Budućnost u kojoj internetske veze nisu samo nevjerojatno brze, već i iznimno pouzdane, čak i u prepunim prostorima, vizija je koja ubrzano postaje stvarnost, zahvaljujući novim istraživanjima na području terahercnih komunikacijskih tehnologija. Takve inovacije, spremne su transformirati bežičnu komunikaciju, posebno kako se ona razvija prema sljedećoj generaciji mobilnih mreža, 6G.

Veći rizik, ali riješeno

Smatra to inženjer Ranjan Singh koji je s kolegama istraživačima razvio topološki čip izrađen od silicija koji oblikuje terahercne zrake. U znanstvenom radu “On-chip topological beamformer for multi-link terahertz 6G to XG wireless” koji su objavili u britanskom znanstvenom časopisu Nature prošloga mjeseca, pojašnjavaju da je topološki čip ključan za buduće 6G i naprednije mreže jer omogućuje precizno usmjeravanje visokofrekvencijskih signala, što poboljšava pouzdanost i brzinu bežične komunikacije. Dizajn tog čipa omogućuje bolju kontrolu nad terahercnim valovima, što je presudno za rješavanje problema zagušenosti postojećih frekvencija.

Terahercne frekvencije ključne su za buduću generaciju mobilnih mreža 6G, koju telekomunikacijske tvrtke planiraju uvesti oko 2030. godine. Radiofrekvencijski spektar koji koriste današnje bežične mreže postaje sve zagušeniji, a terahercni valovi nude rješenje jer koriste relativno neiskorišteni dio elektromagnetskog spektra između mikrovalova i infracrvenih zraka.

“Naš čip uzima terahercni signal iz jednog izvora i dijeli ga na 54 manja signala, koji zatim putuju kroz 184 malena kanala sa 134 oštra zavoja. Svaka zraka može prenositi i primati podatke brzinom od 40 do 72 gigabita u sekundi, što je višestruko brže od današnjih 5G mreža. Uz pomoć umjetne inteligencije, dizajnirali smo ga s posebnim mikroskopskom uzorkom saća kako bismo stvorili puteve za terahercne valove. Mreža kanala odašilje snažne, fokusirane zrake koje pokrivaju svih 360 stupnjeva oko čipa. To omogućuje mobitelu ili drugom bežičnom uređaju bilo gdje oko Wi-Fi rutera ili drugog komunikacijskog uređaja s čipom da primi signal velike brzine. Demonstrirali smo mogućnosti čipa dijeljenjem ulaznog signala za HD videoprijenos u četiri različita izlazna snopa”, pojasnio je Singh za Techxplore.

Inače, terahercni valovi imaju kraći domet u usporedbi sa signalima korištenim u 4G i 5G mrežama, što povećava rizik od gubitka signala tijekom prijenosa. Topološki čipovi rješavaju taj izazov preciznim usmjeravanjem visokofrekventnih signala, osiguravajući stabilan prijenos. Za razliku od tradicionalnih antena koje signale emitiraju nasumično, topološki čipovi ih usmjeravaju prema potrebi, povećavajući učinkovitost i pouzdanost prijenosa.

Utjecaj na svakodnevicu

Čipovi koji usmjeravaju terahercne zrake mogli bi značajno utjecati na naš svakodnevni život. Primjerice, omogućili bi preuzimanje 4K filma ultravisoke rezolucije u samo nekoliko sekundi, za razliku od današnjeg Wi-Fija kojemu za to treba 11 minuta, a mogli bi podržati i rad virtualne te proširene stvarnosti bez ikakvih prekida.

Stvarnošću bi mogli učiniti i holografsku komunikaciju u stvarnom vremenu, gdje bi se sugovornici pojavljivali kao realistični hologrami, dok bi ih pametni gradovi mogli koristiti za besprijekorno koordiniranje prometnih sustava i hitnih intervencija kao i zdravstvo za operacije na daljinu uz pomoć robotskih instrumenata.