Um novo estudo inusitado realizado por pesquisadores da Brown University mostra que links de dados de frequência terahertz podem pular em uma sala sem perder muitos dados. Os resultados são uma boa notícia para a viabilidade de futuras redes de dados sem fio terahertz, que têm o potencial de transportar muitas vezes mais dados do que as redes atuais.

As redes celulares e sistemas Wi-Fi de hoje dependem da radiação de microondas para transportar dados, mas a demanda por mais e mais largura de banda está rapidamente se tornando mais do que as microondas podem suportar. Isso fez os pesquisadores pensarem em transmitir dados em ondas terahertz de alta frequência, que têm até 100 vezes a capacidade de transporte de dados das microondas. Mas a tecnologia de comunicação terahertz está em sua infância. Há muita pesquisa básica a ser feita e muitos desafios a serem superados.

Por exemplo, presume-se que os links terahertz exigiriam uma linha de visão direta entre o transmissor e o receptor. Ao contrário das microondas, ondas terahertz são totalmente bloqueadas pela maioria dos objetos sólidos. E a suposição é de que não é possível fazer um feixe de terahertz ricochetear - digamos, fora de uma parede ou duas - para encontrar um caminho claro em torno de um objeto.

"Acho que é justo dizer que a maioria das pessoas no campo do terahertz diria que haveria muita perda de energia nessas rejeições, e assim os links fora da linha de visão não serão viáveis ​​em terahertz, "disse Daniel Mittleman, professor da Escola de Engenharia da Brown University e autor sênior da nova pesquisa publicada em APL Photonics . "Mas nosso trabalho indica que a perda é realmente bastante tolerável em alguns casos - um pouco menos do que muitas pessoas teriam pensado."

Para o estudo, Mittleman e seus colegas lançaram ondas terahertz em quatro frequências diferentes de uma variedade de objetos - espelhos, portas de metal, paredes de blocos de concreto e outros - e mediu a taxa de erro de bits dos dados na onda após os saltos. Eles mostraram que taxas de erro de bit aceitáveis ​​eram alcançáveis ​​com aumentos modestos na potência do sinal.

"A preocupação era que, para fazer essas devoluções e não perder seus dados, você precisaria de mais energia do que seria viável para gerar, "Mittleman disse." Nós mostramos que você não precisa de tanta potência quanto você imagina porque a perda no salto não é tanto quanto você pensa. "

Em um experimento, os pesquisadores ricochetearam uma viga em duas paredes, permitindo um link bem-sucedido quando o transmissor e o receptor estavam na esquina um do outro, sem nenhuma linha de visão direta. Essa é uma descoberta promissora para apoiar a ideia de redes locais de terahertz.

"Você pode imaginar uma rede sem fio, "Mittleman explicou, "onde o computador de alguém está conectado a um roteador terahertz e há linha de visão direta entre os dois, mas então alguém caminha no meio e bloqueia a viga. Se você não consegue encontrar um caminho alternativo, esse link será encerrado. O que mostramos é que você ainda pode ser capaz de manter o link procurando por um novo caminho que pode envolver pular em uma parede em algum lugar. Existem tecnologias hoje que podem fazer esse tipo de descoberta de caminhos para frequências mais baixas e não há razão para que não possam ser desenvolvidas para terahertz. "

Os pesquisadores também realizaram vários experimentos externos em links sem fio terahertz. Uma licença experimental emitida pela FCC torna Brown o único lugar no país onde a pesquisa ao ar livre pode ser feita legalmente nessas frequências. O trabalho é importante porque os cientistas estão apenas começando a entender os detalhes de como os links de dados terahertz se comportam nos elementos, Mittleman diz.

Seu estudo se concentrou no que é conhecido como reflexão especular. Quando um sinal é transmitido por longas distâncias, as ondas se espalham formando um cone cada vez maior. Como resultado desse espalhamento, uma parte das ondas vai ricochetear no solo antes de chegar ao receptor. Essa radiação refletida pode interferir com o sinal principal, a menos que um decodificador compense isso. É um fenômeno bem conhecido na transmissão por microondas. Mittleman e seus colegas queriam caracterizá-lo na faixa de terahertz.

Eles mostraram que esse tipo de interferência realmente ocorre em ondas terahertz, mas ocorre em menor grau sobre a grama em comparação com o concreto. Provavelmente porque a grama tem muita água, que tende a absorver ondas terahertz. Então, sobre a grama, o feixe refletido é absorvido em um grau maior do que o concreto, deixando menos para interferir com o feixe principal. Isso significa que links terahertz sobre grama podem ser mais longos do que aqueles sobre concreto porque há menos interferência para lidar, Mittleman diz.

Mas também há um lado positivo nesse tipo de interferência com o solo.

"A reflexão especular representa outro caminho possível para o seu sinal, "Mittleman disse." Você pode imaginar que se o seu caminho de linha de site estiver bloqueado, você poderia pensar em ricochetear no chão para chegar lá. "

Mittleman diz que esses tipos de estudos básicos sobre a natureza da transmissão de dados em terahertz são essenciais para a compreensão de como projetar a arquitetura de rede para futuros sistemas de dados em terahertz.