyto vlny mohou být blokovány prakticky vším, od stěn, nábytku až po lidi… To vyžaduje, aby mezi vysílačem a přijímačem byla přímá viditelnost. Tento fakt výrazně komplikuje jejich využití v běžných bezdrátových systémech. V tomto ohledu přichází na scénu nedávný objev vědců, kteří v časopise Communications Engineering prezentovali novou metodu pro manipulaci s terahertzovými signály, která by mohla tato úskalí překonat..
Terahertzové vlny jako budoucnost bezdrátového přenosu dat?
„Chceme více dat za sekundu,“ vysvětluje profesor Daniel Mittleman, hlavní autor studie, a zdůrazňuje potřebu větší šířky pásma pro efektivní přenos dat. „Běžná frekvenční pásma jednoduše nenabízejí dostatečnou kapacitu, kterou potřebujeme.“ Terahertzové vlny se jeví jako slibné řešení díky své výjimečné šířce pásma. Vědci z Kalifornské univerzity v Berkeley navrhli a demonstrovali inovativní koncept „samoakcelerujících paprsků“ pro terahertzovou (THz) komunikaci. Samoakcelerující paprsky představují inovativní formu elektromagnetických vln, které mají schopnost přirozeně se zakřivovat během svého šíření. Tato unikátní vlastnost umožňuje paprskům obejít překážky a udržovat silný signál i v náročných prostředích.
Berkeleyský výzkumný tým zkonstruoval THz (terahertzové) vysílače, které využívají specifické struktury. Struktury manipulují s vlastnostmi vln, jako je jejich fáze, intenzita a amplituda. Tyto struktury jsou tvořeny z různého materiálu a mají různé geometrické tvary. Jejich cílem je upravit šíření vln tak, aby se ohýbaly a překonávaly překážky, čímž se eliminuje omezení přímé viditelnosti typické pro terahertzové vlny. Tímto způsobem je možné manipulovat s vlnami tak, aby „se naučily“ spolupracovat a udržovat silný signál i v případě částečného zablokování.
Samoakcelerující paprsky dále nabízejí zvýšenou kapacitu sítě díky své schopnosti přenášet více dat na kratší vzdálenosti. Tento faktor je obzvláště užitečný v hustě osídlených městských oblastech nebo na místech s vysokým objemem datového provozu, kde je potřeba vysoké propustnosti sítě pro efektivní přenos dat. Nakonec musíme zmínit i odolnost samoakcelerujících paprsků vůči rušení. Díky své flexibilitě a adaptabilitě jsou tyto paprsky méně náchylné k rušení než tradiční bezdrátové technologie.
