Cuando alguien abre una computadora portátil, un enrutador puede localizarlo rápidamente y conectarlo a la red Wi-Fi local. Esa capacidad es un elemento básico de cualquier red inalámbrica conocida como descubrimiento de enlaces, y ahora un equipo de investigadores ha desarrollado un medio para hacerlo con radiación de terahercios, las ondas de alta frecuencia que algún día podrían generar una transmisión de datos inalámbrica ultrarrápida.

Debido a su alta frecuencia, Las ondas de terahercios pueden transportar cientos de veces más datos que las microondas que se utilizan para transportar nuestros datos en la actualidad. Pero esa alta frecuencia también significa que las ondas de terahercios se propagan de manera diferente a las microondas. Mientras que las microondas emanan de una fuente en una transmisión omnidireccional, Las ondas de terahercios se propagan en haces estrechos.

"Cuando se habla de una red que envía haces, plantea una gran cantidad de preguntas sobre cómo se construye realmente esa red, "dijo Daniel Mittleman, profesor de la Escuela de Ingeniería de Brown. "Una de esas preguntas es cómo funciona un punto de acceso, que puede considerar un enrutador, averigüe dónde están los dispositivos del cliente para apuntar un rayo hacia ellos. Eso es lo que estamos pensando aquí ".

En un artículo publicado en Comunicaciones de la naturaleza , Investigadores de la Universidad de Brown y Rice demostraron que un dispositivo conocido como guía de ondas con fugas se puede utilizar para el descubrimiento de enlaces en frecuencias de terahercios. El enfoque permite que el descubrimiento de enlaces se realice de forma pasiva, y de una sola vez.

El concepto de una guía de ondas con fugas es simple. Son solo dos placas de metal con un espacio entre ellas donde se puede propagar la radiación. Una de las placas tiene una hendidura estrecha, lo que permite que se escape un poco de radiación. Esta nueva investigación muestra que el dispositivo se puede utilizar para el descubrimiento y seguimiento de enlaces mediante la explotación de una de sus propiedades subyacentes:que diferentes frecuencias se escapan de la rendija en diferentes ángulos.

"Introducimos una amplia gama de frecuencias de terahercios en esta guía de ondas en un solo pulso, y cada uno se filtra simultáneamente en un ángulo diferente, "dijo Yasaman Ghasempour, estudiante de posgrado en Rice y coautor del estudio. "Puedes pensar en ello como un arco iris que se filtra, con cada color representa una firma espectral única correspondiente a un ángulo ".

Ahora imagine una guía de ondas con fugas colocada en un punto de acceso. Dependiendo de dónde se encuentre un dispositivo cliente en relación con el punto de acceso, verá un color diferente saliendo de la guía de ondas. El cliente simplemente envía una señal al punto de acceso que dice:"Vi amarillo, "y ahora el punto de acceso sabe exactamente dónde está el cliente, y puede seguir rastreando.

"No se trata solo de descubrir el vínculo una vez, "Dijo Yasaman." De hecho, la dirección de transmisión debe ajustarse continuamente a medida que el cliente se mueve. Nuestra técnica permite una adaptación ultrarrápida que es la clave para lograr una conectividad perfecta ".

La configuración también utiliza una guía de ondas con fugas en el lado del cliente. De ese lado el rango de frecuencias recibidas a través de la ranura en la guía de ondas se puede usar para determinar la posición del enrutador en relación con la rotación local del dispositivo, como cuando alguien gira su silla mientras usa una computadora portátil.

Mittleman dice que encontrar una forma novedosa de hacer que el descubrimiento de enlaces funcione en el ámbito de los terahercios es importante porque los protocolos existentes para el descubrimiento de enlaces en microondas simplemente no funcionarán para las señales de terahercios. Incluso los protocolos que se han desarrollado para las florecientes redes 5G, que son mucho más direccionales que las microondas estándar, no son factibles para terahercios. Eso es porque tan estrechos como son los haces 5G, todavía son alrededor de 10 veces más anchos que los haces en una red de terahercios.

"Creo que algunas personas han asumido que, dado que 5G es algo direccional, este problema había sido resuelto, pero la solución 5G simplemente no es escalable, ", Dijo Mittleman." Se necesita una idea completamente nueva. Esta es una de esas piezas de protocolo fundamentales que necesita para comenzar a construir redes de terahercios ".