خبر های ویژه
13 شهریور 1403
تراشه ای که پرتوهای تراهرتز را هدایت می کند، زمینه را برای اینترنت فوق سریع آینده فراهم می کند
رانجان سینگ استاد مهندسی برق، دانشگاه نوتردام
آینده ای را تصور کنید که در آن اتصالات اینترنتی نه تنها برق آسا هستند، بلکه به طور قابل توجهی حتی در فضاهای شلوغ قابل اعتماد هستند،. این چشم انداز به لطف تحقیقات جدید در زمینه فناوری های ارتباطی تراهرتز به سرعت به واقعیت نزدیک می شود. این نوآوری‌ها قرار است ارتباطات بی‌سیم را متحول کنند، به ویژه با پیشرفت فناوری ارتباطات به سمت نسل بعدی شبکه‌ها، یعنی جی 6.
تبریز امروز:
آینده ای را تصور کنید که در آن اتصالات اینترنتی نه تنها برق آسا هستند، بلکه به طور قابل توجهی حتی در فضاهای شلوغ قابل اعتماد هستند،. این چشم انداز به لطف تحقیقات جدید در زمینه فناوری های ارتباطی تراهرتز به سرعت به واقعیت نزدیک می شود. این نوآوری‌ها قرار است ارتباطات بی‌سیم را متحول کنند، به ویژه با پیشرفت فناوری ارتباطات به سمت نسل بعدی شبکه‌ها، یعنی جی 6.
من مهندسي هستم كه روي فوتونيك، مطالعه نحوه توليد و تشخيص نور و ساير امواج الكترومغناطيسي، تمركز دارم. در این تحقیق، من و همکارانم یک تراشه شکل‌دهنده پرتو توپولوژیکی سیلیکونی ساخته‌ایم. توپولوژیک به ویژگی‌های فیزیکی در سیلیکون اشاره دارد که به هدایت امواج تراهرتز کمک می‌کند، و شکل‌دهنده پرتو به هدف تراشه اشاره دارد: تشکیل امواج تراهرتز به پرتوهای هدایت‌شده.
فرکانس‌های تراهرتز برای جی 6 بسیار مهم هستند، که شرکت‌های مخابراتی قصد دارند آن را در حدود سال 2030 عرضه کنند. امواج تراهرتز با استفاده از بخش نسبتاً اشغال نشده طیف الکترومغناطیسی بین امواج مایکروویو و مادون قرمز راه حلی را ارائه می دهند. این فرکانس‌های بالاتر می‌توانند حجم عظیمی از داده را حمل کنند و برای برنامه‌های پرمصرف داده در آینده ایده‌آل شوند.
یک تراشه آزمایشی که در این تصویر نشان داده شده است، پرتوهای تراهرتز فوق سریع را در همه جهات اطراف خود پخش می کند. ونهائو وانگ، گیوم دوکورناو و رانجان سینگ
تراشه ما یک سیگنال تراهرتز را از یک منبع دریافت می کند و آن را به 54 سیگنال کوچکتر تقسیم می کند که سپس از طریق 184 کانال کوچک با 134 چرخش تیز هدایت می شود. هر پرتو می تواند داده ها را با سرعت 40 تا 72 گیگابیت در ثانیه ارسال و دریافت کند که چندین برابر سریعتر از شبکه های 5G امروزی است.
با کمک هوش مصنوعی، تراشه را طوری طراحی کردیم که دارای یک الگوی لانه زنبوری میکروسکوپی خاص باشد تا خطوطی برای امواج تراهرتز ایجاد کند. مجموعه ای از کانال ها پرتوهای قدرتمند و متمرکزی را ارسال می کند که کل 360 درجه اطراف تراشه را پوشش می دهد. این امکان اجازه می دهد تا تلفن یا دستگاه بی سیم دیگر در اطراف روتر Wi-Fi یا سایر دستگاه های ارتباطی با استفاده از تراشه سیگنال پر سرعت را دریافت کند. ما تراشه را با تقسیم یک سیگنال ورودی از یک ویدیوی HD به چهار پرتو خروجی نشان دادیم.
Beamformers در شبکه های بی سیم
امواج تراهرتز در مقایسه با سیگنال‌های فرکانس پایین‌تر مورد استفاده در شبکه‌های جی 4و جی 5 ، برد کوتاه‌تری دارند. پرتوسازهای تراهرتز این چالش را با هدایت دقیق سیگنال‌های فرکانس بالا برای اطمینان از رسیدن به مقصد بدون تلفات یا تخریب برطرف می‌کنند.
پرتوسازها برای نسل بعدی ارتباطات بی سیم ضروری هستند. بر خلاف آنتن‌های سنتی که سیگنال‌ها را به‌طور بی‌رویه پخش می‌کنند، سازنده‌های پرتو سیگنال‌ها را در جهت‌های خاص متمرکز می‌کنند و کارایی و قابلیت اطمینان را افزایش می‌دهند. تراشه ما تضمین می‌کند که آن پرتوها در همه جهات پوشش دارند.
این رویکرد متمرکز نه تنها برد سیگنال را افزایش می دهد، بلکه کیفیت آن را حتی در فواصل طولانی نیز بهبود می بخشد. Beamformers احتمالاً در مدیریت اتصالات پایدار با کاهش تداخل بسیار مهم هستند زیرا جهان میلیاردها دستگاه متصل را اضافه می کند.
آینده ای با شکل دهی پرتو تراهرتز
تأثیر بالقوه تراشه‌های تشکیل دهنده پرتو تراهرتز بر زندگی روزمره عمیق است. به عنوان مثال، این تراشه‌ها می‌توانند دانلود فیلمی با کیفیت فوق‌العاده ۴K را در عرض چند ثانیه در مقایسه با ۱۱ دقیقه با W-Fi امروزی امکان‌پذیر کنند، یا از تجربه‌های فراگیر مجازی و واقعیت افزوده بدون هیچ تأخیری پشتیبانی کنند.
فراتر از سرگرمی، آنها می توانند ارتباطات هولوگرافیک بلادرنگ را به واقعیت تبدیل کنند، جایی که افراد به صورت هولوگرام های واقعی ظاهر شوند. شهرهای هوشمند می‌توانند از این فناوری برای هماهنگی یکپارچه سیستم‌های ترافیکی و واکنش‌های اضطراری استفاده کنند، در حالی که مراقبت‌های بهداشتی می‌توانند از جراحی‌های از راه دور که در آن پزشکان ابزارهای رباتیک را از دور کنترل می‌کنند، بهره‌مند شوند.
تراشه شکل‌دهی پرتو تراهرتز با غلبه بر چالش‌های انتقال سیگنال با فرکانس بالا، گام مهمی در مسیر ارتباط بی‌سیم سریعتر و قابل اعتمادتر است.
ارتباط با تبریز امروز
اخبار ، گزارشات ، عکسها و فیلم های خود را برای ما ارسال دارید . برای ارسال میتوانید از طریق آدرس تلگرامی یا ایمیل استفاده کنید.
اشتراک در خبرنامه
برای اطلاع از آخرین خبرهای تبریز امروز در کانال تلگرام ما عضو شوید.
