شبکه تراهرتز در دست ساخت
امواج تراهرتز از یک شیار کوچک آنتن و در زوایای مختلف بسته به فرکانس نشت می‌کنند. گیرنده می‌تواند برای دریافت یک زاویه خاص تنظیم شود و یک کانال داده را از بین یک سری کانال مختلف انتخاب کند.
مهندسین دانشگاه براون به پیشرفت بزرگی در ساخت قطعه کلیدی ارتباطات بی‌سیم تراهرتز دست یافتند؛ در واقع این پیشرفت در هم‌تافتگری و واتافتگری یک دنباله با فرکانس تراهرتز حاصل شده است.
اشعه تراهرتز می‌تواند روزی ستون فقرات سیستم‌های بی سیمی باشد که می‌تواند داده‌ها را تا صد برابر سریعتر از شبکه‌های تلفن همراه یا Wi-Fi امروزی ارسال و دریافت کند. اما هنوز چالش‌های فنی بسیاری باقی مانده‌اند که باید قبل از راه‌اندازی سیستم بی‌سیم تراهرتز حل شوند.
پژوهشگران دانشگاه براون، یک قدم بزرگ در جهت رسیدگی به یکی از این چالش‌ها برداشتند. آنها اولین سیستم هم‌تافتگری یا تسهیم کننده امواج تراهرتز را ابداع کردند. هم‌تافتگرها دستگاه‌هایی هستند که سری‌های جداگانه‌ای از داده‌ها از طریق یک کانال عبور می‌دهند. به کمک این فناوری می‌توان از یک کابل برای انتقال کانال‌های تلویزیونی متعدد استفاده کرد و یا از طریق یک خط فیبر نوری هزاران تماس تلفنی را به صورت همزمان برقرار کرد.
دانیل میتلمن، پروفسور مهندسی از دانشگاه براون و نویسنده مقاله این پروژه که به تازگی در مجله Nature Photonics منتشر شده است، می‌گوید: هر نوع ارتباطات تراهرتزی نیاز به گونه‌ای هم‌تافتگری و واتافتگری دارد و تاجایی که می‌دانیم، این اولین بار است که کسی استراتژی مناسب برای هم‌تافتگری در محدوده تراهرتز را ارائه کرده است.
شبکه‌های تلفن همراه و Wi-Fi امروزی برای انتقال مکالمات صوتی و داده به امواج مایکروویو متکی هستند. اما افزایش روزافزون تقاضا برای انتقال داده سریعتر از آن است که امواج مایکروویو بتوانند از پسش بربیایند. امواج تراهرتز دارای فرکانس بالاتر و درنتیجه پهنای باند بیشتری هستند. با این وجود دانشمندان و مهندسان به تازگی آغاز به کاوش در مورد پتانسیل‌های ممکن امواج تراهرتز کرده‌اند و درنتیجه بسیاری از اجزای سازنده شبکه‌های بی سیم تراهرتز، از جمله هم‌تافتگرها، توسعه پیدا نکرده‌اند.
هم‌تافتگری که میتلمن و همکارانش ابداع کردند از آنتن موج نشتی استفاده می‌کند. این آنتن از دو صفحه فلزی موازی برای ایجاد یک موجبر تشکیل شده است. یکی از صفحات دارای یک شکاف کوچک در آن است. وقتی امواج تراهرتز از موجبر عبور می‌کنند، قسمتی از اشعه از طریق شکاف به بیرون نشت می‌کند و باعث می‌شود که امواج تراهرتز با زاویه‌های مختلفی بسته به فرکانس خود به بیرون منتشر شوند.
میتلمن می‌گوید: اگر 10فرکانس مختلف حامل 10 سری داده متفاوت بین صفحات آنتن قرار بگیرند هر یک با 10 زاویه متفاوت از شکاف به بیرون نشت می‌کنند. این به معنی جداسازی و دی‌مالتی‌پلکس کردن این فرکانس‌ها است. و از طرفی گیرنده را می‌توان طوری تنظیم کرد که تنها اشعه‌ای با یک زاویه خاص و در نتیجه یک سری از داده‌ها را دریافت کند.
یکی از مزایای این روش، به گفته پژوهشگران، این است که با تنظیم فاصله بین صفحات، می‌توان پهنای باند طیف را تنظیم کرد و این پهنای باند را می‌توان به هر کانالی اختصاص داد. چنین دستگاه زمانی که در شبکه‌های داده به کار رود بسیار مفید واقع خواهد شد. برای مثال وقتی یک کاربر به طور ناگهانی نیاز به پهنای باند بسیار بزرگی پیدا می‌کند، می‌توان این پهنای باند را از دیگر کاربران شبکه که نیاز به پهنای باند چندان بزرگ ندارند قرض گرفت و این کار را تنها با تغییر فاصله صفحات در یک موقعیت مناسب می‌توان انجام داد.
این گروه قصد دارند به کار خود برای اصلاح و بهینه‌سازی دستگاه ادامه دهند و با گروهی از دانشگاه اوزاکای ژاپن برای ساخت دستگاه و وارد کردن آن در یک شبکه تراهرتز نمونه همکاری می‌کنند.
میتلمن امیدوار است که این پروژه سایر پژوهشگران را به چالش توسعه قطعات مشابه دعوت کند تا به این ترتیب به پیشبرد شبکه تراهرتز کمک شود.
No tags for this post.
