Un nuevo estudio extravagante realizado por investigadores de la Universidad de Brown muestra que los enlaces de datos de frecuencia de terahercios pueden rebotar en una habitación sin dejar caer demasiados datos. Los resultados son buenas noticias para la viabilidad de futuras redes de datos inalámbricas de terahercios. que tienen el potencial de transportar muchos más datos que las redes actuales.

Las redes celulares y los sistemas Wi-Fi actuales dependen de la radiación de microondas para transportar datos, pero la demanda de cada vez más ancho de banda se está convirtiendo rápidamente en más de lo que pueden soportar las microondas. Eso tiene a los investigadores pensando en transmitir datos en ondas de terahercios de alta frecuencia, que tienen hasta 100 veces la capacidad de transporte de datos de las microondas. Pero la tecnología de comunicación de terahercios está en su infancia. Hay mucha investigación básica por hacer y muchos desafíos que superar.

Por ejemplo, Se ha asumido que los enlaces de terahercios requerirían una línea de visión directa entre el transmisor y el receptor. A diferencia de las microondas, Las ondas de terahercios están completamente bloqueadas por la mayoría de los objetos sólidos. Y se ha supuesto que no es posible hacer rebotar un rayo de terahercios, digamos, de una pared o dos, para encontrar un camino despejado alrededor de un objeto.

"Creo que es justo decir que la mayoría de las personas en el campo de los terahercios dirían que habría demasiada pérdida de potencia en esos rebotes, por lo que los enlaces que no son de línea de visión no serán factibles en terahercios, "dijo Daniel Mittleman, profesor de la Escuela de Ingeniería de la Universidad de Brown y autor principal de la nueva investigación publicada en APL Photonics . "Pero nuestro trabajo indica que la pérdida es bastante tolerable en algunos casos, bastante menos de lo que mucha gente habría pensado".

Para el estudio, Mittleman y sus colegas hicieron rebotar ondas de terahercios a cuatro frecuencias diferentes en una variedad de objetos:espejos, puertas de metal, paredes de bloques de hormigón y otros, y midió la tasa de error de bits de los datos en la onda después de los rebotes. Demostraron que se podían lograr tasas de error de bits aceptables con aumentos modestos en la potencia de la señal.

"La preocupación había sido que para hacer esos rebotes y no perder sus datos, necesitarías más energía de la que es factible generar, ", Dijo Mittleman." Demostramos que no necesitas tanta potencia como piensas porque la pérdida en el rebote no es tanto como piensas ".

En un experimento, los investigadores hicieron rebotar una viga en dos paredes, Permitiendo un enlace exitoso cuando el transmisor y el receptor estaban a la vuelta de la esquina, sin ninguna línea de visión directa. Ese es un hallazgo prometedor para respaldar la idea de redes de área local de terahercios.

"Puedes imaginar una red inalámbrica, "Mittleman explicó, "donde la computadora de alguien está conectada a un enrutador de terahercios y hay una línea de visión directa entre los dos, pero luego alguien camina en el medio y bloquea el rayo. Si no puede encontrar un camino alternativo, ese enlace se cerrará. Lo que mostramos es que es posible que aún pueda mantener el enlace buscando un nuevo camino que podría implicar rebotar en una pared en algún lugar. En la actualidad, existen tecnologías que pueden hacer ese tipo de búsqueda de rutas para frecuencias más bajas y no hay ninguna razón por la que no puedan desarrollarse para terahercios ".

Los investigadores también realizaron varios experimentos al aire libre en enlaces inalámbricos de terahercios. Una licencia experimental emitida por la FCC convierte a Brown en el único lugar del país donde la investigación al aire libre se puede realizar legalmente en estas frecuencias. El trabajo es importante porque los científicos apenas están comenzando a comprender los detalles de cómo se comportan los enlaces de datos de terahercios en los elementos, Dice Mittleman.

Su estudio se centró en lo que se conoce como reflexión especular. Cuando una señal se transmite a largas distancias, las olas se abren en abanico formando un cono cada vez más amplio. Como resultado de ese abanico, una parte de las olas rebotarán en el suelo antes de llegar al receptor. Esa radiación reflejada puede interferir con la señal principal a menos que un decodificador la compense. Es un fenómeno bien conocido de la transmisión por microondas. Mittleman y sus colegas querían caracterizarlo en el rango de terahercios.

Demostraron que este tipo de interferencia ocurre en ondas de terahercios, pero ocurre en menor grado sobre pasto en comparación con concreto. Probablemente se deba a que la hierba tiene mucha agua, que tiende a absorber ondas de terahercios. Así que sobre la hierba el haz reflejado se absorbe en mayor grado que el hormigón, dejando menos para interferir con la viga principal. Eso significa que los enlaces de terahercios sobre hierba pueden ser más largos que los de hormigón porque hay menos interferencias con las que lidiar, Dice Mittleman.

Pero también hay una ventaja en ese tipo de interferencia con el suelo.

"El reflejo especular representa otro camino posible para su señal, ", Dijo Mittleman." Puedes imaginar que si tu ruta de línea de sitio está bloqueada, se podría pensar en hacer rebotar en el suelo para llegar allí ".

Mittleman dice que este tipo de estudios básicos sobre la naturaleza de la transmisión de datos en terahercios son fundamentales para comprender cómo diseñar la arquitectura de red para futuros sistemas de datos en terahercios.