Quando alguém abre um laptop, um roteador pode localizá-lo rapidamente e conectá-lo à rede Wi-Fi local. Essa capacidade é um elemento básico de qualquer rede sem fio conhecida como descoberta de link, e agora uma equipe de pesquisadores desenvolveu um meio de fazer isso com radiação terahertz, as ondas de alta frequência que um dia poderiam tornar a transmissão de dados sem fio ultrarrápida.

Por causa de sua alta frequência, ondas terahertz podem transportar centenas de vezes mais dados do que as microondas usadas para transportar nossos dados hoje. Mas essa alta frequência também significa que as ondas terahertz se propagam de maneira diferente das microondas. Considerando que as microondas emanam de uma fonte em uma transmissão omnidirecional, ondas terahertz se propagam em feixes estreitos.

"Quando você está falando sobre uma rede que está enviando feixes, levanta uma miríade de questões sobre como você realmente constrói essa rede, "disse Daniel Mittleman, professor na Escola de Engenharia de Brown. "Uma dessas questões é como funciona um ponto de acesso, que você pode pensar como um roteador, descubra onde os dispositivos do cliente estão para apontar um feixe para eles. É nisso que estamos pensando aqui. "

Em um artigo publicado em Nature Communications , pesquisadores da Brown and Rice University mostraram que um dispositivo conhecido como guia de onda com vazamento pode ser usado para descoberta de link em frequências terahertz. A abordagem permite que a descoberta do link seja feita de forma passiva, e em um tiro.

O conceito de guia de ondas com vazamento é simples. São apenas duas placas de metal com um espaço entre elas onde a radiação pode se propagar. Uma das placas tem uma fenda estreita, o que permite que um pouco da radiação vaze. Esta nova pesquisa mostra que o dispositivo pode ser usado para descoberta e rastreamento de link, explorando uma de suas propriedades subjacentes:que frequências diferentes vazam da fenda em ângulos diferentes.

"Colocamos uma ampla gama de frequências terahertz neste guia de onda em um único pulso, e cada um vaza simultaneamente em um ângulo diferente, "disse Yasaman Ghasempour, um estudante de pós-graduação na Rice e co-autor do estudo. "Você pode pensar nisso como um arco-íris vazando, com cada cor representa uma assinatura espectral única correspondente a um ângulo. "

Agora imagine um guia de ondas com vazamento colocado em um ponto de acesso. Dependendo de onde um dispositivo cliente está em relação ao ponto de acesso, verá uma cor diferente saindo do guia de ondas. O cliente apenas envia um sinal de volta ao ponto de acesso que diz:"Eu vi amarelo, "e agora o ponto de acesso sabe exatamente onde o cliente está, e pode continuar a rastreá-lo.

"Não se trata apenas de descobrir o link uma vez, "Yasaman disse." Na verdade, a direção da transmissão precisa ser ajustada continuamente à medida que o cliente se move. Nossa técnica permite uma adaptação ultrarrápida, que é a chave para alcançar uma conectividade perfeita. "

A configuração também usa um guia de ondas com vazamento no lado do cliente. Desse lado, a faixa de frequências recebida através da fenda no guia de ondas pode ser usada para determinar a posição do roteador em relação à rotação local do dispositivo - como quando alguém gira sua cadeira enquanto usa um laptop.

Mittleman diz que encontrar uma nova maneira de fazer a descoberta de link funcionar no reino de terahertz é importante porque os protocolos existentes para descoberta de link em microondas simplesmente não funcionam para sinais de terahertz. Mesmo os protocolos que foram desenvolvidos para redes 5G em expansão, que são muito mais direcionais do que as microondas padrão, não são viáveis ​​para terahertz. Isso porque, por mais estreitos que sejam os feixes 5G, eles ainda são cerca de 10 vezes mais largos do que os feixes em uma rede terahertz.

"Acho que algumas pessoas presumiram que, como o 5G é um tanto direcional, este problema foi resolvido, mas a solução 5G simplesmente não é escalável, "Mittleman disse." É necessária uma ideia totalmente nova. Esta é uma das peças de protocolo fundamentais que você precisa para começar a construir redes terahertz. "