محققان چینی برای اولین بار در جهان با استفاده از فناوری ارتباط بی‌سیم تراهرتز، سیگنال‌های ویدیویی با کیفیت بالا را در فاصله ۱.۲ کیلومتری با موفقیت مخابره کردند.

این یک نقطه عطف بزرگ در توسعه سیستم‌های ارتباطی نسل بعدی است. همچنین رکورد جدیدی را برای طولانی‌ترین آزمایش انتقال ارتباط بی‌سیم تراهرتز که تا به امروز در محدوده فرکانس بالای ۰.۵ تراهرتز به دست آمده است، ثبت می‌کند.

این پژوهش از ۲۷ سپتامبر تا یکم اکتبر در پایگاه رصد نجومی با امواج زیرمیلی‌متری واقع در ارتفاع بیش از ۴۰۰۰ متری در فلات کینگهای-شیزانگ(Qinghai-Xizang) انجام شد. به گفته محققان، این مکان شرایط ایده آلی را برای چنین آزمایشی فراهم کرده است.

این دستاورد به ‌ویژه به دلیل استفاده از گیرنده‌های تراهرتز ابررسانا قابل توجه است که اولین کاربرد آنها را در یک سیستم ارتباطی بی‌سیم از راه دور نشان می‌دهد. قابل ذکر است، این پیشرفت پیامدهای گسترده‌ای به ویژه برای توسعه 6G دارد.

پتانسیل امواج تراهرتز

امواج تراهرتز بخشی از طیف الکترومغناطیسی بین امواج مایکروویو و فرکانس‌های فروسرخ نوری را با طول موج‌های ۳۰۰۰ تا ۳۰ میکرومتر اشغال می‌کنند. این فناوری پتانسیل بسیار زیادی برای آینده ارتباطات بی‌سیم دارد.

همچنین پهنای باند بسیار گسترده‌تری نسبت به سیستم‌های ارتباطی کنونی ارائه می‌دهد که سرعت انتقال داده‌ها را به میزان قابل توجهی سریع‌تر می‌کند.

لی جینگ از «رصدخانه کوه بنفش»(Purple Mountain Observatory) متعلق به آکادمی علوم چین(CAS) گفت: به عنوان مثال، اگر ما ارتباطات مایکروویو را به عنوان یک جاده دو باندی ببینیم، ارتباط تراهرتز به دلیل منابع طیف وسیع‌تر و غنی‌تر، مانند گسترش آن جاده به شش یا هشت باند است.

با این حال، انتقال از راه دور با چالش‌هایی مانند تضعیف شدید سیگنال مواجه است. محققان چینی برای رفع این مشکل از دهه ۱۹۹۰ فناوری‌های تشخیص نجومی تراهرتز را توسعه داده‌اند.

حساسیت بالا برای سیگنال‌های ضعیف

تیم تحقیقاتی از یک گیرنده ابررسانای بسیار حساس برای تشخیص سیگنال‌های ضعیف تراهرتز استفاده کرد.

این سیگنال‌ها با توان بسیار کم تنها ۱۰ میکرووات مخابره می‌شدند. برای درک این موضوع باید دانست که این حدود یک میلیونم توان خروجی یک ایستگاه پایه تلفن همراه معمولی است.

با محققان وجود این سیگنال فوق العاده ضعیف، با موفقیت یک انتقال ویدئویی با کیفیت بالا را دریافت کردند.

حساسیت بالای فناوری تشخیص ابررسانایی مورد استفاده در این آزمایش، حداقل اتلاف انرژی را در حین انتقال تضمین می‌کند و به سیگنال‌ها اجازه می‌دهد بسیار دورتر حرکت کنند.

اهمیت فناوری تشخیص ابررسانایی که این بار استفاده کردیم در حساسیت بالای آن نهفته است. لی جینگ تاکید کرد: مانند این است که در این جاده عریض‌تر ماشین‌هایی با عملکرد بهتر داشته باشید، تقریباً بدون اتلاف انرژی و به سیگنال‌ها اجازه می‌دهد خیلی دورتر حرکت کنند.

کاربردها و پیامدهای آینده

فناوری تراهرتز این پتانسیل را دارد که حجم زیادی از داده را با سرعت‌های فوق‌العاده سریع حمل کند و آن را برای برنامه‌هایی مانند پخش زنده ویدئوها، انتقال داده با ظرفیت بالا و ارتباطات فضایی ایده‌آل می‌کند.

رسانه‌های چین ادعا می‌کنند که این یک بنیاد فنی حیاتی برای فضای آینده و ارتباطات تراهرتز با ظرفیت بالای هوا به زمین و همچنین ساخت یک سکوی چند رشته‌ای در رصدخانه امواج زیرمیلی‌متری است.

با این حال، چالش‌های خاصی مانند کاهش اندازه و هزینه‌های تولید دستگاه‌های تراهرتز وجود دارد که باید قبل از به کارگیری گسترده این فناوری پیشگامانه ابتدا به آنها پرداخت.